摘要:根据爱因斯坦的狭义相对论,宇宙中信息传递的速度上限是光速,大约为每秒30万公里。这意味着,任何信息的传播都无法超越这一极限。而我们的肉眼之所以能看到物体,是因为它们发出的光或反射的光进入了我们的眼睛。
根据爱因斯坦的狭义相对论,宇宙中信息传递的速度上限是光速,大约为每秒30万公里。这意味着,任何信息的传播都无法超越这一极限。而我们的肉眼之所以能看到物体,是因为它们发出的光或反射的光进入了我们的眼睛。
光速的有限性还意味着,我们看到的并不是物体此刻的实时状态,而是它过去的模样。在地球上,这种时间差微乎其微,几乎可以忽略不计,但在广袤的太空中,情况就完全不同了。
例如,太阳距离地球1.5亿公里,它发出的光就需要8分20秒才能到达我们这里,所以我们看到的太阳,其实是8分钟前的样子。同理,比邻星距离我们4.22光年,因此我们看到的是4.22年前的景象,仙女座星系则是250万年前的样子。
我们知道,秦始皇于公元前221年登基,距今约2246年,那场盛大的仪式发出的光子,当时也一定向宇宙的四面八方传播了出去。如果这些光子未被遮挡,我们是否能通过“瞬移”到2246光年外的地方,亲眼目睹当时的盛况?
要实现这一梦想,第一步是解决“瞬移”的问题,爱因斯坦的广义相对论告诉我们,质量巨大的物体能够扭曲周围的时空,形成一种“凹陷”的结构。
我们可以把时空想象成一张平铺的白纸,上面有两个相距甚远的点。如果我们将纸折叠起来,这两个点就能重合,从而跨越遥远的距离。
在宇宙中,这种“折叠”时空的通道被称为“虫洞”。理论上,穿过虫洞,我们就能在短时间内跨越数光年的距离,实现瞬移。
不过,虫洞目前仅停留在理论层面,还没有实验证据证明它的存在。即使虫洞真的存在,它也可能因自身引力而迅速坍塌,难以维持稳定。
即便我们成功瞬移到2246光年外的地方,想要看到秦始皇登基的场景依然困难重重。原因在于,那些携带登基仪式信息的光子在太空中传播2246年后,会变得极为分散。
随着距离增加,光子像涟漪一样扩散,每平方米可能只剩下几个光子。仅凭这零星的光子,显然无法重现当时的盛况。要解决这个问题,我们需要一种工具——一台口径足够大的望远镜。望远镜的口径越大,收集到的光子就越多,成像也就越清晰。
那么,究竟需要多大的望远镜呢?科学家们通过光学公式计算:口径 = (1.22 × 波长 × 距离) / 目标尺寸。假设我们取可见光的平均波长550纳米(即5.5×10^-7米),2246光年约合2×10^19米,目标尺寸定为0.5米——也就是说,我们希望分辨出登基仪式中0.5米大小的细节。
代入公式后,计算出的望远镜口径约为268.4亿千米。相比之下,地球的平均直径仅12742公里,这个望远镜的口径相当于地球直径的210.6万倍。建造如此庞大的设备,以当前的技术水平来看,几乎是不可能完成的任务。
更麻烦的是,宇宙中还充满了各种“噪声”。例如,宇宙大爆炸留下的微波背景辐射如同无处不在的嗡嗡声,无数恒星的光芒和星际尘埃也会干扰观测。
除此之外,携带秦始皇登基信息的光子与这些“噪声”光子极为相似,难以区分。就相当于菜市场里有个人在喊“卖鱼了”,你很难在背景嘈杂的环境中分辨出是谁在喊。所以即便我们拥有了巨型望远镜,还需要先进的过滤技术,才能从茫茫光海中提取出有用的信号。
就算把携带秦始皇登基的光子都收集起来了,最后一步也需要一个超超超超超级计算机来处理信号,并还原出当时的景象。可见,瞬移到2246光年外,观看秦始皇登基的盛况,实际操作起来多么困难!
来源:星球上的科学