在1977年,NASA相繼發(fā)射了旅行者一號(hào)和旅行者二號(hào)星際探測(cè)器,它們的任務(wù)是飛離太陽(yáng)系,探索四個(gè)外行星,并攜帶著包含人類(lèi)信息的金屬唱片,希望有一天能被外星人攔截并與人類(lèi)取得聯(lián)系。
如今,已經(jīng)過(guò)去了45年,旅行者一號(hào)成為了迄今為止飛行最遠(yuǎn)的人類(lèi)探測(cè)器。它已經(jīng)飛離地球達(dá)到了234億公里,并且在未來(lái)很長(zhǎng)一段時(shí)間內(nèi)都將保持這一紀(jì)錄。
事實(shí)上,旅行者一號(hào)尚未飛出太陽(yáng)系。根據(jù)其近幾十年的平均速度,要想飛出太陽(yáng)系,大約還需要17600年的時(shí)間。這個(gè)時(shí)間跨度對(duì)于人類(lèi)來(lái)說(shuō)太過(guò)漫長(zhǎng),當(dāng)旅行者一號(hào)最終到達(dá)星際空間時(shí),人類(lèi)文明是否還存在都是一個(gè)未知數(shù)。
即便旅行者一號(hào)成功飛出太陽(yáng)系,銀河系中還有上千萬(wàn)個(gè)類(lèi)似的恒星系等待探索。太陽(yáng)系最近的鄰居半人馬座星系距離我們4.2光年,而旅行者一號(hào)要到達(dá)那里則需要18萬(wàn)年的時(shí)間。
這一切都源于宇宙的巨大以及人類(lèi)的速度過(guò)慢。銀河系直徑達(dá)到了10萬(wàn)光年,而由銀河系和仙女座星系組成的本星系群覆蓋了直徑達(dá)1000萬(wàn)光年的區(qū)域。而本星系群又位于室女座超星系團(tuán)內(nèi),其直徑高達(dá)1.1億光年。這樣廣闊的范圍即使人類(lèi)飛行速度達(dá)到光速,要想飛出銀河系仍然是一項(xiàng)極其艱巨的任務(wù)。
根據(jù)愛(ài)因斯坦的相對(duì)論,宇宙中的速度有其限制。物體的速度永遠(yuǎn)無(wú)法達(dá)到光速,只能無(wú)限接近光速。然而,無(wú)法達(dá)到光速并不意味著無(wú)法實(shí)現(xiàn)深空遠(yuǎn)航。如果我們無(wú)法突破速度極限,我們可以縮短兩地之間的距離。舉例來(lái)說(shuō),中國(guó)和美國(guó)之間的直線距離為14000公里,目前最快的民航飛機(jī)需要13.5個(gè)小時(shí)才能飛行完成。但如果將中美之間的距離縮短到14公里,那么只需要幾分鐘就可以到達(dá)。
這種方法聽(tīng)起來(lái)可能有些離奇,但在宇宙中是有可能實(shí)現(xiàn)的。愛(ài)因斯坦的廣義相對(duì)論認(rèn)為,宇宙的時(shí)空是彎曲的,而不是平坦的。曲率越大的地方,時(shí)空的彎曲程度也越大。
可以將宇宙想象成一張薄膜,這張薄膜上充滿(mǎn)了彎曲的區(qū)域,而這些彎曲就代表了時(shí)空的曲率。如果我們能夠改變航行路線的曲率,使得飛船前方的時(shí)空收縮,而飛船后方的時(shí)空膨脹,那么飛船就會(huì)被向前拉動(dòng)。