仙女座遠(yuǎn)在254萬光年外，為啥駕駛光速飛船，僅需3個(gè)月就能到達(dá)？

太陽所處的銀河系，在宇宙中同等量級(jí)的鄰居是254萬光年外的仙女座星系，那么人類有可能到達(dá)仙女座星系嗎？

以目前的技術(shù)水平來看是絕無可能的，因?yàn)楝F(xiàn)有的火箭和探測(cè)器的飛行速度一直徘徊在光速的萬分之一到千分之一水平，迄今為止速度最快的探測(cè)器帕克號(hào)也不過192.2公里/秒，并且這還是借助行星引力彈弓效應(yīng)才達(dá)到的速度。

人類探測(cè)器真正的巡航速度代表，是1977年發(fā)射的旅行者一號(hào)和二號(hào)，它們的固定速度是17公里/秒，勉強(qiáng)超過了太陽系16.7千米/秒的逃逸速度，但想要以這個(gè)速度飛出太陽系的話，需要至少3萬年才行。

一言蔽之，在目前化學(xué)動(dòng)力火箭為主流，可控核聚變技術(shù)又遲遲無法取得突破的情況下，人類是絕無可能跨越254萬光年的距離到達(dá)仙女座星系的，

但假如我們擁有了一艘無限接近光速的飛船，上面有完整的生態(tài)循環(huán)系統(tǒng)和足夠的燃料，在宇航員的有生之年能夠看見仙女座嗎？

看到這里你也許會(huì)覺得依然不可能，因?yàn)?54萬光年的距離意味著以光速飛行也得254萬年才行，就算生態(tài)循環(huán)和燃料能維持這么長(zhǎng)時(shí)間，宇航員本身也不可能活254萬年，但事實(shí)并非如此。

因?yàn)楦鶕?jù)狹義相對(duì)論中的時(shí)間膨脹效應(yīng)，處于近光速飛行狀態(tài)下的宇航員自身的時(shí)間是會(huì)變慢的，在地球上的我們看來的254萬年的漫漫航程，在飛船內(nèi)的宇航員的感覺里，其實(shí)只過了24年甚至更短。

根據(jù)愛因斯坦狹義相對(duì)論

當(dāng)我們?cè)跍y(cè)量一個(gè)在運(yùn)動(dòng)的棍子長(zhǎng)度時(shí)，必須要同時(shí)測(cè)量棍子兩端的坐標(biāo)，坐標(biāo)的差值才是棍子的長(zhǎng)度，但它的長(zhǎng)度在不同的慣性系中也不一樣，也就是說長(zhǎng)度取決于它相對(duì)于參考系的速度，在相對(duì)運(yùn)動(dòng)的方向上，棍子的長(zhǎng)度會(huì)按照洛倫茲變換公式的比例縮短。

時(shí)間也是同樣的道理，一個(gè)相對(duì)于參考系勻速運(yùn)動(dòng)的鐘，比另一個(gè)靜止的鐘走得要慢一些，變慢的比例同樣由洛倫茲變換公式確定，假如棍子運(yùn)動(dòng)的速度如果接近了光速，那么它的長(zhǎng)度會(huì)無限趨近于0，時(shí)鐘以接近光速運(yùn)動(dòng)時(shí)，也會(huì)變得像靜止了一樣。

以上這兩個(gè)例子便是狹義相對(duì)論中的尺縮效應(yīng)與鐘慢效應(yīng)，以這兩個(gè)效應(yīng)為依靠，駕駛無限接近光速的飛船前往254萬光年外的仙女座星系就變得可行了。

因?yàn)楦鶕?jù)時(shí)間膨脹效應(yīng)的公式計(jì)算，當(dāng)飛船達(dá)到光速的99%時(shí)，時(shí)間膨脹將達(dá)到7倍，如果達(dá)到了光速99.99999%，那么時(shí)間將膨脹707萬倍，也就是說飛船上過去一年，地球上就會(huì)過去707萬年。

在如此恐怖的時(shí)間膨脹效應(yīng)下，不考慮加速和減速過程中消耗的時(shí)間，飛船內(nèi)的宇航員其實(shí)只需要花3個(gè)月就能抵達(dá)254萬光年外的仙女座星系。

而如果考慮到出發(fā)時(shí)的加速和到達(dá)時(shí)的減速，飛船的航行時(shí)間就要加24年，因?yàn)轱w船不可能瞬間達(dá)到光速，更不可能瞬間從光速脫離，因此飛船以光速的77%駛離地球，并保持著1G的加速度的話，需要12年時(shí)間才能加速到光速的99.99999%，以這個(gè)速度飛行3個(gè)月后再用12年時(shí)間減速。

雖然宇航員感覺只過去了24年零3個(gè)月，但對(duì)于地球上的人來說其實(shí)已經(jīng)過去了254萬年，這便是愛因斯坦狹義相對(duì)論的奇妙之處。

在理想狀態(tài)下

假如我們真的達(dá)到了光速，此時(shí)飛船內(nèi)的時(shí)間就會(huì)處于靜止?fàn)顟B(tài)，飛船內(nèi)的1秒可能就是地球的100年甚至100萬年，此刻時(shí)間對(duì)于你來說并沒有流逝，你的瞬間就度過了地球100年或者100萬年，相當(dāng)于變相穿越到了未來。

在可以預(yù)見的未來，遠(yuǎn)距離的星際探索帶來的時(shí)間膨脹效應(yīng)必將困擾人類科學(xué)家，因?yàn)槿绻�宇航員以接近光速探索宇宙，回到的卻是幾百萬年后的地球的話，這樣的探索對(duì)人類文明來說又有什么意義呢？