人类是一种生物,我们的生命只是世界上物质的一种组合,是短暂的存在方式。尽管根据物质守恒定理来说,组成我们每个人的物质并不会凭空从宇宙中消失,但它会转变存在的方式,比如人的死亡就是在经历一个物质存在转变的过程。

尽管人体不会彻底消失,但生命本身会消逝,那些物质再也不是“我们”。因此对于人类来说,时间的流逝、生命的消亡都是无可奈何的事情,提醒着我们珍惜现下的每一天。而关于物质运动的过程,人类往往使用“时间”这个概念来形容,并且创制了各种时间单位

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人类使用的时间单位往往和宇宙天体的运动有关,比如我们所说的“一天”是地球自转运行一周的时间,而“一个月”则是一次月相变化的轮回,“一年”是地球绕着太阳公转一圈的时间。在近代的天文学兴起之后,人们发现宇宙远远比我们想象中要博大,不管是空间还是时间,用地球上常用的单位已经不足以形容。

所以,人们在探索的承诺中又创造了新的单位。比如说,距离我们最近的天体是月球,但这个“最近距离”也达到了38万公里,如果其他天体和我们的距离也用公里来计算,那么将会是一个难以想象和计算的“天文数字”,因此我们需要更加大尺度的单位

光年的概念

宇宙的广大让人类不得不放弃使用地球上常见的距离单位,那么我们应该用什么来丈量宇宙的大小?研究者们想到了用一些物质的速度作为尺度,既然宇宙广阔无边,那么使用的标准速度自然也是越快越好。要说到宇宙中最快的速度,那么非光速莫属,其理论速度达到了每秒三十万公里,其他物质的速度远远比不上光速。

因此,科学家们选择用光行驶过某个时间的距离来作为丈量宇宙空间的单位,比如“光秒”、“光分”等等,光速不单对我们的距离单位产生了影响,同时也影响了我们看到的一切。

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人类的眼睛通过接收光线来在大脑中产生事物的影像,我们之所以能够看到那些本身并不发光的事物,是因为光源发出的光线在物体上面产生了反射,比如说我们能够看到月亮,就是因为月亮反射了太阳光

太阳是人类世界最初、最明显的光源,但是我们看到的太阳光并不是太阳在上一个瞬间发出的光,而是大约八分钟之前的太阳光,因为太阳和地球之间的距离是八光分,也就是说太阳光要经过这么长的时间才能够到达地球,如果太阳熄灭,那么我们要八分钟之后才会知道。说到这里,我们也就可以引出光年的概念了。

光年是我们在丈量宇宙中最常使用的单位,因为宇宙的大小远远不是更小的距离单位能够形容。在太阳系之外还有银河系,在银河系之外还有本星系群和超星系团……这些天文单位的大小已经超过了任何人类能够从日常生活中获得的经验,到达了完全的“概念”程度。

但是我们在生活中也能够看到那些来自于遥远的宇宙空间的信息,也就是天空中那些闪亮的星星,它们中的很多都处在距离地球数十、数百光年的位置,我们看到的微茫光亮或许来自一颗比太阳都要大得多的恒星。

我们看到的星光

人类自古以来就在仰望星空,我们能够从中获得不少关于宇宙的信息。古时候的人类往往将天体的变化和人类社会联系在一起,但现在我们在了解了这些天体和我们的距离之后才知道,天体变化既不会对人世间将要发生的事情做出“预言”,也难以对我们生活的社会造成什么影响。

不过从某一点来看,天体的变化确实和人类的生命有一些关系,这个点就是“时间”。我们所看到的数十、上百光年之外的星光,实际上也经过了这么久的时间才最终被我们的双眼所捕捉到

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也就是说,我们看到的这一瞬间的光,其实已经在宇宙中孤独地漂流了多年。单纯就光芒来说,如果这颗星星距离我们一百光年,那我们看到的确实是一百年前发出的光。但是,这并不代表我们看到的所有天体现象的时间都和天体本身的距离挂钩,因为光在茫茫宇宙中行进的过程中,也会遇到一些“意外事件”,这些事件同样会给我们看到的景象带来改变。

比如说人类文化中往往会说到星星“一闪一闪亮晶晶”,或者将其形容为“眨眼睛”,就是光在传播过程中发生了遮挡或者折射,因此“断断续续”的,在我们眼中看来就是闪烁

我们看到了当年发生的事情?

我们使用肉眼看到的星光来自于多年之前,但其中也有一些之后发生的事件。总体来说,我们看到的一切只会发生得比天体距离我们的光速行进时间更晚,因为宇宙中没有比光速更快的物质。但一些学者认为,宇宙本身膨胀的速度可能比光速更快,因此我们能够观测到的宇宙空间也十分有限,这个空间被称之为“可观测宇宙”

通过观察可观测宇宙中的一切,我们能够得知宇宙中许多天体变化的过程,从中总结出规律。比如,我们知道恒星会在主序星阶段结束之后膨胀,又会在这之后发生坍缩,最后还有可能成为黑洞,都是通过观察和计算得到。

因此,我们现在在天上看到的那些星星,很有可能在我们接收到其光亮的时候已经改变了形态,成为了完全不同的星体或者已经熄灭,这些变化都需要我们再经过更长的时间才能够知道。

人们常说时间无法倒流,但我们双眼所看到的星光,其实都是来自于过去的信息,人类本身的历史和宇宙的过去巧妙地联系在了一起。那么,如果有一天人类能够到达光速甚至比光速更快,我们能不能像影视作品中的时光机那样回到过去?

光速和时间

人类的时间概念和物质变化息息相关,我们所谓的“过去”其实就是之前物质的种种状态。如果我们能够比光速还要快,那么可能会看到过去发生的事情,但能不能对其进行改变,现在也没有人能够对此下定论。

但如果我们以后有一天发明了“光速飞船”,在行驶过程中有可能发生这样的事情:宇航员在光速飞船上行驶了100光年的距离,等到他回到地球的时候会发现已经“物是人非”,因为地球上已经过去了一百年,而自己还一点都没有变老,这是为什么呢?

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根据爱因斯坦提出的相对论,物质运动的时间和速度成正比,也就是说不管多远的距离,对于光本身来说也是一瞬间发生的事情。那么以光速行驶的飞船,在某种程度上也算是“光”,我们看到的是它飞行了一百年,但是对于光本身来说也只是一瞬间

现在宇宙中的天体动辄距离我们成千上万,甚至是数亿光年,如果我们要进行星际旅行,在可观测宇宙中遨游,那么仅仅提高飞行器的速度显然不现实,毕竟不可能所有的人类都登上那么一艘飞船。

我们如何突破光速?

尽管在理论上不可行,但现在的我们在实际上也不可能达到光速,不光是因为宇宙中有质量的物质都无法达到光速,就像达不到“绝对零度”一样,也因为我们的技术十分有限,连亚光速行进对于人类来说都可望而不可即

尽管我们在为此而不断努力,但也有一些人提出了自己的意见:既然我们的飞船达到光速也没有实际意义,为什么我们不“另辟蹊径”,用其他的方式达到目的?

既然人类的目标不是达到速度的极致都是自由自在地畅游宇宙,那么我们也许可以从“空间”这个概念入手来进行研究。一些科学家认为,如果能够利用“反物质”来给飞船提供能量,那么就可以在宇宙中利用空间波动的方式完成跃迁,用比光还要快的方式到达更远的宇宙深处。

如果这一思维有效可行,那么我们就不用花费太多时间在单纯提高飞行器的动力和速度上,而是应该研究更新的物质与能源。如果这样看来,人类在未来进行星际旅行也不是一件完全不可能的事情。

结语

我们对于物质的认识是一个循序渐进的过程,人类最早认为光是一种微粒,物理学先驱牛顿就持有这种意见;但也有一些人认为光是波动,并且和持有光是“微粒”学说的然展开了长达数百年的大争论。

后来,光被认为是一种电磁波,而爱因斯坦提出的量子论成为了现代光学研究的又一基础。但即使是现在的人们也不敢彻底肯定,我们如今的认识是不是真理。在之后,人类对光的认识或许还会发生改变,甚至完全推翻之前的结论,这是天体的变化无法“预言”的未来。

人类每天晚上能够看到的星星都是一封来自于遥远过去的邀请信,它邀请着这个小小星球上的智慧生物去不断探索、发现。

或许浩瀚的宇宙对于小小的人类来说实在是太过广阔,但这并不是我们不去进行研究的理由。人类正是因为数千年以来的进取心、好奇心才一步步发展到今天,我们永远不能够忘记这一切,并且在今后也要发挥这种精神,将我们的文明建设得更加强大。