公元前50年左右，古罗马哲学家卢克莱修斯提出了一个跨越了2000年的思考，称为”标枪论证。”

卢克莱修斯说，假设有一根标枪，它永远直线飞行，会不会有一天飞到宇宙的边界呢？

这根标枪是被宇宙边界弹回来，还是刺破了边界继续飞行呢？

如果标枪刺破了宇宙边界，宇宙的外面又是什么呢？

今天我们就来做一个思想实验，乘坐一艘超级飞船飞向宇宙的边界，当我们到达那里的时候，结局会让人非常震惊。

在进行这次旅行之前，我们得先花点时间介绍几个基本的概念.

分别是光速、钟慢效应和宇宙视界。

讲清楚这三件事儿，对星际旅行就会有一个全面的认识。

一、光速

首先，先讲光速，光速是一种蜗牛般的旅行速度，大家会说，不对啊，光速是宇宙速度的上限，每秒钟高达30万公里。

这么快的速度，怎么说光速像蜗牛爬一样呢？

那是因为参照物是不同的，我们眼睛里看到的任何东西都取决于光速。

比如两个人面对面的聊天，你看到的图像其实是三纳秒前的图像，是一段历史，之所以感受不到延时效应，是因为三大纳秒太短了，人类的感应系统根本分辨不出来。

但如果把光放到广阔的宇宙中去，光速慢就非常容易体会到了。

比如太阳到地球距离1.52亿公里，太阳光到地球需要8分多钟的时间，也就是说，我们看到的太阳其实是8分钟之前的太阳。

多说一句很有意思的事儿，根据对引力波的研究，引力的速度与光速是一样的，一模一样，也是每秒钟30万公里，这说明地球感受到的太阳引力也是8分钟多前的假设，太阳突然消失了，太阳系的各大行星还会围绕着空心的太阳旋转一会儿，然后从最近的水星开始，金星，地球从内向外一个接一个的失去太阳的引力效应。

所以我们不能说光速是宇宙中的最高速度，只能说之一。

光速与引力波同为宇宙中的最高速度，但是光与引力波不是同一个性质的东西。

光速是电磁波在真空中的传播速度，而引力波是引力作用产生的空间扰动。

光速与引力波为什么同为30万公里每秒，直到现在仍然是个谜。

接着说光的乌龟速度。离太阳系最近的恒星叫比邻星，距离太阳系4.2光年，比邻星发出的光需要4.2年才能到达地球。

目前人类观测的最遥远的星系之一成为HD1，距离地球134亿光年。

HD1星系很可能是宇宙中最早出现的一批星系之一，大约在大爆炸之后4亿年就出现了。

现在我们看到的HD1星系是134亿年前的样子，说明相对于广阔的宇宙空间，光速的确很慢，但是对于人类来说，就是像龟速一样的光速，我们也达不到。

这是为什么呢？

因为光子是一种质量为零的粒子，质量为0意味着光子在运动时不受惯性的阻碍，它不需要额外的能量就能够达到光速，但是稍微有一点点质量的粒子就不行了。

科学家使用大型强子对撞机做过实验，他们最高把质子加速到什么速度了呢？

每秒钟299792455m，每秒只要再多出3米就到达光速了。

3m/s是慢跑的速度，但就是这3米，就算是把全宇宙的能量都用上也达不到。

光速与绝对零度是一样的，只能无限的接近，但是永远也达不到。

上面讲的是光速的问题啊，这些内容都比较直观，比较好理解。

二、钟慢效应

但是反常识的内容马上就要来了，这个理论是爱因斯坦提出来的，叫做钟慢效应。

有人提出，星际旅行是不可能的，因为不管去哪里，动辄就是上千年、上万年，人的寿命是有限的，怎么可能经历这么长的时间去旅行呢？

这种说法只说对了一半，因为他们没有考虑过钟慢效应。

爱因斯坦的狭义相对论指出，运动的钟比静止的钟走得慢，运动速度越快，时间走的越慢，接近光速是时间就几乎停止了。

咱们来举个例子，距离地球最近的河外星系是仙女座星系，两者间的距离是250万光年，仙女座星系发出的光要走250万年才能到达地球，但这是地球上观测者单方面的看法，在地球这个惯性系列，运动速度太慢了。

但是在光子的惯性系列就不一样了，因为它本身达到了光速，所以它在宇宙空间中运行的时候，时间根本就没有前进，也就是说光子在一眨眼的时间就到达地球了。

如果在未来人类的技术能够无限的接近光速，比如说宇宙飞船的速度能够达到99.999999999951%的光速，那就相当于把钟调慢了3000亿倍，也就是说宇宙飞船用5分钟的时间就能够到达仙女座星系。

咱们再强调一下，宇宙飞船上的惯性系不等于地球上的惯性系，对于宇航员来说，只用5分钟就到达目的地了，但是从地球上的时间来看，这艘飞船仍然是用了250万年的时间才到达仙女座星系。

这样看，星际旅行也不是完全不可能。

250万光年等于5分钟，1000万光年等于20分钟，1亿光年就是200分钟。

用最粗略的方法计算，1亿光年内大概有94.6亿个星系，如果一个星系派一个人，地球上的80亿人就可以探索1亿光年内85%的星系。

这样看来，时间似乎不成问题了。

在未来，人类是不是可以去探索宇宙边界了呢？

三、宇宙视界

在回答这个问题之前，咱们还得介绍第三个概念，宇宙视界。

根据宇宙大爆炸理论，宇宙诞生于138亿年前。那是否宇宙的大小就是半径为138亿光年的一个球呢？

不是这样的。

天文学家萨尔·波尔马特、布莱恩·斯密特和亚当·赖斯发现宇宙中存在的一种神秘的能量称为暗能量。

暗能量是时空结构的属性之一，与引力的作用相反，表现为一种斥力。

大约在宇宙诞生50亿年后，由于宇宙已经膨胀的很大了，空间中的物质就变得越来越稀疏，这个时候暗能量就战胜了引力，宇宙开始加速膨胀。

有人会说，从伽利略发明望远镜开始，人类观测太阳系已经好几百年了，没有发现空间膨胀的迹象啊。

我们可以用一种玩具叫弹力彩虹圈来举个例子，彩虹圈被拉伸以后，每个环之间的距离只有一个手指的大小，但是从两端看，能够拉出近1米的距离。

空间膨胀也是这样，在太阳系这么小的范围里，膨胀是有限的，但是放到银河系、室女座超星集系团，甚至更大的宇宙大尺度结构上看，就会发现膨胀的速度是惊人的，宇宙空间的膨胀速度已经远远的大于光速了。

这好像又产生矛盾了，不是说光速是宇宙速度的上限吗？

为什么空间膨胀速度又大于光速了呢？