公元前221年,咸阳宫旌旗蔽日,钟鼓齐鸣,那个男人身着玄衣纁裳,带长剑,登高台,面对万千臣民,宣告六国归一,自称“始皇帝”。

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这一幕虽然已经过去了 2200 多年,但在物理学的逻辑里,它并没有完全消失,根据光速有限的原理,当年那场登基大典反射出的光线,此刻并没有湮灭,而是正在茫茫宇宙的深处继续狂奔。

于是一个极其浪漫又极其硬核的脑洞诞生了:如果此时此刻,我们利用某种“黑科技”瞬移到距离地球 2200 多光年外的地方,再架起一台望远镜回头看地球,是不是就能像看电影直播一样,亲眼目睹秦始皇登基的现场?

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这个问题的答案,藏在爱因斯坦的方程里,也藏在光学的极限中,现在就让我们来一场跨越时空的思想实验,去追逐那段逃跑的历史。

首先,这个脑洞的理论基石是完全正确的:看见,本质上就是接收过去的光,光的速度是 299,792,458 米/秒,虽然很快,但在宇宙尺度下,它慢得像只蜗牛。

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你看月亮,看的是 1.3 秒 前的月亮,你看太阳,看的是 8 分 20 秒 前的太阳,你看天狼星,看的是 8.6 年 前的天狼星,这意味着,当我们望向深空时,我们看到的永远是“过去”,宇宙空间本身,就是一台天然的时光机器。

同理,从宇宙深处看地球,也是一样,秦始皇登基时的光子,携带当时的信息,以光速向宇宙四面八方扩散,1 年后,这些光飞出了奥尔特云,4 年后,这些光飞到了比邻星,1000 年后,这些光飞到了猎户座大星云附近,今天这束“秦朝之光”刚好飞到了距离地球 2247 光年 的地方。

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如果你正好站在那个位置,且你的眼睛足够敏锐,理论上那束光刚好撞击你的视网膜,在那里的“现在”,正在上演地球上的“秦朝”。

理论成立,但实施起来,爱因斯坦会立刻站出来给你泼第一盆冷水:你过不去,为了赶在那些光线之前到达 2247 光年之外,你必须比光跑得快,你需要“超光速”,或者“瞬移”,但在狭义相对论中,光速是宇宙因果律的上限。

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任何有质量的物体,随着速度接近光速,动质量会趋向于无穷大,要让你达到光速,需要无穷大的能量,烧光整个宇宙的能量都不够。如果你能瞬移或者超光速飞行,在时空图中,你将跑出你的“光锥”,这将导致时光倒流的悖论。

所以“追上”历史是不可能的,想要看到秦始皇,你必须在他登基的那一刻,就已经出发,以亚光速飞到那里等着,如果你现在才出发,哪怕你以 99.9999% 的光速飞行,你也永远追不上那束 2200 多年前发出的光,你只能看到未来人类发射的信号。

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现在我们退一步,假设有高等外星人,或者拥有虫洞的未来人,确实“瞬移”到了 2247 光年外,他们架起望远镜,准备欣赏秦始皇的风采。

他们会看到什么?

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大概率,他们连地球都看不见,更别说秦始皇了,这就涉及到了物理光学的铁律:瑞利判据,任何望远镜都有分辨力的极限,这取决于光的波长和望远镜的口径,假设我们要看清秦始皇的脸,或者至少分清他和旁边的李斯,我们需要约1米的分辨率,那么望远镜的口径需要达到140亿公里才行。

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这是什么概念?

太阳到地球的距离是 1.5 亿公里,这个望远镜的镜片直径,大约是地球到太阳距离的 100 倍,也就是要把整个太阳系都做成一块透镜,就算你只是想看清“地球”这个点,而不是秦始皇,你也需要一个几公里口径的太空望远镜。

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哪怕是在外星文明眼中,这也是神级工程。

即使那个神级外星文明真的把太阳系做成了透镜,他们依然会面临一个绝望的问题:亮度。

光是由光子组成的粒子流,在近距离,光子极其密集,所以画面是连续的,但在远距离,根据平方反比定律,光子会变得极其稀疏,秦始皇站在咸阳宫,虽然阳光普照,但他身上反射出的光子数量是有限的。

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这些光子向宇宙各个方向飞散,飞了 2247 光年后,这些光子分布在一个半径为 2247 光年的巨大球面上,秦始皇反射的光子,早就稀释得比海水里的金原子还稀薄。

经过计算,在那个距离上你的望远镜每几秒钟、甚至几分钟,才能接收到 1 个来自秦始皇身上的光子,你看到的不是连贯的登基大典直播,而是一个漆黑的屏幕上,偶尔闪过一个噪点,你需要曝光几百年,才能勉强凑出一张模糊不清的、充满噪点的静态图片。

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那有没有作弊的方法?

有,爱因斯坦自己留了一扇后门:引力透镜。

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广义相对论告诉我们,大质量天体会弯曲时空,让光线发生偏折。这就像一个天然的放大镜,如果我们在地球和 2247 光年外的观测点之间,正好找到一个黑洞或者巨大的星系团,利用黑洞的引力聚焦光线,我们确实可以制造出一个超巨型的“虚拟望远镜”。

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科学家们确实设想过利用太阳作为引力透镜来观测系外行星,如果我们把探测器送到距离太阳约 800 亿公里的地方,利用太阳的引力聚焦,理论上可以看清几十光年外行星表面的山脉,但是要看清 2000 多光年外的人脸,需要的“引力透镜”精度要求极高,且位置必须完美对齐,这需要全银河系的配合,概率无限接近于零。

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虽然看不见秦始皇,但这个思想实验揭示了一个深刻的宇宙真理:信息永不消逝,它只是在逃逸,如果我们在 2247 光年外,虽然看不清人,但我们依然能探测到地球的某些特征,我们可以通过光谱,分析出那是地球,我们会发现那颗星球非常安静,没有雷达、电视塔和手机信号,我们甚至能推算出当时的平均气温。

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在 6500 万光年 外,如果有外星人看地球,他们看到的正是恐龙灭绝的那一刻,那颗巨大的陨石刚刚撞上尤卡坦半岛,在 46 亿光年 外,如果有人看这里,他们看不到地球,只能看到一团旋转的星云,那是太阳系诞生前的样子。

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所以说过去并没有消失,它只是飞远了,秦始皇、凯撒、孔子、爱因斯坦,甚至你我童年的某个瞬间,这些影像依然以光速在宇宙中穿行,在宇宙的某一个切片上,这一切都正在发生,栩栩如生。