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宇宙飛船目前最快的速度

生活更新时间:2025-03-11 09:09:07

火箭是航天飛行常用的運載工具，受結構負荷限制，運載火箭的初始加速度通常在5g以下。如果有無限的燃料，理論上航天器可以一直加速，那麼在這個過程中我們會有哪些奇妙經曆呢？

宇宙飛船目前最快的速度（無限加速的宇宙飛船有多快）1

假設加速度為9.81米/平方秒，和地球表面的重力加速度相同。随着飛船不斷加速，它的速度最終将無限接近光速，狹義相對論的時間膨脹效應也會特别明顯。從地球觀測者的角度看去，飛船周圍的時間迅速減慢，空間急劇縮小。

宇宙飛船目前最快的速度（無限加速的宇宙飛船有多快）2

如果我們的目的地是距離太陽1光年的奧爾特雲，飛船在旅程中途就需要掉轉發動機噴口朝向并減速，那麼到達奧爾特雲邊緣将花費大約1年的時間。

半人馬座是距離太陽最近的恒星系統，由三顆恒星組成，和地球相距4.2到4.4光年之間，持續加速的飛船到達那裡隻需4年多一點的時間。

宇宙飛船目前最快的速度（無限加速的宇宙飛船有多快）3

獵戶座星雲遠在1000光年之外，這一距離看似遙遠，但随着飛船越來越接近光速，我們眼中的星系逐漸扭曲，和目标之間的距離也不斷壓縮。雖然飛船上的乘客感覺時間還在正常流逝，但地球上的觀測者如果能看到飛船内部，就會發現所有人的動作變得極為緩慢——喝一口水，說一句話都要好幾天的時間。當我們到達獵戶座星雲時，飛船日曆顯示，時間才過了15年！

宇宙飛船目前最快的速度（無限加速的宇宙飛船有多快）4

我們的下一個目标是銀河系中心的明亮凸起，那裡有數十億顆恒星在圍繞超大質量黑洞旋轉，或許我們可以親眼目睹黑洞吞噬恒星的壯觀景象。由于銀心距離太陽25,000光年，你或許認為有生之年都無法趕到那裡，但别擔心，持續加速的飛船隻需20年就能到達！

宇宙飛船目前最快的速度（無限加速的宇宙飛船有多快）5

仙女座星系是本星系群最大的一個，直徑幾乎是銀河系的兩倍，和我們的距離有250萬光年。如果飛船以1g加速度航行，算上中途的減速時間，到達仙女座星系也隻需30年！

宇宙飛船目前最快的速度（無限加速的宇宙飛船有多快）6

你可能會問，按照這個加速度飛下去，最終能到哪呢？如果把可觀測宇宙看成一個半徑460億光年的球體（下圖黃色），我們以9.81米/平方秒的加速度航行22.5年，再減速22.5年，能夠到達的最遠距離是——145億光年！也就是說下圖洋紅色圓圈中的每一個星系都可以在45年内抵達！

宇宙飛船目前最快的速度（無限加速的宇宙飛船有多快）7

需要指出的是，即使以接近光速飛行，你也永遠無法達到宇宙邊緣，由于宇宙正在加速膨脹，超出這個範圍之外的星系，遠離我們的速度已經超過光速。

亞光速航行是一場名副其實的單程旅行，一旦踏上這艘飛船，你就注定将和地球親人永别。即使你出發幾十年後改變主意并中途返回，地球也已經發生滄海桑田的變遷——數十億年一晃而過，太陽或許都變成了紅巨星！

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