为了量度宇宙中天体间的遥远距离,天文学家采用了光年作为单位。光每秒行走30万千米,一年距离约为10万亿千米。例如,离太阳最近的半人马座a星相距4.3光年,而仙女座星系则远在230万光年之外。这种巨大的尺度使得常规的距离单位不再适用,必须依靠光年来表达。
人类目前所知宇宙中最远的地方是哪里?
人类已发射的探测飞行器中,最著名的当属旅行者号和先驱者号。它们已飞抵太阳系边缘,但尚未完全飞出,且与地球失去联系。尽管这些探测器为我们收集了大量太阳系外围数据,但相对于整个宇宙的尺度,人类目前的探索范围仍如海滨游泳池与大洋的比例般微不足道。
目前人类通过哈勃太空望远镜等先进设备观测到的最远天体距离地球约150亿光年。这意味着我们看到的可能是该星体在宇宙大爆炸后不久发出的光。这种深空观测让我们直观感受到了宇宙的浩瀚无垠,同时也让银河系乃至地球显得极其渺小。
实现冲出太阳系并进入银河系乃至河外星系的“航宇”理想,面临巨大的技术挑战。首先是能源问题,现有的化学火箭效率太低,若要达到飞出太阳系所需的每秒16.7千米速度,所需火箭体积和燃料量将变得无法想象,必须寻找全新的动力来源。
通信也是星际航行的巨大障碍。从半人马座a星发回信号需4年,3万光年外的星体则需6万年往返。若要维持如此远距离的有效通信,所需发射功率相当于中等恒星,且需要半径达1500万千米的球形天线。若强行建造,其质量将达到地球的五分之一,且建造时间长达数百万年,这在工程上是不可行的。