人类太空旅行的极限在哪里？

有我们无法逾越的边界吗？有那种不管怎么努力我们永远也无法到达的地方吗？实际上，确实有这样的地方。即便利用科幻 小说中的技术，我们还是会受困于宇宙的死胡同里。

怎么会这样呢？而我们究竟可以走多远呢？

我们生活在银河系的一个宁静的旋臂之中，银河系是一个中等大小的螺旋星系，跨度约10万光年，它的组成包括数十亿颗恒 星、气体云、暗物质、黑洞、中子星以及行星，而在银河系中心有一个超大质量黑洞。从远处望去，我们的星系似乎很稠密，但事实 上，它的大部分是由空的空间所组成。凭借我们当前的技术，将人类送至最近的恒星就需要花费数千年。因此，我们的星系是相当之 大。

银河系想象图

不过，银河系并不孤独。连同仙女座星系一起，周围有超过50个矮星系，它们是「本星系群」的一部分，本星系 群是一个直径约一千万光年的空间区域。这是「Laniakea超星系团」的数百个星系群之一，而Laniakea超星系团又是数百 万个超星系团之一，这构成了可观测宇宙。

现在，假设我们有一个美好的未来，人类变成了Ⅲ型文明（这是根据天文学家卡尔达舍夫提出的宇宙文明等级，Ⅲ型文明即 星系文明，该文明可以利用银河系系统的能源而为其所用），而没被外星人所毁灭，并且开发出基于我们目前对物理学的理解的星际旅行。

在这种最好的情况下，我们究竟能走多远呢？

实际上，只有本星系群，这是人类所能到达的最庞大的结构。虽然它确实巨大，但是本星系群仅占可观测宇宙的 0.00000000001%。让我们来稍微沉思一下这个数字……我们被限制于可观测宇宙的千亿分之一的空间中。一个简单的事 实是，对于我们而言实际上是有极限的，而宇宙有那么多地方我们永远也无法触及，这想想就有点令人不寒而栗 ……

宇宙的尺度

为什么我们无法走得更远？

这一切都与宇宙的空无有关。空无的空间并不是空无的，而是有其固有能量，这就是所谓的「量子涨落（quantum fluctuations）」。在更小的尺度上，有不断运动的粒子和反粒子成对出现并湮灭。你可以把这种量子真空想象成冒泡的地方 ：一个拥有高密度以及低密度的区域。

现在，让我们回溯到138亿年之前，那时宇宙是空无的。在宇宙大爆炸之后，出现一个被称为宇宙暴涨的事件，可观测宇宙 的范围在几分之一秒内从一颗弹珠的大小膨胀至数万亿公里。这种突然的宇宙拉伸是如此快速并且极端，所有这些量子涨落也被拉伸 ，还有亚原子距离变成了星系的距离，以及高密度和低密度的区域。

在暴涨之后，引力开始把万物拉回一起。在大尺度上，这种膨胀太过于快速且强大而无法抵抗，但在较小的尺度上，引力占 据上风。所以，随着时间的推移，宇宙中密度较大的区域成长为星系群，类似于我们现在所生活的地方。只有在本星系群之中的物质 才受制于引力。

但这有什么问题呢？我们为什么无法旅行至临近的星系群呢？

这是因为暗能量使一切复杂化了。大约60亿年前，暗能量主宰了宇宙。基本上，暗能量是一种无形的力或影响，它导致并加 速宇宙的膨胀。我们不知道暗能量是什么，但我们可以清楚地观测其影响。在早期宇宙中，本星系群周围有较大的冷点，它们成长为 包含数千星系的星系团。我们被很多物质围绕着，但没有一个本星系群之外的这些结构和星系对我们有引力的影响。所以，宇宙越膨 胀，不同星系群之间的距离就会变得越大。随着时间的推移，暗能量会驱使宇宙的其余部分远离我们而去，导致其他星系团、星系和 星系群最终变得遥不可及。

离我们最近的星系群已是在数百万光年之外了，但它们都以一个我们永远也无法企及的速度在远离我们而去。我们可以离开 本星系群，然后飞越茫茫星系际空间，但我们永远也无法到达任何地方。

虽然星系群间越来越疏远，但本星系群会变得更加紧密束缚，并在数十亿年内合并在一起，形成一个叫做 「Milkdromeda」的巨椭圆星系。

银河系与仙女座星系将在几十亿年之后融合

但事情还会变得更加令人绝望：在某个可预见的未来，本星系群之外的星系将变得非常遥远，它们将很难被探测到，只有少 量的光子可以到达我们这里，大部分光子的波长会变得长到无法探测。一旦如此，本星系群之外的信息就无法传递到我们这里。宇宙 会从视野中消退，宇宙会变得永远从任何角度看起来都是黑暗与空无。

降生在遥远未来的Milkdromeda人会认为整个宇宙中只有自己的星系而已。当他们远望空无的空间，他们只会看到更多的空 无与黑暗，他们将无法看到宇宙背景辐射，他们将无法知晓宇宙大爆炸。他们将无法知晓我们今天所知晓的东西：宇宙膨胀的本质、 宇宙的起源以及它将如何终结。他们会认为宇宙是静态且永恒的。Milkdromeda将是一座在黑暗中的孤岛，慢慢暗淡。

70亿年后，银河系与 仙女座星系将在几十亿年之后融合形成一个叫做「Milkdromeda」的巨椭圆星系

但尽管如此，本星系群仍有数以万亿计的恒星，这对于人类来说已经够大了。毕竟，我们现在仍然没有办法离开我们的太阳 系，我们还有几十亿年的时间来探索我们的银河系。我们有着难以置信的运气存在于如此完美的时刻，因为我们不但能看到未来，而 且还能看到最遥远的过去。即使本星系群被孤立，我们仍可像现在一样感知到整个宇宙的雄伟与壮美。

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