如果未来有1秒钟飞1光年的飞船，能够飞出宇宙吗？

本文是基于回答网友奇葩问题，觉得好玩，可以脑洞一下，就来说一说。原问题见截图：

先说说1光年的来历和1秒钟1光年有多快

光年，是科学界确定的宇宙大尺度距离单位，就是光的速度走1年的尺度。光速是指真空光速c=299792458m/s（米/秒），因这种大尺度没必要那么精准，通常采用30万千米/秒来计量。

那么1光年有多长尺度呢？首先就要确定一年有多少秒了。人类确定的一年，是地球围绕着太阳转一圈的时间，但这个时间有两种计算方法。

一种是恒星年，就是从地球上观测，以太阳和某一颗恒星在同一位置为起点，地球绕太阳一圈，回到同一位置的时间间隔，就算一个恒星年。恒星年间隔不是严格精准，因为恒星的赤经和赤纬会因岁差的原因而改变，现在的恒星年以J2000.0历元计算，为365.25636个平太阳日，或者365日零6小时9分10秒。

一种是回归年，是指太阳连续两次通过春分点的时间间隔，就是地球公转轨道沿黄道有一个虚拟的春分点，转一圈回到那个点的时间，又称太阳年。回归年是编撰万年历提前计算出来的，因此每个回归年时间间隔也不完全一样，这样就采用一个世纪取一个平均值。本世纪的长度为365.242199174日，即365日零5小时48分46秒。

那么一光年按哪种年的时间来算呢？这两种年的时间间隔不同，而且每种年不同时期时间都有变化，怎么来计量1光年尺度呢？为了有一个准确的定量，科学界制定了一个天文专用的儒略年时间，规定1个天文儒略年为365.25天，一年就确定为365.25天*24小时*3600秒=31557600秒。

这样，光年就有了一个准确的尺度，1光年（符号ly）=299792458米*31557600秒=9460730472580800米，大尺度计量一般采用1光年≈9.46万亿公里。

如果1秒钟走1光年的距离，就是每秒钟运行9.46万亿公里，是光速的31557600倍。

再来说说宇宙有多大

爱因斯坦相对论问世后，相对时空观开始替代古代以来遵循的绝对时空观。哈勃又发现了宇宙膨胀的规律，支持了宇宙大爆炸学说，从此大爆炸宇宙论成为科学界的标准宇宙理论，认为宇宙约在138亿年前，由一个奇点爆炸膨胀而来。

这样就完全推翻了几千年一直信奉的、到了伽利略、牛顿时代现代科学已经萌芽后，还一直遵循的绝对宇宙观。这种宇宙观认为宇宙无始无终无边无际时空是既定不变的。现代宇宙观认为时空是相对的，变化的，宇宙有始有终，有界无边。

那么宇宙到底有多大呢？或者说是一个什么形状呢？科学界至今只有猜想，没有一个标准答案。比较统一的说法是，宇宙从一个奇点爆炸开来，通过暴涨和高速膨胀阶段，迄今依然在大尺度范围超光速在膨胀，经过计算得到的可观测宇宙半径约有465亿光年。

这只是一个可观测宇宙，就是根据物理法则比如光速，确定人类最大的观测能力，只能观测到这么大的一个空间。根据哈勃定律，宇宙膨胀是各向同性，越远越快，就是所有方向看起来都是一样的，膨胀速度与距离成正比，越远越快。

因此站在地球上，向四周看，最远都能够观测到465亿光年。

但宇宙还有两个不可观测范围，一个叫过去视界，一个叫未来视界。过去视界是指在宇宙大爆炸以后的38万年时间以内，由于宇宙温度和密度太高，连光也无法发出，而这个时间内宇宙发生过暴涨，因此膨胀速度极快。但由于没有电磁波溢出，人类目前无法观测到这一个宇宙空间。

现在有理论认为，未来有可能通过引力波了解到这段“黑暗”时期的宇宙状况。

未来视界就是在我们人类观测能力的极限处，星系正在以数倍光速远离我们而去，脱离了人类的观测视野。因此，人类永远也不知道可观测宇宙外面的宇宙还有多大，那里会发生什么。所以，宇宙到底有多大，人类或许永远无法知晓。

经过这些年的宇宙观测，科学界认为，在可观测宇宙内，大约有上万亿到10万亿个星系，我们银河系只是其中一个星系，而太阳系只是银河系里面约4000亿颗恒星其中的一颗。

太阳系是以太阳为核心的行星系统，太阳质量占据整个系统质量的99.86%，是地球质量的33万倍。太阳系有八大行星和几百颗卫星、若干矮行星、无数小行星和彗星等。太阳引力半径约1光年，别看这小小的1光年，人类现在飞得最远的无人探测器旅行者1号，以每秒17公里的速度，正在向太阳系外飞去，要飞出这1光年半径还需要17000多年。

那么，每秒1光年能飞出宇宙范围吗？

可以肯定地回答：不能。

我们可以简单计算一下，以每秒1光年的速度飞，飞到可观测宇宙465亿光年半径的边际，需要飞196575521年，也就是近2亿年。但飞出可观测宇宙，又会以飞船为中心，形成新的可观测宇宙，又要飞近2亿年。前面还有多少个可观测宇宙呢？

在宇宙时空曲率里，光也是弯曲的，围绕着这个曲率运行，因此宇宙飞船看起来在走直线，实际上是在走曲线转圈子，就像在地球表面行走，一直向着一个方向不拐弯，最终绕地球一圈还是回到原点。

科学界有种说法，由于宇宙曲率，如果有一架可以看到无限远的望远镜，在宇宙中向前看，最终会看到自己的背影。也就是说，光线绕了一圈又回到了原点。

当然，如果真的是在光速飞船中运行，人们是无法感觉到时光流逝的，就像瞬间走遍了宇宙一样。这是爱因斯坦的时间膨胀理论的解释，也是时空相对性的精髓。速度时间膨胀率遵循的公式为：t’=t/√[1-(v/c) ^2]

式中，t’是速度时间膨胀效应值；t是低速系观测者第一个时钟时间记录；v是第二个时钟相对第一个时钟的移动速度；c为光速。

根据这个公式，在速度越快的飞船中旅行，时间流逝就越慢，达到光速，时间静止。距离也有尺缩效应，速度越快，距离越短，达到光速，距离为零。

有人可能不相信这种解释，但速度时间膨胀和重力时间膨胀这两个预言，或者说理论都早就被证实真的存在，现在的航空航天，以及我们日常生活的定位导航，如果不考虑这两个时间膨胀因素，不按照相对论理论去调整，就寸步难行。

但爱因斯坦狭义相对论限制了物质运动速度，任何有静质量的物体都无法达到光速，更不可能超越光速，因此，飞船是不可能达到光速的，更不可能超越光速。

但星际旅行有两个理论支持大于光速到达目的地，这就是虫洞穿越或者曲速航行，这两种航行方法虽然还处于理论幻想阶段，但许多人包括一些科学家相信最终能实现。

这两种方法虽然可能大于光速很多倍到达目的地，但都不是飞船真正达到光速以上的速度，而更像我们平时生活经验中的“抄近道”或传说中的“缩地法”，是通过某些神奇技术，让旅途变短，而且短很多，如100光年的路途变得近在迟尺，一步就跨过去了。

这样就不会产生时间膨胀效应，人们感受的时间就接近正常的流逝。因此，即便真的实现了这种星际旅行，人类寿命能够经历1亿年甚至数十亿年折腾吗？

更重要的是，宇宙是在一个巨大的时空曲率中，理论上宇宙之外没有空间，因此所有的物体都无法突破宇宙边界，这就是所谓宇宙有界无边。

具体地说，宇宙本身就是物质和时空的代名词，物质和时间、空间三位一体，不可能单独存在。而时空是由于宇宙不断膨胀而不断扩大的，还没有膨胀扩大的宇宙之外，是没有时空和物质的，在这个虚无中，飞船能往哪里飞呢？这本身就是一个悖论。

所以，不管有多快的飞船，都无法飞出宇宙。你说呢？欢迎讨论，感谢阅读。

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