很多科学家以为，这个宇宙应该是一个朝气蓬勃的宇宙，生命在宜居行星上天然显现的几率靠近100%，固然实际上我们从来没有找到任何地外生命的踪迹。科学家们以为，宇宙的范畴太甚遍及，人类实在就像地球上的一窝蚂蚁。

在地球到处都市有蚂蚁，但是蚂蚁的探究本领有限，用尽全部资源也只能探究到间隔蚂蚁窝五十米远的范畴，两个蚂蚁窝之间的隔断每每有上千公里，这意味着两个蚂蚁窝注定无法碰见。

以是即便宇宙中存在生命，对人类而言也是不行能找到的。宇宙间的间隔着实太遍及了，我们现在还没有研究出可以在去往更迢遥空间的技能，乃至现在我们的物理理论底子也并不支持人类举行远间隔的星级飞行。

关于星际飞行的限定，许多人起首会想到的便是光速的限定，但是宇宙除了光速以外另有另一个速率限定，这个限定倒是大多数人都意想不到的，大概这才是人类面对着的真正停滞？

GZK极限

实在假如可以或许到达靠近光速的水平，固然不行能没有任何意义，即便人类无法探究几千几万光年外的空间，但我们仍旧可以自由地在太阳系周边飞翔。宇宙中处处都是物质和资源，但是这些资源由于间隔太甚迢遥而基础无法带回。

假如人类可以或许到达靠近光速的水平，那么我们将可以在宇宙中将生命流传得更远，就算无法一次去太远，但是周边一百光年内的星球都是可以探究的，科学家们在查找相宜生命居住的“超等地球”时，就曾在十几光年的间隔内找到过宜居星球。

人类制造的飞船如今的最快速率也许是17公里每秒，是光速的一万六千分之一，前去十光年外的地方，将会必要整整十数万年。以是即即是十光年，对付如今的人类而言，也是临时不行能到达的间隔。

以是光速固然相对付宇宙的标准来说很慢，但对付如今的我们来说仍旧很快，但是到达光速之前，我们人类必要面临许很多多的限定。

这此中有一个是到达物质在太空中穿梭时不得不面临的限定——Greisen-Zatsepin-Kuzmin 极限，简称GZK极限。

GZK极限也叫GZK拦截，指的是迢遥的宇宙空间外射线具有的理论上限值。这个限定用明白话讲，便是在宇宙中高速运行的飞船有大概会“撞车”。

普通情形下飞船实在是没有撞车条件的，由于宇宙中的物质太甚疏散了，由于太空便是一个无穷靠近真空的情况。

好比已经在太空中飞行了43年的观光者一号，乃至已经离开太阳系日球层，去到星际空间中了，这个飞船仍旧可以安稳飞行，没有由于被天体撞击的事变产生不测。

这此中观光者一号仰仗的便是太空的空旷，大个的天体微粒会被它检测到，它就能提前调解偏向，而小于100微米的颗粒则完全不必要在乎，由于它的速率着实是太慢了。

这里说得慢，是相对付宇宙的慢，现实上观光者一号便是上文所说能到达每秒17公里的最快飞行器，但是在这个正常的速率下，宇宙微粒不会对飞船造成任何粉碎。但是当靠近光速，乃至仅仅到达1%光速的飞船在宇宙中飞行的时间，就一定要细致宇宙中的微小颗粒了。

即即是宇宙太空，也不行能存在完全真空的情形。在恒星周边一边都市有很多被引力吸引过来的行星和陨石，这些都是肉眼能见的物质普通情形下我们都可以做到完全避让。

但是宇宙中更多的是肉眼无法瞥见的物质，好比地球上的氢气和氦气就会由于地球的引力不敷而逐步漂移到大气层的顶端，而且逃逸出去，也便是说说宇宙中起首是必然会漂移着许多如许的微小元素。

这些氢气与氦气固然只是气体，但仍旧属于物质。组成这些物质的原子都是拥有必然质量的，假如是观光者一号这种“迟钝”的飞行器撞到，效果肯定是无事产生。

但是假如让靠近光速的飞船撞击到这些气体，那么久就会孕育发生GZK拦截征象，这些微小的原子会与飞船外貌产生猛烈的撞击成效。

假如仅仅是宇宙灰尘会撞上飞船，那实在也不算什么大题目，由于宇宙灰尘在太空中仍旧是非常稀有的存在。但是只有一点点质量的亚原子粒子，也会在飞船靠近光速时被撞上。

而在太空中，亚原子粒子是满盈着整个空间的，这些粒子普通都是被宇宙中的高能射线撞击原子，导致分散成电子、质子等微粒。依据科学家的盘算，均匀每一平方米就会有约莫1个亚原子粒子。

简洁来说，太空中有一张密不透风的网，任何靠近光速的物质都市在撞击到这个网之后被粉碎大概减速，这便是所谓的GZK极限。

光速对人类的限定

除了GZK极限，实在光速自己对人类也有非常暴虐的限定，光速是天下上最为奇妙的一个参数之一，它代表着物质能到达最高速率的极限。普通物体的速率会随着参照系的转变而产生转变，但是光的速率却永久不会转变，无论怎样观察，在真空之中的光速的都是约即是三十万公里每秒。

• 光速使人变重

依据爱因斯坦的相对论，光速是空间中的最快速率上限，有些空间由于质量太大，被引力所扭曲，以是在这种被扭曲的空间中，光速会变得更慢一些。

而最紧张的是，任何物质都无法到达100%光速，只有没有质量的光子才气到达光速，即即是质量非常小的亚原子粒子，也永久无法到达光速。

并且任何活动中的物体，都市随着速率的增添而增添质量，依据爱因斯坦的质能方程式，当物质得到庞大的能量被加快到靠近光速时，那么这个物体的质量将会变得非常的大。

简洁来说，一个无穷靠近光速活动的针，它的质量会比黑洞还要大，届时它将会酿成一个新的黑洞，四周的物质包罗光，都市被其吸进去。

以是即便人类的飞船可以或许靠近光速，在加快历程中，不停增添的质量也很有大概将飞船压塌。届时飞船大概就酿成一个新的黑洞，届时飞船里的人都将不复存在。

• 光速使人变慢

物体靠近光速时，质量变大后还会造成别的一个影响。在爱因斯坦的相对论中，时间与空间是一体的，是以当质量变大后，四周的空间会被物质的壮大质量压到扭曲变形。

扭曲的空间会让物体四周的时间流速也产生改变，总的来说，空间扭曲的水平越大，时间的流速就会越慢。而空间扭曲的水平又是取决于物体的质量，质量倒是泉源于不停加快的能量。

以是全部物体都市显现，越靠近光速，它的时间流淌速率就会越慢。假如一艘无穷靠近光速的飞船从地球动身，前去一千光年外的星球，那么在地球上的人将会看到一艘飞船以极快的速率动身，地球上履历了一千年，飞船最终到达了。

但是在飞船上的宇航员却会看到完全差别的场景，从他的视角上看，因为他因此靠近光速的速率脱离地球，以是在飞船运转时他是无法陆续看到地球改变的，由于图像的流传速率也不外是光速，只能方才好追上他，也便是在他眼中的地域画面将会险些静止。

即便飞船因此光的速率飞行了一千年，但是对付飞船和宇航员来说，很大概是一刺眼的事变，当他到达目标地的时间，转头望去，固然现实上已颠末去了一千年了，但他看到的地球还会是刚脱离时的样子容貌。

以是说，在光速运行时，宇航员的时间可以说是相对静止的，这对付人类而言，算是一个好消息，由于这意味着宇航员将有大概去往越发迢遥的星空。

• 光速并没有像想象中快

在现在人类的物理理论中光速已经是宇宙间速率的极限，但是光的速率照旧太慢了，就像上文所说的一样，前去一千光年以外的星球，就一定要一千年，固然对付宇航员来说这个时间的流速会变慢，但是对付全人类来说，一千年的时间真的是太长了。

人类当代文明到如今也才数百年，并没有一千年的时间用来等候一个无法预知的效果。并且，间隔限定的不但仅是交通，另有通讯，两个星球之间的信息传输一定要一千年，以人类百年的寿命，无法支持这么永劫间的探究。

简洁来说，除非全人类移居星球，否则人类就算能到达光速，也无法从迢遥星球中有用得到资源和信息。

最为恐惧的是，相对付宇宙的标准，一千光年的间隔大概连一粒沙都算不上，即便我们到达了光速，终极也不外想开头所刻画的蚂蚁一样，用尽尽力也只可以或许探究周边的五十米地，而这个天下的周长却能到达万公里。

实在50米与4万公里相比力，远不如一千光年与宇宙的标准比力来得浮夸。如今人类可观察宇宙直径有930亿光年。

更为可骇的是，即便人类有本领探究一千光年乃至一万光年的星际空间，但是在这么小的范畴中，找到得当人类居住大概拥有资源的星球倒是非常困难，乃至大概没有这种星球。

怎样逾越光速探究宇宙？

现在人类险些无法看到利用光速探究宇宙的盼望，不但仅光速自己就难以到达，光速对付探究宇宙着实有限。

在科学家们的假想中，借助虫洞或许可以实现超光速行驶，可以在一刹时从宇宙的一处到达另一处，这种方法乃至有大概做到逾越光速的成效。

除此以外，另有许多科幻小说都非常热衷于商议曲率引起的加快，这种加快方法重要是寄托将飞船前后的空间举行扭曲，到达飞船向前移动的成效。换成生存中可以或许了解的情形，应该便是将飞船前面的路面挖一个向下的斜坡，那么飞船就不必要任何动力也会往下失，这种方法同样可以到达逾越光速的成效。

这并不会违背相对论，由于即便看起来飞船犹如逾越光速了，但当时空间扭曲的成效，现实上飞船相对付它的空间是静止不动的。

结语

光速与GZK极限对付太空探究来说简直是一个极大的挑衅，假如人类没能降服挑衅，那么我们将在会被困在地球上，与地球同生共去世。研究表现，地球很快大概会在几十亿年后被膨胀成红巨星的太阳所吞没，那一天也将是包罗人类早内的全部地球生命的末日。

是以我们要高兴想方法在太空中探究，找到属于人类的后路，如许人类才气在宇宙中繁衍生息，将文明恒久连续下去。