光速到底有多快？上一秒你在地球上看日出，下一秒就在月球轨道附近，而人类的探测器去月球轨道要100多个小时。

如果人类以光速飞行，从1977年发射旅行者号算起，我们已经航行了40多光年的距离了。

地球与太阳光

但是这或许只是白日做梦，人类制造出来的速度最快也是只无限逼近光速，完成这项壮举的是粒子，不是宏观的物体。

那么，宇宙中有比光速还快的速度吗？速度的最大极限是多少？

光速飞行

光速

人类很早就意识到了光的重要性，早在远古时期，没有太阳的日子人们会觉得天塌下来了，于是纷纷把太阳作为自己的图腾，古埃及、玛雅文明以及我国的三星堆文明都将太阳视为自己的信仰。

人们第一次深入认识光是牛顿用三棱镜制造出第一条人造彩虹，那一刻牛顿才知道，光居然是一种“混合物”。

牛顿还认为光是七色粒子组成的，出现彩虹是因为粒子落到了不同的区域。

三棱镜与彩虹

另一位研究弹簧的科学家胡克则认为，光是一种波，它可以拉伸、缩短，出现七色光实际上就是因为它们被不同程度拉伸了。

牛顿和胡克其实都对了，但是没有完全对，二者结合起来才是真的光，既有粒子的特性，也有波的特性，这叫波粒二象性。

既然光是一种一种波，那么这个波是有速度、频率、波长的，之后科学家们对光进行了彻彻底底的分析。

当光照射过来

其实早在1676年就有天文学家奥勒·罗默发现光的速度非常快，飞行9000英里的距离只需要1秒钟左右。

这个时期人们对光的性质还没有定性，以巴黎天文台为首的科学家反对它的光速理论，但是奥勒·罗默获得了牛顿等科学家们的支持。

也正是从这以后，光速很快的概念深入到了每一个物理学家的心中。

第一个测量光速的奥勒·罗默

而真正让光速成为王道速度的人是爱因斯坦，他指出无论在哪个体系中，光速都是不变的。

爱因斯坦的理论诞生一个新的概念——时空，现代的穿越剧祖师爷非他莫属，没有爱神的相对论，所有穿越剧都没有科幻理论支持，容易让人觉得假。

可是一旦引入爱因斯坦的理论，那么无论什么穿越都变得合情合理起来。

爱因斯坦和他的质能方程

在爱因斯坦大神的时空观里面，达到光速98%其实就已经可以穿越时空，看到过去发生的事情。

同时，爱因斯坦根据自己方程式的变化式子得出结论，没有物质能够超越光速，我们如果想要达到光速，就得付出质量无限大的代价，很显然宇宙没有无限大的物质。

那么，人类真的不能超越光速吗？

人类设想的曲率引擎

难以超越

人类是宏观物质，不但超过不了光速，甚至连达到光速的1%都很困难，真正接近光速的是那些微观粒子。

利用电场给带电粒子加速，让它们达到更快的速度，并利用磁场控制它们的运行轨迹，最终达到想要的效果。

人类加速的最快粒子速度无限逼近光速的99.99%，始终无法真正成为光速，而最快的宏观飞行器是帕克太阳探测器，最快速度是72万公里/小时，这个速度，真的是连光速的尾气都看不到。

粒子加速器

而且，就算人类真的达到了光速，想要探索宇宙也是很困难的，因为人类还有一个问题难以克服，那就是时间。

宇宙中的距离已经无法用常见的千米来测量，它需要动用一个天文数字——光年。

公里仅限于一个恒星系内使用，当涉及到恒星之间的距离时，应该使用光年。

我们的邻居比邻星

比如我们的邻居恒星到地球的路程是4.2光年，光速飞行耗时4年多，这个时间人类还能接受。

那么再比如超级地球格利泽581g，它与地球的距离是21光年，经历21年到达，青年变中年。

另一颗超级地球开普勒22b，距离地球638光年，用光速飞过去，得从明朝开始飞起，没人能活这么长的时间。

更何况到达光速本就是不可能完成的事情，至少现在我们不可能。

地球和开普勒22b

超越光速的存在

光速是人类已经最快的速度，但不是宇宙最快的速度，因为光速有两个方面无法完成：

第一个是逃离不了黑洞的引力，另一个就是追不上宇宙膨胀的步伐。

黑洞是宇宙中的一个天体，它质量很大但是体积却很小，密度特别大，任何物质靠近都会被吸引进去，光也不例外。

起初人们认为光不会被任何天体吸引，因为已经证实光子没有静止质量，按照牛爵爷的万有引力，需要双方的质量。

黑洞吞噬光

但是爱因斯坦认为，引力并不是质量产生的，它是天体周围的空间发生了弯曲，导致周围的空间凹下去了。

光子没有静止质量但是它是物质，当它靠近引力场的时候，会顺着弯曲的空间掉下去。

一般的引力场太弱，即便发生了些许偏转，也很难发现，只有引力场足够大的，才能改变光的直线传播，比如中子星和黑洞。

引力场

这就是像河流表面的旋涡，光子就是漂浮在河面的树叶，树叶靠近旋涡被吸引进去，于是我们看不到树叶了。

同理，黑洞将光吸收，我们看不见它发出来的光，于是黑洞在人类看来就是黑漆漆的。

光逃不出黑洞的“五指山”，黑洞内部有比光速更快的物质，只是我们看不见，光进去之后，说不定就会变成这种物种。

还有一种超越光速的存在，那就是宇宙膨胀的速度。

宇宙的膨胀

光是在宇宙大爆炸的时候产生的，如果我们把宇宙爆炸的点称为起点，那么宇宙的边界就是爆炸的终点。

我们观测到的宇宙范围，并不是大爆炸的终点，因为在爆炸之后很长一段时间里，膨胀的速度大于光速。

光正在努力追赶宇宙的边界，所以我们看到的宇宙并不是真正的宇宙，只是宇宙的一部分。

膨胀速度大于光速的证据就是红移，即在膨胀的空间里，光被拉长了。

光波被拉长

科学家们已经验证了光是一种波，当它被拉长后，颜色会偏向于红色，并逐渐离开可见光的区域，变成红外线。

如果光速比宇宙膨胀的速度快，那么宇宙中的光应该是被压缩的，它会出现蓝移，但是宇宙中的光是红移，这说明光没有追上膨胀的空间。

不管是蓝移还是红移，我们能看到的光都会消失，所以天文学家哈勃曾说过，人类能观测到的星系其实是越来越少的。

可视宇宙

速度与激情

人类的速度对于宇宙来说太慢了，一部分天文学家们对于人和宇宙的关系很悲观，他们认为宇宙早已经确定，我们人类只是其中的一个过程。

这就像你我的结局已经注定，或许前方是不归之路，但我们不知道，还怀着希望向前走去。

是不是感觉很绝望，宇宙就和它的温度一样冰凉，如果不是因为还有尘埃，宇宙的温度将会是绝对的零度，尘埃反而成了宇宙“温暖”的来源。

宇宙的尘埃

可谁又能否认，人类不是宇宙的尘埃呢？

人类对于宇宙来说算是物质，我们也是大爆炸的产物，我们的质量来自宇宙大爆炸的能量。

作为人类的代表，旅行者1号和2号朝着宇宙的空间前进，它们也在追逐宇宙，犹如蚍蜉与大树。

飞向宇宙

有趣的是，爱因斯坦的相对论只说到了回到过去，却没有说到前往未来，因为未来永远比人类快一步。