Khi bạn nhìn lên những vì sao vào ban đêm và nhìn thấy những ngôi sao lấp lánh, bạn có nhận ra rằng những gì bạn nhìn thấy không phải là hiện tại của chúng, mà là quá khứ của chúng?
Sirius sáng đó, bạn thấy nó trông như thế nào cách đây 8,6 năm, Betelgeuse khổng lồ đó, bạn thấy hình ảnh của nó từ 640 năm trước, và thiên hà Andromeda mờ mịt đó, bạn thấy bóng ma của nó từ 2,54 triệu năm trước, tất cả đều từ kẻ cai trị tàn nhẫn nhất trong vũ trụ: năm ánh sáng.
Chúng ta đã quen với việc nghe từ "năm ánh sáng" trong khoa học viễn tưởng, như thể nó chỉ là một đơn vị đo lường thông thường, nhưng trong mắt các nhà thiên văn học và vật lý, đơn vị này đại diện cho sự tuyệt vọng không đáy.
1 năm ánh sáng tương đương với khoảng 9,46 nghìn tỷ km, đây là con số mà bộ não con người không thể hiểu được bằng trực giác, và nó cũng là một nhà tù vô hình khóa nền văn minh nhân loại trong hệ mặt trời.
Tốc độ ánh sáng khoảng 300.000 km/s, trên quy mô trái đất, tốc độ ánh sáng là "tức thời", ánh sáng có thể quay quanh đường xích đạo trái đất 7,5 lần trong một giây, bạn chớp mắt, ánh sáng đã chạy 60.000 km, và bây giờ giao tiếp cáp quang của Internet khiến chúng ta cảm thấy thế giới được đồng bộ, bởi vì chỉ mất vài phần mười giây để thông tin chạy qua chạy lại ở cả hai đầu trái đất.
Nhưng một khi chúng ta phóng to hệ mặt trời, tốc độ ánh sáng bắt đầu xuất hiện "hết hơi", với ánh sáng chạy từ Mặt trăng đến Trái đất trong 1,3 giây, ánh sáng chạy từ Mặt trời đến Trái đất trong 8 phút 20 giây và ánh sáng chạy từ Sao Hải Vương đến Trái đất trong 4 giờ.
Nếu bạn là một siêu nhân không mệt mỏi đi bộ với tốc độ 5 km/h mà không ăn uống, bạn sẽ mất 216 triệu năm để đi bộ 1 năm ánh sáng, ngay cả khi bạn bắt đầu đi bộ trong kỷ Trias khi khủng long được sinh ra và chưa hoàn thành. Một chiếc Boeing 747 với tốc độ 900 km/h mất 1,2 triệu năm để bay 1 năm ánh sáng, có nghĩa là từ khi con người học cách khoan củi để đốt lửa, thời gian này chỉ là một phần nhỏ thời gian để máy bay bay.
Voyager 1 hiện là vật thể nhân tạo bay xa nhất, nó được phóng vào năm 1977 và đã bay lang thang trong không gian trong 47 năm, nó cực nhanh, đạt tốc độ 17 km/s, nhưng bây giờ nó chỉ cách Trái đất 24 tỷ km, được chuyển đổi thành năm ánh sáng, tức là chỉ 22 giờ ánh sáng, và sẽ mất thêm 17.000 năm nữa để Voyager 1 bay 1 năm ánh sáng, và sẽ mất 74.000 năm để bay đến Proxima Centauri, ngôi sao gần chúng ta nhất.
Trong Dải Ngân hà, khoảng cách trung bình giữa các ngôi sao là khoảng 4 đến 5 năm ánh sáng và Proxima Centauri cách chúng ta 4,22 năm ánh sáng.
Để vượt qua 4,22 năm ánh sáng này, các nhà khoa học đã cố gắng hết sức, và kế hoạch triệt để nhất hiện nay là chương trình "Chụp ảnh sao đột phá" được Hawking hỗ trợ trong suốt cuộc đời của ông, sử dụng một mảng laser khổng lồ để đẩy một "tàu nano" nặng vài gram để tăng tốc nó lên 20% tốc độ ánh sáng, và thậm chí sau đó, sẽ mất 20 năm để bay đến Proxima Centauri.
Cùng với 4 năm trả về dữ liệu, chúng ta cần đợi 24 năm để nhìn thấy bức tranh của người hàng xóm của mình, và đây chỉ là một con chip nặng vài gram, để gửi một người sống to lớn qua, với sự hiểu biết vật lý hiện tại, năng lượng cần thiết có thể tiêu tốn toàn bộ dự trữ năng lượng của trái đất.
Giả sử chúng ta tìm thấy một nền văn minh ngoài hành tinh với trí thông minh cách xa 100 năm ánh sáng, nếu bạn gửi cho họ một tin nhắn: "Xin chào, người trái đất muốn làm bạn với bạn."
Thông điệp này bay với tốc độ ánh sáng và không thể đến cho đến 100 năm sau, khi bạn là người gửi thông điệp đã trở thành tro tàn từ lâu, và ngay cả cháu trai của bạn cũng đã chết.
Giả sử người ngoài hành tinh thân thiện, hãy trả lời ngay lập tức: "Được rồi, chúng ta hãy thêm một người bạn." ”
Sẽ mất thêm 100 năm nữa để câu trả lời này được gửi trở lại Trái đất, qua lại, 200 năm đã trôi qua, và bảy hoặc tám thế hệ đã thay đổi trên trái đất, và các triều đại có thể đã thay đổi nhiều lần.
Giới hạn về tốc độ ánh sáng đã dẫn đến thực tế là các nền văn minh trong vũ trụ được định sẵn là "hòn đảo cô đơn", chúng ta có thể biết sự tồn tại của nhau, nhưng chúng ta sẽ không bao giờ có thể có một cuộc đối thoại hiệu quả, chúng ta đang hét lên vực thẳm, và tiếng vang chúng ta nghe thấy đến từ nhiều thế kỷ trong tương lai.
Một số người sẽ hỏi, "Chúng ta không thể vượt quá tốc độ ánh sáng sao?"
Điều này đánh vào bức tường cứng nhất của vật lý, thuyết tương đối hẹp của Einstein, khi tốc độ của một vật gần với tốc độ ánh sáng, khối lượng động học của nó càng lớn, để đẩy một vật nặng hơn, cần nhiều năng lượng hơn, khi bạn cố gắng tiếp cận tốc độ ánh sáng vô hạn, khối lượng của vật có xu hướng vô hạn và năng lượng cần thiết có xu hướng vô hạn.
Điều này có nghĩa là trừ khi bạn có khối lượng, bạn không bao giờ có thể đạt được tốc độ ánh sáng, chứ đừng nói đến việc vượt qua nó, vật lý hiện tại không để lại bất kỳ cửa hậu rõ ràng nào cho việc di chuyển nhanh hơn ánh sáng, lỗ giun là trò chơi toán học, và "năng lượng âm" cần thiết để duy trì lỗ giun trong thực tế chỉ tồn tại trên lý thuyết cho đến nay, điều khiển bằng cong vênh, đòi hỏi phải thay đổi cấu trúc của không-thời gian và mật độ năng lượng cần thiết có thể tương đương với việc chuyển đổi ngay lập tức một Sao Mộc thành năng lượng.
Vì vậy, trong tương lai gần, ngay cả trước một cuộc cách mạng đột phá trong vật lý, "năm ánh sáng" là xiềng xích giam cầm những sinh vật thông minh cao hơn.
Cuối cùng, chúng ta hãy đưa góc nhìn đến cực điểm, 1 năm ánh sáng khiến chúng ta tuyệt vọng, vũ trụ lớn đến mức nào?
Đường kính của Dải Ngân hà là 100.000 năm ánh sáng, và đường kính của vũ trụ có thể quan sát được là 93 tỷ năm ánh sáng, và ở quy mô này, năm ánh sáng không còn đủ nữa, và một điều thậm chí còn đáng sợ hơn đã xảy ra: vũ trụ đang giãn nở, và ở một khoảng cách đủ xa, không gian đang giãn nở nhanh hơn tốc độ ánh sáng, có nghĩa là những thiên hà nằm cách xa 14 tỷ năm ánh sáng, ánh sáng mà chúng phát ra sẽ không bao giờ bắt kịp Trái đất.
Chúng đang di chuyển ra xa chúng ta với tốc độ siêu sáng, và đối với chúng ta, mặc dù chúng tồn tại vào thời điểm đó, chúng đã "biến mất" khỏi vũ trụ của chúng ta. Chúng ta sẽ không bao giờ nhìn thấy chúng, chúng ta sẽ không bao giờ có thể liên lạc với chúng, và mỗi giây, vô số thiên hà sẽ trượt ra khỏi "tầm nhìn vũ trụ" của chúng ta và không bao giờ quay trở lại.
Nếu chúng ta không phá vỡ giới hạn của tốc độ ánh sáng, không những con người sẽ không thể thoát ra ngoài, mà chúng ta thậm chí sẽ không thể nhìn thấy cả thế giới, mà từ một góc độ khác, sự tuyệt vọng này cũng là một loại bảo vệ, và chính vì những năm ánh sáng rất khó vượt qua nên những thợ săn trong khu rừng tối có thể dễ dàng tìm thấy chúng ta.
Chúng ta đang ở trong góc xa xôi, cô đơn, không thể tiếp cận này, cô đơn, nhưng cũng an toàn, và lần tới khi bạn nói về "một năm ánh sáng", hãy nhớ rằng đó không phải là một khoảng cách đơn giản, đó là vực thẳm của thời gian và không gian, đó là bức tường thở dài mà chúng ta không thể vượt qua vào lúc này.
Sirius sáng đó, bạn thấy nó trông như thế nào cách đây 8,6 năm, Betelgeuse khổng lồ đó, bạn thấy hình ảnh của nó từ 640 năm trước, và thiên hà Andromeda mờ mịt đó, bạn thấy bóng ma của nó từ 2,54 triệu năm trước, tất cả đều từ kẻ cai trị tàn nhẫn nhất trong vũ trụ: năm ánh sáng.
Chúng ta đã quen với việc nghe từ "năm ánh sáng" trong khoa học viễn tưởng, như thể nó chỉ là một đơn vị đo lường thông thường, nhưng trong mắt các nhà thiên văn học và vật lý, đơn vị này đại diện cho sự tuyệt vọng không đáy.
1 năm ánh sáng tương đương với khoảng 9,46 nghìn tỷ km, đây là con số mà bộ não con người không thể hiểu được bằng trực giác, và nó cũng là một nhà tù vô hình khóa nền văn minh nhân loại trong hệ mặt trời.
Tốc độ ánh sáng khoảng 300.000 km/s, trên quy mô trái đất, tốc độ ánh sáng là "tức thời", ánh sáng có thể quay quanh đường xích đạo trái đất 7,5 lần trong một giây, bạn chớp mắt, ánh sáng đã chạy 60.000 km, và bây giờ giao tiếp cáp quang của Internet khiến chúng ta cảm thấy thế giới được đồng bộ, bởi vì chỉ mất vài phần mười giây để thông tin chạy qua chạy lại ở cả hai đầu trái đất.
Nhưng một khi chúng ta phóng to hệ mặt trời, tốc độ ánh sáng bắt đầu xuất hiện "hết hơi", với ánh sáng chạy từ Mặt trăng đến Trái đất trong 1,3 giây, ánh sáng chạy từ Mặt trời đến Trái đất trong 8 phút 20 giây và ánh sáng chạy từ Sao Hải Vương đến Trái đất trong 4 giờ.
Nếu bạn là một siêu nhân không mệt mỏi đi bộ với tốc độ 5 km/h mà không ăn uống, bạn sẽ mất 216 triệu năm để đi bộ 1 năm ánh sáng, ngay cả khi bạn bắt đầu đi bộ trong kỷ Trias khi khủng long được sinh ra và chưa hoàn thành. Một chiếc Boeing 747 với tốc độ 900 km/h mất 1,2 triệu năm để bay 1 năm ánh sáng, có nghĩa là từ khi con người học cách khoan củi để đốt lửa, thời gian này chỉ là một phần nhỏ thời gian để máy bay bay.
Voyager 1 hiện là vật thể nhân tạo bay xa nhất, nó được phóng vào năm 1977 và đã bay lang thang trong không gian trong 47 năm, nó cực nhanh, đạt tốc độ 17 km/s, nhưng bây giờ nó chỉ cách Trái đất 24 tỷ km, được chuyển đổi thành năm ánh sáng, tức là chỉ 22 giờ ánh sáng, và sẽ mất thêm 17.000 năm nữa để Voyager 1 bay 1 năm ánh sáng, và sẽ mất 74.000 năm để bay đến Proxima Centauri, ngôi sao gần chúng ta nhất.
Trong Dải Ngân hà, khoảng cách trung bình giữa các ngôi sao là khoảng 4 đến 5 năm ánh sáng và Proxima Centauri cách chúng ta 4,22 năm ánh sáng.
Để vượt qua 4,22 năm ánh sáng này, các nhà khoa học đã cố gắng hết sức, và kế hoạch triệt để nhất hiện nay là chương trình "Chụp ảnh sao đột phá" được Hawking hỗ trợ trong suốt cuộc đời của ông, sử dụng một mảng laser khổng lồ để đẩy một "tàu nano" nặng vài gram để tăng tốc nó lên 20% tốc độ ánh sáng, và thậm chí sau đó, sẽ mất 20 năm để bay đến Proxima Centauri.
Cùng với 4 năm trả về dữ liệu, chúng ta cần đợi 24 năm để nhìn thấy bức tranh của người hàng xóm của mình, và đây chỉ là một con chip nặng vài gram, để gửi một người sống to lớn qua, với sự hiểu biết vật lý hiện tại, năng lượng cần thiết có thể tiêu tốn toàn bộ dự trữ năng lượng của trái đất.
Giả sử chúng ta tìm thấy một nền văn minh ngoài hành tinh với trí thông minh cách xa 100 năm ánh sáng, nếu bạn gửi cho họ một tin nhắn: "Xin chào, người trái đất muốn làm bạn với bạn."
Thông điệp này bay với tốc độ ánh sáng và không thể đến cho đến 100 năm sau, khi bạn là người gửi thông điệp đã trở thành tro tàn từ lâu, và ngay cả cháu trai của bạn cũng đã chết.
Giả sử người ngoài hành tinh thân thiện, hãy trả lời ngay lập tức: "Được rồi, chúng ta hãy thêm một người bạn." ”
Sẽ mất thêm 100 năm nữa để câu trả lời này được gửi trở lại Trái đất, qua lại, 200 năm đã trôi qua, và bảy hoặc tám thế hệ đã thay đổi trên trái đất, và các triều đại có thể đã thay đổi nhiều lần.
Giới hạn về tốc độ ánh sáng đã dẫn đến thực tế là các nền văn minh trong vũ trụ được định sẵn là "hòn đảo cô đơn", chúng ta có thể biết sự tồn tại của nhau, nhưng chúng ta sẽ không bao giờ có thể có một cuộc đối thoại hiệu quả, chúng ta đang hét lên vực thẳm, và tiếng vang chúng ta nghe thấy đến từ nhiều thế kỷ trong tương lai.
Một số người sẽ hỏi, "Chúng ta không thể vượt quá tốc độ ánh sáng sao?"
Điều này đánh vào bức tường cứng nhất của vật lý, thuyết tương đối hẹp của Einstein, khi tốc độ của một vật gần với tốc độ ánh sáng, khối lượng động học của nó càng lớn, để đẩy một vật nặng hơn, cần nhiều năng lượng hơn, khi bạn cố gắng tiếp cận tốc độ ánh sáng vô hạn, khối lượng của vật có xu hướng vô hạn và năng lượng cần thiết có xu hướng vô hạn.
Điều này có nghĩa là trừ khi bạn có khối lượng, bạn không bao giờ có thể đạt được tốc độ ánh sáng, chứ đừng nói đến việc vượt qua nó, vật lý hiện tại không để lại bất kỳ cửa hậu rõ ràng nào cho việc di chuyển nhanh hơn ánh sáng, lỗ giun là trò chơi toán học, và "năng lượng âm" cần thiết để duy trì lỗ giun trong thực tế chỉ tồn tại trên lý thuyết cho đến nay, điều khiển bằng cong vênh, đòi hỏi phải thay đổi cấu trúc của không-thời gian và mật độ năng lượng cần thiết có thể tương đương với việc chuyển đổi ngay lập tức một Sao Mộc thành năng lượng.
Vì vậy, trong tương lai gần, ngay cả trước một cuộc cách mạng đột phá trong vật lý, "năm ánh sáng" là xiềng xích giam cầm những sinh vật thông minh cao hơn.
Cuối cùng, chúng ta hãy đưa góc nhìn đến cực điểm, 1 năm ánh sáng khiến chúng ta tuyệt vọng, vũ trụ lớn đến mức nào?
Đường kính của Dải Ngân hà là 100.000 năm ánh sáng, và đường kính của vũ trụ có thể quan sát được là 93 tỷ năm ánh sáng, và ở quy mô này, năm ánh sáng không còn đủ nữa, và một điều thậm chí còn đáng sợ hơn đã xảy ra: vũ trụ đang giãn nở, và ở một khoảng cách đủ xa, không gian đang giãn nở nhanh hơn tốc độ ánh sáng, có nghĩa là những thiên hà nằm cách xa 14 tỷ năm ánh sáng, ánh sáng mà chúng phát ra sẽ không bao giờ bắt kịp Trái đất.
Chúng đang di chuyển ra xa chúng ta với tốc độ siêu sáng, và đối với chúng ta, mặc dù chúng tồn tại vào thời điểm đó, chúng đã "biến mất" khỏi vũ trụ của chúng ta. Chúng ta sẽ không bao giờ nhìn thấy chúng, chúng ta sẽ không bao giờ có thể liên lạc với chúng, và mỗi giây, vô số thiên hà sẽ trượt ra khỏi "tầm nhìn vũ trụ" của chúng ta và không bao giờ quay trở lại.
Nếu chúng ta không phá vỡ giới hạn của tốc độ ánh sáng, không những con người sẽ không thể thoát ra ngoài, mà chúng ta thậm chí sẽ không thể nhìn thấy cả thế giới, mà từ một góc độ khác, sự tuyệt vọng này cũng là một loại bảo vệ, và chính vì những năm ánh sáng rất khó vượt qua nên những thợ săn trong khu rừng tối có thể dễ dàng tìm thấy chúng ta.
Chúng ta đang ở trong góc xa xôi, cô đơn, không thể tiếp cận này, cô đơn, nhưng cũng an toàn, và lần tới khi bạn nói về "một năm ánh sáng", hãy nhớ rằng đó không phải là một khoảng cách đơn giản, đó là vực thẳm của thời gian và không gian, đó là bức tường thở dài mà chúng ta không thể vượt qua vào lúc này.
