光速是极限，那人生百年就永远被困在100光年以内了？

在《为什么物体的速度无法超过光速？光又为什么能达到光速？》一文里，我跟大家解释了为什么光速的物体运动的极限速度，结果看的人还挺多（果然大家还是对跟光速这种比较神奇的东西打交道比较感兴趣，上一篇辛辛苦苦写的关于质量的文章却没人看~），其中有一部分人对此感到一点点悲观。

为什么呢？因为宇宙很大，我们不说宇宙，单说银河系的直径就有10万光年之巨，连距离我们太阳系最近的恒星比邻星都有4.2光年。而我现在知道了人类最快的运动速度都无法超过光速，也就是说我去一趟比邻星最快都要四年多，冲出银河系最快得5万年（还是假设地球刚好处在银河系中心）。一想到这个就顿时感觉人生无望，以前各种征服宇宙的想法都破灭了。

想想人生不过百年，也就是说我从小就坐上光速飞船，一生最远也不过去100光年以外的地方？

然而，真相真的是这样的吗？

如果你真是这样想的，那我这篇文章倒是能给你带来一些希望：其实，你是可以在有生之年走的更远的，比你想象的要远得多，当然，这样做也是有代价的。

μ介子的故事

在此之前我先给你讲一个μ介子的故事：μ介子以大约0.998c（光速的99.8%）的速度在宇宙中飞来飞去，但是它的寿命只有2.2微秒左右（2.2微秒之后就会衰变成正反中微子和电子）。按照这个直接来计算的话，似乎μ介子一辈子能够去的最远的距离就是它的寿命乘以它的速度：0.998c*2.2微秒≈644米。

然后，其中有一个μ介子就和我们上面的读者发出了同样的感慨：有生之年都无法去644米以外的地方，何其悲哀啊！！！这个故事的开端是不是跟人类的故事很像？但是结局就有点意外了（废话，不意外我写它干啥~）。

怎么个意外法呢？我们刚刚算得μ介子一生似乎最远都只能去644米的地方，但是我们地球大气层最近的平流层都有10千米的样子，所以，看起来μ介子想要来到地球是不可能的了但是，科学家们居然在地球表面发现了来自外太空的μ介子，惊不惊喜，刺不刺激？这意味着什么？这意味着我们算起来一辈子最远只能走644米的μ介子却能穿过十几公里的平流层来到地球？

这就跟一个寿命只有百年，似乎一辈子最远只能到达100光年以外的人类，却意外的在银河系以外出现了。

为什么？

还是熟悉的配方

我想，如果大家是跟着我的文章一路走过来的，肯定有种“还是熟悉的配方，还是熟悉的味道的”的感觉。出现这种情况，八成是因为我在该使用相对论的地方依然套用牛顿力学的定律，所以才出现了这种异象。

在之前的文章里我跟大家说过时间膨胀（时间变慢）有两种方式：狭义相对论里运动的物体时间会变慢，广义相对论里引力会使时间变慢。因为涉及到时间，大家很感兴趣，影视作品也很感兴趣，《星际穿越》里一小时等于七年的镜头想必也让大家印象深刻，双生子佯谬里坐飞船出去浪一圈回来之后发现自己比弟弟更年轻的事情估计大家也都听过。

但是，你有没有想过这样一件事：假设现在一个人在非常接近光速的飞船上飞行，因为钟慢效应飞船里过了一年地球上已经过了十年。那么，从地球上的人来看，因为他走了10年，而他的速度是接近光速的，所以地球上的人觉得飞行员应该去了将近10光年外的地方（地球上的人看一个人以接近光速的速度飞了10年，然后飞到了将近10光年外的地方，没毛病）。

但是，飞船里面的人怎么想？地球上的人觉得我已经飞了10年，所以我飞了将近10光年的距离，而我自己感觉我才过去了1年，地球人说我飞到了10光年外，我真的到了10光年外么？如果我耗时1年却可以到达10光年外，那岂不是说我的速度能够达到光速的10倍了？超光速了，怎么可能？

时空一体

敏锐的你可能已经察觉到：光速是不可能改变的，更不可能有物体的运动速度可以超光速（这个我强调很多遍了），而自从进入相对论的大门开始，就不断有人跟你强调“光速是绝对的，时空是相对的”。所以，这多半是时间和空间出了问题。

没错，很多人都知道相对时间的问题，知道物体运动起来时间会变慢，因为时间看起来比较酷。但是，时空其实是一体的，你时间发生了改变，空间肯定也是要受影响的，你高速运动的时候时间变慢为地球的十分之一，那么与此同时，运动方向上的空间也缩短到了原来的十分之一。

也就是说，在你走上高速飞船的时候，在地球人看起来距离为10光年的地方，在你的眼里骤然缩减到了1光年。然后你在以1年的时间走完，速度依然刚好是接近光速。

在很多讲相对论的地方喜欢把尺缩钟慢独立开来讲，我这样通过这样兜一圈，是想让大家有个深刻的印象：时空是一体的，从地球的参考系来看，宇航员时间变慢发生了体现了钟慢效应，而从宇航员的角度来看，空间发生了收缩，这是尺缩效应的表现。

冲出银河系

有了上面的铺垫，我们就可以来回答最开始的问题了。虽然银河系的直径有10万光年，但是我们现在知道，只要我们飞船的速度足够大，让时间膨胀空间收缩的系数变大，比如变到1万（要达到这个速度要求可有点大~），那我们就可以在一年的时间内冲出银河系了。

是不是感觉征服宇宙的信心雄心又燃烧起来了？只要速度足够快（无限接近光速），我们甚至可以在一分钟之内穿越银河系，甚至穿越宇宙，这就是接近光速时候可怕的相对论效应。

但是，有一点你要注意：如果你开着超高速飞船在一年之内冲出了半径为5万光年的银河系，你自己是Happy了，你自己在一年之内飞了地球上看起来有5万光年的地方。但是，地球上却是实打实的过了五万年。

如果你再同样的速度花一年时间折回地球，你一个来回过去了2年，可是地球上却已经过去了10年！！！！！

没错，你来到了10万年后的地球！！！

10万年后地球还在不在，人类还在不在我不知道，但是你熟悉的一切肯定都不存在了！！！！

讲真，我不是在说鬼故事，也不是在说惊悚片，我真的是正儿八经的在说相对论……

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