秋夜凉风拂面,当你望向东北方时,视线会被一团淡淡的光晕闯入。仙女座星系便是那团光晕,你的眼里,刚好落下它走了256万年的光。人类目前已知的宇宙速度上限,是每秒约30万公里的光速,以这个速度出发,仙女座仍需256万年才能抵达。
这个时长比人类物种的演化史更久,比地球经历的冰期轮回更漫长。要是能打破光速限制,这场星际旅程会花费多久,很多人对此都会好奇。宇宙最根本的规则,绝非简单计算就能得出。

并非技术瓶颈导致人类科技未能突破光速,而是宇宙本身的运行逻辑在起作用。物体自身质量会随运动速度加快而增大,更多能量的投入,才得以继续加速。物体质量会在速度无限接近光速时趋向无限大,对应的能量需求也会变成无限多,现实中,这没有任何实现可能。这条红线,任何在空间中运动的事物,无论是火箭、光子还是信息,都无法越过。换个思路从空间本身入手,而非盯着让物体跑得更快,才能实现超光速旅行的构想。
一个大胆构想,由墨西哥物理学家米盖尔·阿库别瑞于1994年抛出:压缩飞船前方的空间,同时膨胀飞船后方的空间,一个包裹飞船的曲率泡便会形成。这个泡泡里面,飞船相对于周围空间保持静止,时间膨胀和质量增加的影响不会作用于它。相对于地球,整个曲率泡可以带着飞船以任意速度移动。现有物理规则,在数学上并不被这种方式违背,空间本身的形变才是真正的超光速,而非飞船在空间里的飞行。

如果把曲率泡的速度调到256万倍光速,理论上一年就能抵达仙女座。但需要负能量物质,是这个方案的致命难题。目前实验尚未证实这种物质,其密度至少要达到-10²⁷kg/m³。相当于-10⁻²¹J/m³级别的负能量,科学家只在卡西米尔效应中测到过,实验室里,两者之间相差十个数量级。就算未来能找到足够的奇异物质,能量消耗也高得惊人。
早期模型需要消耗相当于木星质量的能量,经过优化后虽然降到数百吨级别,依然是人类总发电功率的百万倍。更麻烦的是,曲率泡的壁会形成事件视界限,产生的霍金辐射可能摧毁飞船。就算顺利抵达,如何安全解除曲率泡,避免目的地变成等离子体,至今没有解决办法。未必是为了真的实现星际旅行,人类才探索这些技术,过程中解锁的物理知识已经在改变生活,纳米技术的发展,就得益于卡西米尔效应的研究。

除了曲速引擎,虫洞也是超光速旅行的另一种可能。地球和仙女座之间256万光年的距离,可以被这种称为爱因斯坦—罗森桥的时空隧道折叠起来,变成几公里的短途。虫洞的两端若相对静止,就算穿过时步行,几分钟也足够。但维持虫洞稳定同样需要负能量提供的反张力,所需总量和虫洞的洞口半径成正比。
一个直径百米、能让飞船通过的虫洞,需要的负能量相当于-10²⁹kg的质能,几乎要把整个银河系的可见质量都换成负能量才够。而且虫洞内部极不稳定,经典物质和量子真空的相互作用会让它瞬间坍缩。就算用奇异物质撑住,进入端和出口端之间会出现极端蓝移,任何经过的辐射都会被放大成致命的伽马暴。大家常吐槽手机续航拉胯,充电两小时,使用五分钟,和维持虫洞所需的能量相比,这点消耗根本不值一提。

超光速旅行要应对能量问题,同时还会直接挑战因果律。在不同的运动视角下,同时这个概念是相对的。如果飞船相对于地球超光速飞行,就会存在某个视角,看到飞船抵达仙女座的时间,比出发的时间还要早。也就是说,你还没来得及登上飞船,仙女座那边就已经出现了你的身影。
这种闭合的时间曲线会引发祖父悖论,让整个时空秩序陷入混乱。量子场论的计算结果显示,只要曲速泡壁或者虫洞喉部出现一点点这种时间曲线,真空涨落就会被无限放大,最终摧毁整个系统。宇宙似乎在用这种极端的方式,阻止任何可能破坏因果律的行为。

我们现在看到的仙女座,其实是它256万年前的样子。那时地球上的古猿还没有直立行走,人类文明尚未萌芽。就算未来能以接近光速的速度抵达,我们踏入的也只是仙女座的过去。它早已在40亿年后开始和银河系合并,期间有无数恒星诞生、超新星爆发,可能还有文明兴起又衰落。
超光速旅行要是真的实现,我们或许能实时见证那场宇宙盛宴,却要付出撕破因果律的代价。宇宙设置光速限制,或许不是为了阻碍人类探索,而是一种保护。它让信息、历史和因果按照顺序层层递进,不会瞬间坍缩成毫无秩序的混沌。