人类会被永远困在银河系中吗？爱因斯坦早已指明方向！

深邃的星空充满了神秘感，我们渴望飞到太空中，去探索浩瀚的宇宙。然而，人类有限的宇航科技水平以及广袤的空间阻碍了我们飞到更加遥远的宇宙。人类最远只涉足过离地球最近的天体——月球，距离仅38万公里，这在宇宙尺度下近在咫尺。

虽然人类自身飞不远，但人类发射了5个能够飞出太阳系的无人探测器——先驱者10、11号，旅行者1、2号，新地平线号，它们可以代替人类去往宇宙深处。尽管这五艘星际飞船可以离开太阳系，但半径可达1光年的太阳系仍然非常大，星际飞船至少需要1.8万年才能真正飞入星际空间中。然而，人类发射的五艘星际飞船都无法飞出银河系。银河系很大，直径最少也有10万光年，其中包含了数千亿颗恒星，巨大的引力把银河系中的天体束缚在一起。所有天体的共同质量中心处在银心，它们都会环绕银心运动。

如果要摆脱银河系的巨大引力束缚，需要让星际飞船的速度加速到第四宇宙速度——每秒550公里。在这几艘星际飞船中，旅行者1号的速度最快，但每秒也只有17公里，这个速度远不足以让它飞出银河系。即便速度可以达到第四宇宙速度，想要飞出银河系也要超过1000万年的时间。而如果要飞到银河系附近的其他大型星系，例如，250万光年外的仙女座星系，所需的时间更是要数亿年。

那么，这是否意味着人类会永远被困在银河系中，无法进行星系际旅行呢？

事实上，爱因斯坦的相对论已经给我们指明了方向，星系际穿越并非天方夜谭。根据狭义相对论，时间和空间在宇宙的所有地方并非绝对一致，而是与参照系有关。如果宇宙飞船能够以亚光速飞行，那么，飞船上的时间相对于地球将会大幅度放慢，空间也会大幅度压缩，这就是尺缩钟慢的现象。

举个例子，如果飞船的速度能够加速到光速的86.6%，距离将会缩短一半。对于宇宙飞船上的人来说，从银河系飞到仙女座星系的距离为125万光年，所需的时间为144万年。如果速度进一步增加到足够接近光速的水平，例如，光速的99.99999999999999994%，宇宙飞船可以只用一天的时间飞到仙女座星系，距离可以缩短为1光天。另一方面，广义相对论表明，我们或许可以打开连接银河系与仙女座星系的时空捷径——虫洞。这种时空通道很快就能把我们带到宇宙的另一端，不会受到距离和时间的限制。

那么，人类什么时候才能飞出银河系吗？

谈及这个问题，不得不提到卡尔达肖夫指数。尽管人类还没有在宇宙中找到外星文明，但宇宙这么大，外星人存在的可能性应该不小。天文学家卡尔达肖夫认为，宇宙中的文明可以分为三个等级，分别是：I型文明，又称行星文明。这种文明有能力探测自己的母行星，并能飞向太空，在其母行星周围探索。

II型文明，又称恒星文明。制约文明发展的一个很重要因素是能量，要从I型文明发展到II文明，需要大规模使用恒星能量。这种文明有能力探测自己的恒星系统，并能把活动范围扩展到附近的恒星系统。

III型文明，又称星系文明。这种文明的活动范围可以扩展到整个星系，并且还有能力进行星系际探测。