仙女座远在254万光年外，为啥驾驶光速飞船，仅需3个月就能到达？

太阳所处的银河系，在宇宙中同等量级的邻居是254万光年外的仙女座星系，那么人类有可能到达仙女座星系吗？

以目前的技术水平来看是绝无可能的，因为现有的火箭和探测器的飞行速度一直徘徊在光速的万分之一到千分之一水平，迄今为止速度最快的探测器帕克号也不过192.2公里/秒，并且这还是借助行星引力弹弓效应才达到的速度。

人类探测器真正的巡航速度代表，是1977年发射的旅行者一号和二号，它们的固定速度是17公里/秒，勉强超过了太阳系16.7千米/秒的逃逸速度，但想要以这个速度飞出太阳系的话，需要至少3万年才行。

一言蔽之，在目前化学动力火箭为主流，可控核聚变技术又迟迟无法取得突破的情况下，人类是绝无可能跨越254万光年的距离到达仙女座星系的，

但假如我们拥有了一艘无限接近光速的飞船，上面有完整的生态循环系统和足够的燃料，在宇航员的有生之年能够看见仙女座吗？

看到这里你也许会觉得依然不可能，因为254万光年的距离意味着以光速飞行也得254万年才行，就算生态循环和燃料能维持这么长时间，宇航员本身也不可能活254万年，但事实并非如此。

因为根据狭义相对论中的时间膨胀效应，处于近光速飞行状态下的宇航员自身的时间是会变慢的，在地球上的我们看来的254万年的漫漫航程，在飞船内的宇航员的感觉里，其实只过了24年甚至更短。

根据爱因斯坦狭义相对论

当我们在测量一个在运动的棍子长度时，必须要同时测量棍子两端的坐标，坐标的差值才是棍子的长度，但它的长度在不同的惯性系中也不一样，也就是说长度取决于它相对于参考系的速度，在相对运动的方向上，棍子的长度会按照洛伦兹变换公式的比例缩短。

时间也是同样的道理，一个相对于参考系匀速运动的钟，比另一个静止的钟走得要慢一些，变慢的比例同样由洛伦兹变换公式确定，假如棍子运动的速度如果接近了光速，那么它的长度会无限趋近于0，时钟以接近光速运动时，也会变得像静止了一样。

以上这两个例子便是狭义相对论中的尺缩效应与钟慢效应，以这两个效应为依靠，驾驶无限接近光速的飞船前往254万光年外的仙女座星系就变得可行了。

因为根据时间膨胀效应的公式计算，当飞船达到光速的99%时，时间膨胀将达到7倍，如果达到了光速99.99999%，那么时间将膨胀707万倍，也就是说飞船上过去一年，地球上就会过去707万年。

在如此恐怖的时间膨胀效应下，不考虑加速和减速过程中消耗的时间，飞船内的宇航员其实只需要花3个月就能抵达254万光年外的仙女座星系。

而如果考虑到出发时的加速和到达时的减速，飞船的航行时间就要加24年，因为飞船不可能瞬间达到光速，更不可能瞬间从光速脱离，因此飞船以光速的77%驶离地球，并保持着1G的加速度的话，需要12年时间才能加速到光速的99.99999%，以这个速度飞行3个月后再用12年时间减速。

虽然宇航员感觉只过去了24年零3个月，但对于地球上的人来说其实已经过去了254万年，这便是爱因斯坦狭义相对论的奇妙之处。

在理想状态下

假如我们真的达到了光速，此时飞船内的时间就会处于静止状态，飞船内的1秒可能就是地球的100年甚至100万年，此刻时间对于你来说并没有流逝，你的瞬间就度过了地球100年或者100万年，相当于变相穿越到了未来。

在可以预见的未来，远距离的星际探索带来的时间膨胀效应必将困扰人类科学家，因为如果宇航员以接近光速探索宇宙，回到的却是几百万年后的地球的话，这样的探索对人类文明来说又有什么意义呢？