宇宙到底有多大？这是一个没有人知道正确答案的问题，我们只知道，仅仅是可观测宇宙就存在着上万亿个星系，银河系只是其中之一，而银河系又拥有数千亿个恒星系，其中的一个名为“太阳系”的恒星系中，有一颗蓝色的行星，那就是我们的地球。
上图为旅行者1号探测器在距离地球大约60亿公里的位置上拍摄到的图像，图中箭头所指的那个黯淡的光点，其实就是地球。可以看到，即使是在太阳系中，地球也是如此渺小，它就像一粒尘埃一样漂浮在茫茫的太空中，而就是这样一粒“尘埃”，却是我们人类在在宇宙中唯一的家园。
宇宙的浩瀚令人类敬畏，与此同时，这也激发了人类进入星辰大海的梦想，然而人类想要实现这个梦想却不是一件容易的事情，一个很直接的障碍就是，宇宙飞船的速度并不能无限快。
现代物理学告诉我们，任何具有静止质量的物体都不能被加速到光速（注：本文中的“光速”都是指光在真空中的传播速度），也就是说，人类未来的宇宙飞船是有速度限制的，最多只能无限地接近光速。
然而想要“无限地接近光速”也不容易，因为宇宙中还存在一种速度限制，并不是光速，而这才是人类真正的障碍。
GZK极限
早在1966年，科学家就发现，除了光速之外，宇宙中还存在一种速度限制，这被称为“GZK截断”（GZK cut off），下面我们来看看具体是怎么回事。
根据“大爆 炸宇宙论”，我们的宇宙诞生于一个温度极高、密度极大的“奇点”所发生的“大爆 炸”，由于光速的限制，宇宙诞生初期的光子至今仍然在宇宙传播，但因为宇宙的膨胀，它们现在已经进入了微波波段，在我们看来，不管是在哪个方向，我们接收到的这种微波辐射都相同的，因此这就被称为“微波背景辐射”（CMB）。
“微波背景辐射”的光子充满了整个宇宙，所有在宇宙空间中运动的物质都将不可避免地与它们相遇，通常情况下，“微波背景辐射”的光子并不会影响到物质的运动状态，但科学家却发现，当物质的运动速度超过了一个临界值时，就会与“微波背景辐射”的光子发生相互作用，而这个临界值所对应的能量，就被称为“GZK极限”（GZK limit）。
例如质子的“GZK极限”为5 x 10^19eV（注：eV即电子伏特），如果一个在宇宙空间中运动的质子，其运动速度所对应的能量超过了这个值，它就会与“微波背景辐射”的光子发生相互作用，并生成Π介子，这样就会造成这个质子损失能量（因为生成的Π介子是有静止质量的），其速度也会因此而降低。
随着这个质子持续地与“微波背景辐射”的光子发生相互作用，它就会大量损失能量，并不断地生成Π介子，直到其运动速度所对应的能量低于5 x 10^19eV为止，这种速度限制就是“GZK截断”。
如低于光速被称为“GZK极限”的宇宙微波背景辐射和宇宙射线，它们在宇宙中飞行时产生的能量会带来光子交互作用，也就是发生碰撞。在这之后，粒子的运转速度会降低到原来的阈值，在慢慢接近光速，再发生碰撞，又降低。
也就是说，不考虑其它因素，在物体速度到达光速的过程中，自会有粒子撞击将物体的速度降下来，使其永远达不到光速。如果人类的飞行器想要用光速在宇宙中运动，结果只会是被粒子撞击，最后解体。
一般认为，在宇宙中无论是微观的粒子还是宏观的物体，都会受到“GZK截断”的限制，这就意味着，如果人类在未来制造出的宇宙飞船，其速度所对应的能量超过了“GZK极限”，就同样也会与“微波背景辐射”的光子发生相互作用，如果持续时间较长的话，宇宙飞船甚至还可能会遭到严重的破坏。
在宇宙空间中，这样的“GZK极限”更像是人类向星际空间出行的真正障碍。而同时，地球的引力也在限制着人类的速度极限，它除了将所有事物都牢牢抓在星球上不被甩出去，也成为了一个出入地球大环境的“门槛”。那么，这些限制到底是障碍还是保护？
是障碍还是其它？
不断扩大的宇宙空间、宇宙中的微粒子和辐射和光速以外的其他限制，到底是为了“关住”人类，限制地球文明的自由和发展，还是在保护人类，不轻易离开“安全区”？
毕竟根据以上观点来讲，人类目前还不能超越光速的限制；且依照人类目前所探索到的星际情况而言，至少在太阳系，还没有发现其他适合人类居住的星球。
可以这样说，地球是人类目前唯一的家园，如果人类真的想要逃离地球的话，就像是对自身启动了自毁程序，因为离开了地球，几乎没有生命可以在其他空间依旧拥有正常的生存能力。
如此看来，宇宙的种种物质和其它状况对于人类来说都还是一个谜团，暂时没有办法可以解开。
人类有朝一日突破了GZK极限，是不是就可以解开宇宙之谜呢？这个问题的答案只有将来才能知道。
小结
因此可以说，在未来的星际航行中，人类真正的障碍或许并不是光速，因为在“GZK截断”的限制下，人类甚至连“无限地接近光速”都无法做到。那么未来的人类应该如何应对这种困境呢？这应该有两种解决方法，一种是利用某种强大的“能量护盾”将宇宙飞船保护起来。
还有一种方法是通过某种操纵时空的科技让宇宙飞船绕开速度的限制，例如想象中的“曲率引擎”就能够将宇宙飞船始终处于一个由扭曲时空形成“曲率泡”里，并让前面的空间收缩、后面的空间扩张，从而使宇宙飞船在“相对于其周围的时空完全静止”的情况下持续前进。
文章来源： 魅力科学君，森罗万象观察
