這是一個網(wǎng)絡(luò)上常常看到的問題,其實(shí)這個問題沒有答案,只能憑空推論。當(dāng)然這些推論可以根據(jù)科學(xué)發(fā)展展望,也可以毫無根據(jù)的胡說八道。時空通訊今天就和朋友們從科學(xué)發(fā)展趨勢,來說說這個問題。
現(xiàn)在科學(xué)觀測認(rèn)為,銀河系遠(yuǎn)遠(yuǎn)不止原來以為的10萬光年這么大,而是有20萬光年直徑的一個巨大扁平的漩渦星系,盤面看起來像一個風(fēng)車,或者說像一個臺風(fēng)旋渦云圖;側(cè)面看起來像一個田徑場上的鐵餅,中間厚邊緣薄。
銀河系中心厚度約為1.2萬光年,邊緣厚度只有幾百光年,平均厚度約為1000光年。這個巨大的風(fēng)車有四條懸臂,兩長兩短,我們的家園太陽系就坐落在其中一條較短的獵戶臂上,距離銀心(銀河系中心)約為26000光年。
好了,我們現(xiàn)在已經(jīng)大致知道了銀河系的大小,就可以來看看能否飛出銀河系了,或者說怎么飛能更快地飛出去了。
憑著人類現(xiàn)在的航天技術(shù),連太陽系也無法飛出,就更別說銀河系了。離開地球最遠(yuǎn)的人造探測器,飛了快46年,飛出了238億公里,目前還在以17公里的秒速向太陽系外飛去,按照太陽引力半徑約1光年計(jì)算,要飛出太陽系還得需要17000多年。
銀河系的逃逸速度約為120公里每秒,也就是說要120公里每秒才能抵御銀河系核心引力,飛出銀河系范圍。因此像旅行者1號這樣的探測器是無法飛出銀河系的,即便能飛出去,也需要數(shù)億年。
現(xiàn)在人類探測器飛得最快的是NASA2017年發(fā)射的帕克太陽探測器,目前利用行星和太陽引力提速已經(jīng)達(dá)到了每秒100公里以上,且還在加速,預(yù)計(jì)到2024年12月份進(jìn)入太陽日冕層,距離太陽表面只有600萬公里時,速度將達(dá)到200公里每秒。
這種速度是可以飛出銀河系的,如果人類乘坐這種速度的飛船飛出銀河系,需要多少年呢?這得看怎么走,怎樣就算出了銀河系。如果以出了銀河系邊沿就算飛出去了,那么有幾種不同的方向和飛法。
如果順著盤面飛,我們的坐標(biāo)在距離銀心2.6萬光年處,朝著與銀心相反的方向飛,按銀河系半徑10萬光年計(jì)算,距離銀河系邊緣就還有約7.4萬光年,以每秒200公里速度飛,需要1億多年才能夠飛出這個邊緣。
當(dāng)然如果垂直盤面飛,按照1000光年厚度,如果太陽系在盤面中間,上下就只有500光年。這樣飛出去只需要75萬年。但這種飛法無論如何也不能算是飛出了銀河系,銀心對那個邊緣的引力還很大,飛行器依然要努力逃逸才能逃脫。
這些速度還只是無人探測器的速度,載人飛船的速度記錄至今還停留在上世紀(jì)阿波羅登月水平,即最高約每秒10.5公里,而且由于生命支持保障系統(tǒng)限制,載人飛船還無法在太空環(huán)境長期航行。
現(xiàn)在飛往火星的探測器速度一般達(dá)到第二宇宙速度,每秒11.2公里,實(shí)際上在飛行途中利用行星引力彈弓效應(yīng)加速,可以達(dá)到每秒22公里以上。但載人飛船能飛多快,目前還沒有定論。鋼鐵俠馬斯克的星艦只說了在近地軌道可達(dá)每秒7.5公里,但沒說去火星是一個什么速度。
不過網(wǎng)傳馬斯克又出狂言,要與NASA聯(lián)合研制光速引擎,未來的飛船1.3秒到月球,13分鐘到火星!不過這種還處于牛皮階段的傳言就沒必要討論了,只能寄予美好希望,希望這個科技狂人說的話像他過去吹過的所有牛皮一樣,能夠?qū)崿F(xiàn)。
引起社會廣泛關(guān)注的是NASA正兒八經(jīng)地發(fā)布了開發(fā)“核火箭”的消息,就是采用核動力推動火箭,既可以節(jié)約航天成本,又能大大縮短到火星的時間。這里沒有公布核火箭的速度有多快,只是說會將到達(dá)火星的時間縮短到45天。
按照老技術(shù)宇航員到火星往返需要500天,采用核火箭技術(shù)后只需要90天,這樣縮短了5.55倍。如果將這個換算成速度的話,過去飛船平均速度可達(dá)每秒22公里,核動力火箭則能夠讓這個速度達(dá)到122公里,已經(jīng)超過銀河系逃逸速度了。
如果這艘飛船能夠搭載足夠的生命支持和保障物資,適應(yīng)深空遠(yuǎn)航的話,飛出銀河系橫飛豎飛都需要數(shù)百萬年到上億年,這樣的飛法是不可能實(shí)現(xiàn)的,而且任何飛船也無法搭載這么多的生命保障維持物資。
因此,從目前和近幾十年可預(yù)期的航天技術(shù)來看,不但人類無法飛出銀河系,就連飛出太陽系也望塵莫及。
不過有一項(xiàng)計(jì)劃值得一提,就是NASA在美國政府支持下,正在進(jìn)行的百年星艦工程。這項(xiàng)工程就是在100年內(nèi)設(shè)計(jì)建造出能夠星際遠(yuǎn)航的星艦,這艘星艦重達(dá)5萬噸,采用核聚變作為動力,太空航行速度可達(dá)12%的光速,這樣以每秒36000的速度飛行。
如果這個計(jì)劃能夠?qū)崿F(xiàn)的話,乘坐這種星艦飛出太陽系去看一看是沒問題的,但要飛出銀河系,橫飛豎飛也需要數(shù)萬年乃至數(shù)十萬年,還是不切實(shí)際。人類乘這種星艦旅行只能做好有去無回的打算,而且要在上面?zhèn)髯诮哟乙獙?shí)現(xiàn)生命保障維持系統(tǒng)、生態(tài)系統(tǒng)的循環(huán)利用。
那么人類真的就絕望了?永遠(yuǎn)也無法飛出銀河系了嗎?
非也,根據(jù)愛因斯坦相對論,有兩個理論可以突破光速限制,實(shí)現(xiàn)空間快速跨越。我這里把這叫跨越而不是航行或飛越,是因?yàn)檫@兩種方式真的不是漸進(jìn)的飛行,而是短時間跨越時空的鴻溝。
這兩種理論就叫時空折疊和蟲洞穿越。所謂時空折疊,就是將空間像折紙一樣的折疊起來,就像一把折扇,巨大的空間就變成一道坎,一只螞蟻只要爬過這道坎,就跨越了打開扇面時的那個巨大空間;而蟲洞穿越就像火車過穿山隧道,本來打彎子很遠(yuǎn)的路程,在山腰打個洞穿過去很快就到了。
這兩種方式都不是真正速度很快走了很多路,而是利用了“法術(shù)”取了巧。從理論上來說,這兩種方式的跨越與常規(guī)速度比,從到達(dá)目的時間來看比光速會快很多倍,無上限。也就是數(shù)萬光年甚至數(shù)億光年的距離,可以很短時間到達(dá)。
實(shí)現(xiàn)時空折疊跨越的技術(shù)叫做曲速引擎,也叫跳躍引擎或超光速引擎,在強(qiáng)大能量或負(fù)能量驅(qū)動下,制造出彎曲的時空,并在飛船周圍制造出正常時空的“氣泡”,讓飛船能夠以快于光速幾個數(shù)量級速度跨越不同時空,又能安全回避時間膨脹等相對論問題。
蟲洞又叫愛因斯坦~羅森橋或時空隧道,這個理論認(rèn)為在巨大引力場作用下,宇宙中存在著這種時空隧道,未來也有可能人為制造這種時空隧道,并能夠維持蟲洞兩端開口的穩(wěn)定,就能安全的穿越到遙遠(yuǎn)的另一個時空。
這兩項(xiàng)技術(shù)雖然比光速快很多倍到達(dá)目的地,但并不違反光速極限理論。如果實(shí)現(xiàn)了這兩項(xiàng)技術(shù),人類穿越銀河系,甚至到更遠(yuǎn)的其他星系去旅行考察就不在話下了。
但這兩個理論或技術(shù)目前都還處于理論研究和猜想階段,或者說科幻階段,雖然有不少科學(xué)家揚(yáng)言已經(jīng)進(jìn)入了技術(shù)可行性研究和試驗(yàn),但何時能夠成功還沒有一個預(yù)期。
那么,這些目前處于科幻的技術(shù)真的能夠?qū)崿F(xiàn)嗎?
我覺得有可能。因?yàn)槿祟惸壳暗恼J(rèn)知還處于很低級階段,隨著科學(xué)發(fā)現(xiàn)和研究的不斷深化,人們對宇宙自然的認(rèn)知肯定會有新的突破,那時候,人類文明將上升到新的層次。那時,不但科學(xué)技術(shù)能制造匪夷所思的機(jī)器,就是人類個體本身也將發(fā)生顛覆性改變,如不再以脆弱的肉體方式生存,壽命超長等。
因此我相信,人類只要自己不作死,不要相互屠戮而是合作共贏,并與環(huán)境和諧共存,能夠長久的綿延下去,就會有走出銀河系的那一天。這一天或許是百年千年之后,也或許需要一萬年。對此,各位怎么看?歡迎討論。
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