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飛往比鄰星要7200年,探索銀河系要1.7億年,星際旅行無法實作?

2024-03-04科學

在電影【星際穿越】中,人類為了尋找新家園駕駛飛船穿越了土星附近的蟲洞, 實作了短時間內跨越光年的星際旅行。

然而蟲洞雖然是最理想的星際旅行方案,但它目前還僅限於理論上,現階段的人類文明最快的宇航速度仍然得靠化學動力加重力彈弓,帕克號太陽探測器曾借助這兩點創下了每秒飛行600多公裏的記錄, 這個速度足以讓它在5分鐘內到達地球上任何一個地方。

然而一旦離開地球進入太空,我們就會發現星際旅行對現階段的人類文明來說就是癡人說夢,因為按照帕克號的速度前往4.22光年外的比鄰星,至少需要7200年時間,這意味著飛船內必須有幾萬人甚至更多, 用在飛船內繁衍生息的方式克服漫長的時間 ,經歷數百代人的接力後,人類才能真正到達比鄰星附近。

這還僅僅是恒星系之間的航行,距離也只有短短的4.22光年,僅僅這樣就讓人類文明用盡了全力,而在比鄰星之外還有直徑10萬光年的銀河系, 以及254萬光年外的仙女座星系 ,到達它們附近才算是真正的星際旅行,然而在數百萬光年的距離面前,化學動力和重力彈弓肯定是無能為力的,我們必須尋找新的推進技術。

我們的太陽系距銀河系中心約 27,000 光年,以約 828,000 公裏/小時或 230 公裏/秒的驚人速度繞其執行,盡管速度已經這麽快了,但太陽仍需2.2億年才能繞銀河系中心公轉一圈,完成一個銀河年,而上次銀河年的時候地球上還是恐龍的天下,下一次銀河年到來的時候不知道地球上還有沒有人類。

在帕克號探測器極速仍需8000年才能飛行5光年的情況下,假定銀河系直徑10萬光年,除以平均恒星間距離後, 我們能得到大約2萬個潛在的可探索的恒星系 ,它們之間都隔著5光年,在這種情況下帕克號或者說未來能達到帕克號速度的飛船,需要1.7億年左右才能完成對整個銀河系的有效探索。

目前NASA的噴射推進實驗室已經在研制速度高達每秒500公裏的新引擎了,不過它的目標是太陽系範圍內的探索和開發,而不是真正的星際旅行,否則速度必須達到光速的百分之十甚至百分之五十才有意義, 也就是每秒3萬公裏到每秒15萬公裏。

但除了自己駕駛飛船探索宇宙外,還有一種被稱為馮·紐曼探測器的東西也能實作星際探索,這是一種不需要人類太空人,同時具備自我復制能力的航天器,根據計劃它們將被發射到遙遠的恒星系內用材料不斷復制自己, 在指數增長擴張的威力下 ,只需要9000萬年左右,這些自動復制的機器人探測器就能遍布整個銀河系。

唯一的問題是如果這個方案真的可行,那麽銀河系內的其他智慧文明也能想到,而如果那些智慧文明比人類更早誕生的話 ,銀河系目前就不該這麽寂靜才對 ,這種理想和現實的反差就是費米悖論的基本情況,目前還是無解的狀態。

總體來看

雖然現在我們能離開地球進入太空,甚至是到達月球和火星,但星際旅行仍然是遙不可及的一個夢,也許人類文明永遠也無法進行星際旅行也說不定。