星旅行(星际旅行真的可能吗)
大家都一样喜欢一部好的科幻**。
环游银河系,寻找奇怪的东西,炸毁外星人,流浪地球--这些都很好。
但是,仅仅因为一个作家可以想出一些东西,这并不能使其成为可能。
很遗憾地说,我们将在很长一段时间内与太阳系捆绑在一起。
也许是,可能永远都不会。
让我们换个角度看问题。
距离地球最近的恒星,是比邻星,距离我们不到4光年。
听起来不是很多,不是吗?
想象一下制作我们太阳系的比例模型。
比方说,在这个比例模型中,你把地球放在离太阳一米远的地方。
在这个比例模型中,比邻星位于大约320公里之外。
我们最快的航天器之一“新地平线号”花了近十年的时间,以每小时36000英里的速度飞行,才到达冥王星。
如果它指向比邻星(事实并非如此),以这样的速度巡航,它将在大约25000年后造访我们最近的邻居。
那是一次长途旅行。
新地平线号任务正在帮助我们了解太阳系边缘的世界,方法是对矮行星冥王星进行首次侦察,并更深入遥远而神秘的柯伊伯带-太阳系形成的遗迹。
如果你想在任何合理的时间内访问另一个恒星系统,你需要行动迅速。
要跑得快,你需要很大的能量。
这就是星际旅行如此艰难的原因。
其中一项关于星际航天器的提议被称为星际计划,该计划的目标是在光帆(一种几乎完全反射的巨型薄膜)上发射超强激光,利用来自光的能量将航天器的速度推到光速的十分之一。
这将使它能够在不到半个世纪的时间内到达比邻星。
要做到这一点,激光必须一次使用美国每一个核反应堆的所有能量。
而且它必须工作10分钟,这大约是我们曾经操作过的最强激光的一千万亿倍。
对了,太空船的重量不能超过一个回形针。
真的,真的很难,很贵的…。
当然,还有更多奇思妙想的想法,比如建造虫洞或曲速驱动器。
虽然这些概念确实植根于合法的物理学(最著名的是广义相对论,也就是我们对引力的现代理解),但它们几乎不可能的现实也植根于物理学。
如果你想建造一个虫洞或曲速驱动器,你首先需要给自己找到一个 健康 的负质量。
如果这听起来很奇怪,那是因为:我们没有证据表明我们的宇宙中确实存在负质量的东西,而且我们有很好的理由怀疑它不可能存在。
距离地球4光年的比邻星,人类现有技术,要飞多久才能到?
最初的答案是:你对星际旅行有什么看法?
目前我们的技术还无法掌握。
现在,有些人可能会指出,我之前对这个问题的回答是不同的:杰弗里·瑙乔克的回答是:如果成本不是问题,那么用目前的技术向比邻星发射探测器最可行的方式是什么?
然而,其中包含了一个关键短语,“如果成本不是问题的话”。
该计划将在20-50年内向比邻星发射一些邮票大小的探测器,如果使用目前的技术,将耗资数万亿美元。
所以,这在短期内不太可能发生,而且也不在我们日常技术的范围之内——它包括了成本中的大量研发支出。一旦你开始谈论将全球GDP的很大一部分投入到一个虚荣心项目上,你就真的不是在谈论任何实际的事情。
太空中的距离很大,真的很大。到目前为止,我们最雄心勃勃的旅行者,旅行者1号,在41年的旅行后,还不到到最近恒星的1/ 1500的路程。而且速度很快。每秒钟覆盖17。4公里。这样一来,我每天上下班一小时56英里(90公里)的路程就需要5秒钟多一点了。
它在运动,但需要8万年才能到离我们最近的恒星。事实上,当它到达那里的时候,恒星已经不在那里了。半人马座三分制是相对于太阳运动的,在几千年后,它会离太阳非常近,然后开始移动。8万年后,它就不再是离我们最近的恒星了。
所以,这种用我们目前的推进源进行的旅行近乎毫无意义的疯狂。即使我们想出了可以让宇航员存活几个世纪的“神奇冷冻睡眠”,并想出了在短短1000年内完成这一旅程的方法,当宇航员到达的时候,地球已经是一个完全不同的星球了。
想想一个世纪带来的变化。
在我祖父母生活的那个时代,马是主要的交通工具。
现在我们谈论的是星际旅行,如果我们把人类所有的财富都花在星际旅行上,我们可能一辈子就能完成它。
一百年前的今天(2018年10月30日),奥斯曼帝国在英国战舰“阿伽门农号”的木质甲板上签署了结束第一次世界大战的停战协定。那场战争是用摇摇晃晃的木头和布制飞机进行的,而且大部分是在马背上进行的。
(带有木制甲板的HMS阿伽门农号。)
从那时起,我们制造了航空旅行、塑料、计算机、电视、互联网、火箭、卫星和深空探测器。我们随身携带的设备在25年前可能会被称为完全的科幻小说。现在我们有了可以着陆并再次使用的火箭。在接下来的5年里,我们将看到卫星互联网,它将让你从地球表面的任何地方24/7连接到世界范围的信息和计算机网格。我们将看到100%可重复使用的火箭,能够将太空成本降低到每公斤1000美元或更低(如果你相信伊隆的话,会更低)。
以人类现有的技术,人类永远飞不到比邻星。
1,按美国的旅行者一号的速度,飞行到比邻星的时间需要7万年。 可惜该飞船在太阳系中只飞行了43年,就已经燃料耗尽,即将失联。而飞船离太阳系边缘,还有1.8万年时间的时间。可以说,万里长征,人类只迈出第一步。
2,太阳系有外壁,人类恐怕难以飞越。 太阳系边缘有奥尔特云和柯伊伯带组成的外壁,人类飞行器穿过可能还有意想不到的羁绊和阻力。我很怀疑和悲观。
3,旅行者一号是人类文明第二次爆发的技术高峰和集大成者。 第一次是公元前四百年左右,中国有孔子孟子墨子,古希腊有苏格拉底柏拉图亚里士多德,印度有释迦牟尼。在公元前二百年左右怪异停顿。第二次是2000以后,牛顿爱因斯坦疑是天外来客,旅行者一号是技术顶峰。但目前流感病毒,新冠病毒在欧美肆虐,欧 美文 明必将停顿甚至倒退。谁知道病毒即将对欧美人的基因进行怎么样的篡改和涂写。
我们还能够再等2000年吗?我很怀疑和悲观。
4,人类最大的敌人还是人类自身的贪婪。 也就是征服的愿望。美国很快人手一个原子弹了,人类毁灭就在一念之间,一瞬之间,不要说人类能在 科技 上有多大的成就,人类的生存都是一个大问题。我很怀疑和悲观。
比邻星是距离太阳最近的一颗恒星。可是以人类现有的技术飞到太阳的邻居——比邻星那里去做客,是不可能的。为什么这么说呢?
比邻星
比邻星到太阳的距离是4.22光年。4.22光年有多远呢?1光年就是光在宇宙中传播一年的距离。光在真空中的传播速度是30万千米/秒。那么1光年的距离大约是9460730472580.8千米,约等于94607亿千米。4.22光年约等于40万亿千米。相比之下,地球的赤道一周只有4万千米,两者之间差了10亿倍!
目前人类发射的太空探测器,离开地球最远的就是旅行者1号了。旅行者1号目前的速度已经达到了每秒钟17.043千米,时速61354千米。这个速度已经超过了第三宇宙速度,可以让旅行者1号摆脱太阳的引力束缚,冲出太阳系。到目前为止,旅行者1号已经在太空中飞行了41年的时间,飞行了211亿公里的距离。但是它还没有飞出太阳系。
旅行者1号
如果以目前旅行者1号现在的速度飞向比邻星的话,需要多少时间呢? 答案是7万3千6百年! 以比邻星为目标的话,旅行者1号的旅行才刚刚开始呢。毕竟,旅行者1号是40多年前的太空探测器,飞行速度不是最快的。目前,已经发射升空的朱诺号木星探测器是人类造出的最快的太空探测器。它的速度已经达到了每小时264000千米。以朱诺号的速度飞向比邻星的话,还是需要17100年的时间。
朱诺号木星探测器
以目前的技术来看,动辄几万年的飞行时间让让人类飞往比邻星的可能性几乎降为零。人类未来要实现真正实现星际旅行有两个问题是必须要解决的。第一点是提速,把速度提升到接近光速;第二点是,解决人类的生命代谢问题,不要把人类短暂的生命都耗费在漫长的星际飞行中。
这个问题大家的看法是怎样的呢?
在太阳之外,距离我们最近的恒星就是比邻星了,距离大约是4.22光年,在这颗恒星附近,已经观察到有一颗行星,被称为比邻星b,这颗行星和地球的大小差不多,有一定的适合人类居住的可能性,将来人类若要走出太阳系,比邻星b或者会成为我们到达的首站。
那么要前往这颗行星,需要多长时间呢?如果以人类现有技术的话,这几乎是不可想象的,4.22光年看了这个数字不大,但是因为是光年,对现在的人类来说就成了一个根本不可能跨越的距离。
目前人类最快的飞行器是美国人1976年发射的太阳神2号,这个航天器最快的速度达到了每小时25万公里左右,这个速度已经是相当惊人了,那么如果我们人类以这个速度前往比邻星系需要经历多长时间呢?
比邻星距离我们4.22光年,一光年为9.46万亿公里,那么比邻星系距离我们就是40万亿公里,算下来大约需要18260年,而我们人类的寿命如今不过百年,整个人类文明史不足8000年,在宇宙中航行这么长时间是难以想象的。
所以人类要想到达太阳系外最近的恒星系,以现有的技术肯定是做不到的,我们还必须要借助更快的宇航技术,比较现实的是将来的等离子发动机技术,理论上可以达到光速的一半,将来我们人类制造的飞船如果能以光速的20%前往比邻星的话,那么严肃行使只需要,20多年的时间就可以到达比邻星附近,如果考虑到加速和减速的时间,可能要耗时30年以上,但这样的时间跨度还是人类可以接受的,所以要想前往比邻星系看看的话,还是期待着人类的宇航技术更快的进步吧。
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