38萬公里之外的月球是人類目前去過最遠的地方。隨著宇航科技的發(fā)展,人類在宇宙中能飛多遠?我們在未來可以飛出銀河系嗎?為什么有人會說人類永遠無法飛出銀河系呢?
探索宇宙,飛向星辰大海,這一直是人類美好的愿望。但宇宙實在太大了,人類或許會被限制在銀河系中,很難在宇宙中飛得更遠。
目前,人類只能依靠化學燃料作為宇宙飛船的動力來源。但化學燃料的效率非常低,一枚火箭的90%質量都被化學燃料所占用,最終也只能讓小小的宇宙飛船加速到每秒十幾公里的速度。雖然這個速度可以讓宇宙飛船飛出太陽系,但卻要耗費極為漫長的時間。
旅行者1號以17公里/秒的速度飛向星際空間,等它飛出太陽系時,已是1.8萬年之后。這還只是半徑1光年的太陽系,考慮到銀河系盤面的直徑至少為10萬光年,就連銀盤的厚度都有2000光年,秒速十幾公里在浩瀚的宇宙中猶如蝸牛爬行。
事實上,如果沒有持續(xù)的動力,每秒十幾公里的速度根本飛不出銀河系,這是因為第四宇宙速度高達550公里/秒。也就是說,包括旅行者1號在內(nèi)的任何一艘宇宙飛船都無法飛出銀河系。
然而,即便未來通過核能可以讓宇宙飛船的速度加速到第四宇宙速度,飛出銀河系的時間仍然至少需要幾百萬年,這樣的星際旅行對于壽命只有百來年的人類而言根本不現(xiàn)實。當然,有些人可能會想到通過低溫冷凍進行冬眠,但飛船上需要持續(xù)提供幾百萬年的能量,這是不現(xiàn)實的。而且離開銀河系之間,星系際空間非常廣闊,去往其他星系需要更長的時間。
因此,為了實現(xiàn)星系際旅行,需要解決時間的問題。根據(jù)相對論,時間在運動參照系中流逝更慢,通過時間膨脹效應,星系際旅行是有可能實現(xiàn)的。
通過計算可知,如果宇宙飛船的速度能夠達到光速的99.999999999992%,飛到250萬光年外的仙女座星系只需1年的時間。但對于地球上的人來說,宇宙飛船需要大約250萬年的時間才能飛抵仙女座星系。
不過,這只是理想的情況,因為讓宇宙飛船在短時間內(nèi)加速到亞光速的狀態(tài),需要非常大的加速度,這是人體所無法承受的。
我們在地球上長期受到1g的重力,我們已經(jīng)習慣了1g加速度的環(huán)境。因此,如果能讓宇宙飛船一直以1g的加速度飛行,長期的太空旅行是可以承受的,而且這樣也能實現(xiàn)星系際旅行。
通過計算可知,如果宇宙飛船以1g加速度持續(xù)加速125萬光年,然后再以相同大小的加速度持續(xù)減速125萬光年,這樣宇宙飛船只要大約29年的時間就能飛抵仙女座星系。在這種情況下,結合冬眠技術,星系際穿越是可行的。
除此之外,更為高效的方法是通過蟲洞。廣義相對論預言,穿過蟲洞,我們可以去往任意想去的地方。
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