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一亿年后,人类能星际旅行吗?科学家的答案让人害怕

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  20世纪60年代,先进的航天技术将三名宇航员送达月球,人类在实现夙愿的同时,也对宇宙有了更加深刻的认识和了解。


  据NASA的科学家预测,人类有极高的概率在2050年之前踏足火星,届时那颗红色星球将成为人类扬帆星辰大海的第一站,人类的基本介绍也将从单纯的行星生物变成跨行星生物。

  截至今日,共有五个探测器肩负“地球名片”的职责奔赴宇宙深处,其中最远的旅行者一号已经距离地球227.3亿公里。


  如果我们单纯的看上面两段文字和其中出现的时间与里程数,可能会觉得人类科技已经非常了不起了,征服星辰大海似乎指日可待。但这真的是现实吗?征服宇宙真的这样简单吗?答案其实很残酷。

  首先摆在人类面前的是绝望的距离。我们以地球到火星最近的距离为例,这段距离光只需要3分钟左右就能够跨越,但别忘了光速是宇宙中最快的速度,如果以我们熟悉的交通工具来看,这“点”距离就显得极为漫长。


  比如骑自行车大约需要418年,高铁大约需要25年,而乘飞机时间稍短,大约需要6年零9个月左右。

  邻近行星尚且如此,想要走出太阳系又会困难到什么程度呢?目前,旅行者一号的速度约为1.8万分之一光速,它用了大约43年才了1/450光年。根据计算,如果它仍然保持这个速度飞行,那么至少需要3万年的时间才能真正离开太阳系的引力范围。


  而离开太阳并不意味着万事无忧,因为距离太阳系最近的恒星系还有4.243光年的距离,这又是一个让人绝望的数字。旅行者一号想要达到比邻星至少需要8~10万年的时间。

  事实上,距离只是其中一个影响因素,还有一个决定因素同样让人无法忽视——能源消耗。


  大家应该都知道,动能方程是计算物体动能的主要公式,即Ek=mv/2。如果要在人类有限的生命里从太阳系到达比邻星系,飞船的速度至少要在现在的基础上增加上百倍。

  但根据动能方程,提升上百倍速度的代价是消耗上百万倍的能量,就当前科技水平来看,这就是一个不可能的事情。


  其实就算用某种不可思议的方式克服了消耗和能源问题,也不是说星际旅行就已经完全实现了,因为还有许多近乎无解的问题,比如充斥整个星际空间的尘埃和微粒子。

  低速状态下这些尘埃和粒子是无害的,甚至根本感觉不到它们的存在。可一旦飞船在其中超高速运动,这些灰尘和粒子立即就会从温顺的绵羊变成狰狞的恶魔,它们会对船体造成难以想象的巨大伤害。


  除了飞船材料之外,长期的星际航行对其中的人来说其实也是极致的折磨,这就要求飞船必须具备非常完善的维生系统、绝对的密封,还要考虑长时间失重状态下人体的病变,以及长时间处于宇宙辐射下带来的遗传性改变等等。

  虽然从各个方面来看,星际旅行都是一个遥不可及的梦,但这其实并没有让科学家们气馁,因为我们还有无人探测器。


  提起无人探测器可能大部分人只知道旅行者号,但除了它们以外其实还有很多无人探测计划,比如破摄星计划、伊卡洛斯计划等等。

  科学家们希望能够研制出质量和体积都非常小的纳米探测器,然后将这种探测器以亚光速送入宇宙,代替人类探索无尽星空。


  不只是纳米探测器,对于真正的载人探索科学家们也做了诸多研究,比如胚胎冷冻和科幻电影中经常出现的冬眠等等。

  值得一提的是,这些计划都是研究如何让人类孱弱的身躯能够星际旅行,所以从某种角度来看,其实身体也是人类征服宇宙的阻碍,或许未来机械和人的结合才是主流的发展趋势。


  计划仅仅是星际旅行的开始,真正让星际旅行成为现实的其实还是推进动力本身。单从推力来看,现在普遍使用的化学推力虽然推力很足,但它的比冲却很低。

  而通常被用于调整航天器姿态的离子发动机,虽然推力较小,但它的喷气速度却是化学推进的数倍。


  受到许多关注的核动力发动机推力确实非常大,理论上能够达到光速的15%,但要想真正达到这个速度需要极为漫长的加速时间,据说大于50年。而目前人类已知最厉害的推进技术是反物质推进,它的理论速度能够达到90%光速。

  看完了推进技术和星际旅行的准备,相信很多人心中都会出现一个问题:就算人类掌握了超高速运动的技术,但以人类的寿命来看,可能还没抵达目的地就老死了,这样的星际旅行有什么意义呢?


  其实这才是星际旅行真正的难题,虽然在高速运动下有时间膨胀效应,但这并不能实际增加飞船内人类的寿命,一分钟还是一分钟,一旦目的地过于遥远,寿命还是制约航行距离的关键。

  所以在种种客观条件的限制下,有科学家并不看好人类的发展,甚至认为即便是发展一亿年,距离仍然是人类无法克服的致命因素,而这或许也是人类至今没有发现外星文明的真正原因——科技无法战胜距离。

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