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作者：小小
人类用了2000多年时间才离开地球进入太空，那么人类要飞出太阳系，到达其他星系需要多长时间？美国宇航局（NASA）任务经理鲍勃·辛格（Bob Singer）对这个问题给出了解释：
外太空非常广阔，我们目前已经在太阳系外发现2000多颗恒星，但美国宇航局还没有向它们发射任何探测器的计划。距离太阳系最近的恒星系统是半人马座阿尔法星（Alpha Centauri），距离太阳约4.3光年，距离地球约40万亿公里，相当于地球与太阳之间距离的30万倍。那么我们如何才能到达半人马座阿尔法星？需要用多长时间才能到达那里？
（图：距离太阳4.3光年的半人马座阿尔法星，它可能是双星或三星系统）
首先，我们绝不会使用常规火箭。以航天飞机为例，它只会进入距离地面数百公里的太空。如果地球像沙粒大小，数百公里可能与头发丝的直径相当。而地球与半人马座阿尔法星之间的距离则超过10公里远。我们可能需要10000个航天飞机的主引擎才能达到相对高速，比如光速的1/100。在当前技术支持下，人类最快的飞行速度大约为时速28300公里。按照这个速度计算，人类乘坐航天飞机需要花费16.5万年才能到达半人马座阿尔法（Alpha Centauri）星系。
1977年，美国宇航局发射了旅行者一号和旅行者二号两个无人太空探测器，它们目前正向太阳系外飞去。旅行者探测器的目标不是半人马座阿尔法星系。如果它们向这个目标前进，也需要数万年时间才能到达那里。最终，旅行者号将会通过其他恒星。在大约4万年内，旅行者一号将到达1.6光年外的猎豹座AC+79 3888星系。在29.6万年时，旅行者二号将通过4.3光年外的天狼星。而4.3光年，也恰好是地球与半人马座阿尔法星之间的距离。
（图：利用常规火箭系统，人类可能需要数十万年才能到达半人马座阿尔法星）
美国宇航局的新地平线号太空船已经到达冥王星及其卫星，它的时速可达58536公里。这艘太空船发射于2006年1月中旬，2015年7月中旬到达冥王星，在太空中持续飞行了9年半时间。如果这艘飞船前往半人马座阿尔法星系，它大约要7.8万年时间到达。
常规火箭可能需要数万乃至数十万年才能到达半人马座阿尔法星，那么我们是否可尝试比光速更快的旅行呢？听起来似乎不太可能，但早在几年前，美国宇航局下属约翰逊太空中心的先进推进团队领导者哈罗德·怀特（Harold “Sonny” White）就宣称，可能已经出现超越光速的旅行概念，即阿尔库维耶雷曲速引擎。
（图：墨西哥物理学家阿尔库维耶雷提出曲速引擎的概念，认为可通过扭曲时空实现超光速旅行）
这个概念是墨西哥物理学家米格尔·阿尔库维耶雷（Miguel Alcubierre）于1994年首次提出的。他认为通过扭曲时空或许可实现超越光速的旅行。我猜，阿尔库维耶雷可能读过《星际迷航》中的技术手册。在曲速引擎（Warp drive）设想中，通过扭曲空间结构可以推动飞船快速前进。简而言之，驱动“扭曲”空间，无论飞船前后，都可以促使飞船比光速更快的速度飞行。具体来说，时空在飞船前面收缩，然后在飞船后面爆发。飞船本身处于两个时空扭曲点中间的扭曲泡沫中。这种扭曲空间加速了“扭曲速度”，飞船实际上在扭曲时空创造的波上飞速前进。
怀特进一步完善了这个概念。2014年6月份，他公布了超光速飞船的概念图片。艺术家马克·拉德梅克（Mark Rademaker）根据阿尔库维耶雷和怀特的创意渲染出效果图。拉德梅克说，他用了1600多个小时创作这些图片，它们显得非常酷。但通过阿尔库维耶雷曲速引擎真能实现超光速旅行吗？与常规推进系统相比，这种新引擎需要解决能量问题。
要想形成扭曲泡沫，时空中就需要存在负能量。科学模型预测，外来物质可能存在负能量，但科学家们却从未观察到过。所有形式的物质和光都有正能量，并可创建有吸引力的引力场。因此，通过阿尔库维耶雷曲速引擎实现超光速旅行有很高的不确定性。从当前技术水平来看，这是不太可能实现的。然而如果其能成为现实，的确可将前往半人马座阿尔法星的旅行时间从数万年缩减至数天。
2016年4月份，俄罗斯亿万富翁尤里·米尔纳（Yuri Milner）推出“Breakthrough Initiatives”(突破计划)，宣布投资1亿美元进行概念证明研究，寻找前往其他星系的新方法。实际上，这个项目并不新鲜，其主要依赖于我们目前正在测试的技术，同时着眼于未来几年可能出现的新技术。但他们的确在以非常有远见和全新的方式，将这些技术结合起来应用。
“Breakthrough Initiatives”吸引了许多重量级人物，包括物理学家史蒂芬·霍金（Stephen Hawking）、Facebook创始人马克·扎克伯格（Mark Zuckerberg）。这个项目计划使用1亿美元以了解是否可利用100千兆瓦的光束和光帆，推动1000个超轻的纳米飞船以1/5光速飞行。如果证明可行，这种方法可在20年内到达半人马座阿尔法星。
这个项目有很多吸引人的东西。尽管纳米飞船的创意非常新鲜，但光帆正在其他研究团队测试。在政府资助下，行星协会推出LightSail项目。2015年的首次轨道测试中，他们测试了飞船太阳帆开发机制，但其依然飞得不够高，无法推动太阳帆克服地球大气阻力。2016年第二次测试正在策划中。
（图：艺术家渲染的未来太空旅行效果图）
半人马座阿尔法星是距离我们最近的行星，但到达那里非常困难。除非人类能够找到绕过物理法则的方法，否则无论我们如何前往那里，都将远远超过人类寿命的极限。你可能需要找到某种让人永生不死的方法，同时帮助人类摆脱漫长旅途中的无聊。除此之外，还要找到能够养活人类，并能满足他们数千年需求的方法。
本文来源：网易科技报道
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王真_NT5228
