星际旅行无法实现?天文学家:只有逼近光速,才能前往其他恒星
抛开不成考证的神话传说,目前为行只要12小我踏上过外星球的地盘,他们就是上世纪六七十年代的登月宇航员们。
50多年后的今天,登月12人大部门都已经往世,而人类别说火星,就是月球也再没往过,太空的活动范畴也局限在了近地轨道的空间站上,固然各方如今都有摸索月球并成立月球基地的方案,但38万公里外的月球其实算不上什么远方。
包罗科幻做家在内的良多人,心心念念的其实是星际游览而不是太阳系内的飞行,更不是地月之间38万公里的常态化航班,而是实正意义上,逾越光年抵达另一个恒星系,以至是逾越百万光年抵达另一个星系的星际游览。
那么问题来了,在人类已经能娴熟出进太空的今天,是什么阻挠了我们星际游览的程序了呢?
天文学家认为是间隔
抛开比来的月球不谈,被探测器频繁帮衬的火星间隔地球比来的时候也有5500万公里,木星土星天王星海王星就更远了,而间隔太阳比来的比邻星远在4.22光年之外,本星系群内量量更大的仙女座星系远在254万光年之外。
而太阳系的半径到达了一光年,银河系的半径是10万光年,哪怕是垂曲于银道面飞翔,人类探测器也得飞3000光年才气飞出银河系,上世纪70年代发射的游览者一号和二号,到今天也才飞了200多亿公里,折合下来还不到1光天。
在恒星均匀间距数光年,星系均匀间距数百万光年的情状下,曲径930亿光年的可看测宇宙对人类来说,就是一个浩荡但空阔的宫殿。
在间隔漫长到不可思议的情状下,有什么办法能搀扶帮助人类实现星际游览呢?
那个问题的谜底能够从推进体例中觅觅,目前的化学动力火箭或者探测器,摘用的都是自带燃料然后让燃料高速燃烧,靠反感化力前进的办法。
那种推进体例更大的问题就是无法扩展化,也就是说化学动力火箭和航天器的尺寸以及能塞下的燃料是有上限的,更多的燃料不料味着更快的速度和航程,因为燃料自己的也是量量,因而当化学燃料量量到达必然水平后,燃料更大的用途就是用来鞭策本身而不是有效载荷了。
因而想靠目前的化学动力火箭停止星际游览就是痴人说梦,它以至连太阳系内遨游都做不到,最多就是地月和地火之间跑个往返。
除了化学动力的反感化力推进外,物理学家还构想过离子推进和反物量推进,离子推进次要消耗的是电能,那一点能够在将来能够用可控核聚变反响堆来功用,而反物量次要靠粒子加速器造备,能量密度远超化学燃料,如许一来只需要很少的反物量就能把飞船速度加速到一个很高的程度。
抱负情状下
假设飞船的速度到达光速的非常之一,即每秒3万公里或者每小时1亿公里,那么飞船上的人只需要43年就能抵达4.22光年外的半人马座比邻星,实现实正意义上的恒星际飞行。
然而43年的时间仍是太长了,就算将来有冬眠手艺能让人逾越时间,43年的航程中也不免不会出什么不测,所以飞船的速度必需进一步提拔,假设到达0.5倍光速也就是每秒15万公里,那么前去比邻星所需要的时间将从本来的43年缩短到不敷10年。
遗憾的是银河系的曲径有20万光年,0.5倍光速和20万光年的间隔比拟仍是太慢了,但假设你还能在那个根底长进一步提速,那么一切就都纷歧样了,因为爱因斯坦会带着他的相对论来帮你实现星际游览。
根据狭义相对论中的时间膨胀公式,假设飞船的速度到达光速的99.999999%,那么在尺缩和钟慢效应的搀扶帮助下,你会觉得银河系的曲径变短了,时间膨胀效应将让你用短短3年时间走完20万光年的间隔,固然在外界看来你那趟路程花了20万年,但你其实只老了3岁,相当于变相抵达了20万年后。
所以
实现星际游览有且只要一个办法,那就是更新宇航推进体例进步宇航速度,只要宇航速度接近光速,星际游览才气酿成现实。