星際旅行困難在哪裡?
最近幾天,美國SpaceX公司發射的重型獵鷹可謂是吸引了大量的眼球。然而,即使人類真正登上了火星,這也僅僅是在太陽系內最近的幾個行星間的旅行,離真正的星際旅行還差得遠。
SpaceX把一輛紅色特斯拉電動車和一個假人發射到太空,不過軌道偏了,到不了火星
對於星際旅行的正規定義是在恆星之間的有人或無人旅行。在恆星之間快速旅行的最理想的方式是以光速或者接近光速的方式運動。在科幻電影和小說中,光速旅行多次被提到。但是,它真的可以工作嗎?
目前的技術尚無法解決星際旅行中遇到的很多問題。最大的障礙之一就是進行如此遙遠的旅程所需的巨大能量。如果我們想要到達距離我們大約4.2光年的最近的恆星系統比鄰星(就是小說中提到的三體星系統),我們將不得不以最快的速度旅行。
從我們所在的地球到月球的距離是大約1.3光秒,也就是說,光需要1.3秒的時間才能跑到。而我們目前擁有的飛行器到那裡需要大約至少八個小時。到比鄰星所需的動能就巨大得難以置信,然後我們還需要大量的能量用於減速。要將一個大約一噸左右的飛行器加速到到十分之一光速的話,需要450拍焦耳(1拍等於1萬億)的能量,而這些能量都要由飛船提供,因為飛得太遠而無法使用太陽能。
星際旅行的另一個問題是,這種類型的旅行在這樣的距離上往往會造成時間膨脹效應,高速運行的飛行器當中的時間慢於外界的時間。
目前,我們可能需要數千年的時間才能實現到近鄰恆星間的無人旅行,更不用說載人旅行了。然而,在大多數科幻小說中,有許多不同的旅行方式,從核推進、衝壓推進,到更加科幻的傳送門。這些方法真的可行嗎?從理論上來說,有的真是有一定可行性的。


※科學家即將得到第一個直接的黑洞圖像
※粒子物理學家使用神經網路來研究中微子
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