许多科幻小说都充斥着对未来科技的幻想,人类通过星际飞行器在宇宙中探索星球,甚至还在不同星球上建立能够生存的星球殖民地。
但在现实中,人类是否真的有望到达星际,甚至连太阳系都飞出不去?
这一问题在天文学领域也引起了许多争议,有一方认为人类科技不断突破极限,有望探索宇宙并延续文明,这类人被称为乐观主义者;
而另一方则认为科技发展已经到达了瓶颈,尤其在天文学领域难有重大突破,这类人被称为悲观主义者。
在当前的科技条件下,人类似乎更接近悲观主义者的观点,毕竟连太阳系都飞不出去,从哪里突破极限?
但实际上,目前的科技水平并不能判定人类永远无法到达星际,随着科技的不断进步,未来或许会有所改观。
那么为什么人类无法到达星际?
星际飞行器又为何无法飞出太阳系呢?
一、第三宇宙速度。
在讨论人类是否能够到达星际之前,我们需要了解一下星际飞行器在太阳系中无法飞出的原因。
目前人类最快的航天器是“快船二号”,其速度为每秒16.26公里;
然而要想摆脱太阳引力,航天器的速度至少要达到每秒16.7公里,这一速度被科学家称之为“第三宇宙速度”。
第三宇宙速度是这样计算的:当一个物体在太阳系中不受其他星球引力影响飞离太阳的引力范围,那么这个物体需要的速度就是第三宇宙速度。
在当前的科技水平下,人类目前还无法制造出能够达到第三宇宙速度的太空飞行器;
就连“快船二号”这种速度最快的太空飞行器也需要大约30年的时间才能飞抵最近的外太空天体“阿尔法半人马”,而到达距离太阳系最近的星系比邻星系,甚至需要76000年的时间。
由此可见,即使人类目前有能力制造出太空飞行器,也无法将这些飞行器送出太阳系,更别提到达外太空的星球。
但即便是制造出能够到达第三宇宙速度的太空飞行器,人类也依然无法飞出太阳系,因为太阳系中的星际距离相较于人类太小了。
二、星际距离之遥远。
在地球上,人类可以看见月亮,从而以为月亮离自己很近;
然而事实上月亮离地球有38.44万公里,而地球却离太阳有1.496亿公里,可以看出月亮离地球仅为地球到太阳距离的1/389.5。
同理,在日常生活中,人类可以看到恒星闪烁,然而这并不代表恒星离地球近,实际上恒星离地球的距离也都在数光年以上。
在太阳系中,人们可以看到最亮的恒星是距离地球最近的一颗恒星——天狼星,它距离地球约有8.6光年;
而距太阳系最近的一颗恒星是半人马座阿尔法星,距离地球约有4.4光年。
而阿尔法星所在的比邻星系则更为遥远,距离地球约有4.22光年。
在当前的科技条件下,即使制造出最快的太空飞行器,飞行器从太阳系飞抵比邻星系也需要超过76000年的时间,而这仅仅是到达距离太阳系最近的星系,那么到达更远的星系又需要多长时间呢?
宇宙中的星际距离之遥远,足以让星际飞行器无法进行星际旅行;
即便到达目的地,飞行器上的人类也早已逝去,变成尘埃落入宇宙之中。
因此,人类目前的科技水平能够到达的最远的地方只有太阳系,而太阳系宏观观测下就是一颗大小和一张A4纸上的一颗芝麻粒差不多的地球;
而目前为止,人类的探测器也只是在太阳系中进行探索,并未真正离开太阳系。
那么人类从未来的角度来看,有没有可能到达星际呢?
三、未来的星际旅行。
在目前的科技水平下,人类要想到达星际,需要等待科技水平的突破;
而在未来,人类或许真的有望到达星际,人类要做的就是不断突破极限,发展出更为先进的科技。
随着科技的日新月异,也有许多人认为人类有望不断突破极限,有望到达星际,毕竟在数百年前人类也不知道电能和火药,现在却能够用电能发射火箭,探索太空了。
人类若想要到达星际,就需要解决太空飞行器的速度问题,目前人类制造的太空飞行器速度最快的都没有达到第三宇宙速度,那么人类能够制造出什么样的太空飞行器,才能让它飞出太阳系,到达星际呢?
首先,人类需要解决太空飞行器速度的问题,目前人类已经制造出核聚变技术,未来有望制造出核聚变引擎,这种引擎的推力将会超过现在的化学推进技术的推力数倍以上。
而且核聚变引擎所消耗的燃料也更加充裕,人类制造核聚变引擎的同时,可以将核聚变技术应用在核动力推进技术上,这样一来太空飞行器的速度就会大大提升;
除此之外,人类还可以利用引力驱动技术,通过引力的反作用力,让飞行器在引力场中运动,从而达到加速的效果,这种技术同样也可以使飞行器达到第三宇宙速度。
但即便是飞行器速度提升了,太空飞行器也需要数十年甚至上千年的时间才能到达星际,因此人类还需要解决太空飞行器上的人类的生存问题,人类需要探索出更为先进的太空基地技术,让人类能够在太空中长期居住;
同时,人类需要解决太空飞行器上的能源问题,可以利用太空中资源进行自给自足,同时还能够为飞行器提供更多能源。