太空移民必须解决的难题

按照玛格丽特·特恩巴尔的这一标准,人们推断在宇宙中有5个符合要求的星系:一是位于猎犬座的一个编号为 betaCVn 的星系。这个星系拥有一个与太阳类似的恒星,距离地球26光年;二是飞马座第51号星,1995年瑞士天文学家在这颗恒星附近发现了太阳系以外的第一颗行星;三是天蝎座第18号星,距离地球46光年,非常类似于我们的太阳;四是印第安座 星,它的亮度只有太阳的十分之一;五是半人马座 星B,是离太阳系最近的恒星之一。

人类如何才能到达这些星球?恒星间的距离都非常的遥远。银河系的直径大约是8.5万光年,光绕它的边沿环行一周就要约27万年的时间。在银河系中,最邻近太阳的恒星是半人马座的 星,俗称比邻星,它与我们相距约4.3光年,天狼星距离我们8.7光年,织女星距离我们26.3光年,猎户座中的明星参宿七与我们相距850光年,与仙女座星系相距230万光年。当然,它们都是我们的近邻了,因为一些更为遥远的星体则要以百亿光年计算。

现在,就让我们假设在半人马座星系里的某颗行星适合人类居住并存在智慧生命,人类可以直接移居到那里生活了,那么,我们怎么才能与他们建立联系并顺利地到达那里呢?

方式有两种:通讯联系与交通联系。首先,让我们考虑一下比较容易的通讯联系。该星系距离我们大约有4.3光年,打一个电话 喂 一声,需要等8年多才能听到对方的回音,看起来已经很麻烦了,不过相信我们还是有这个耐心的。问题是发射这么远的无线电波,方向很难对准,信号可能在中途就丧失殆尽。目前,地球上的科学家进行的最遥远的通讯联系是2008年的1月份美国航天局与远在119亿千米之外的 先驱者10号 取得的通讯联系,效果还不错,但科学家说等到一两年之后再联系就困难了。要知道,这个距离尚不足我们与半人马座距离的1/3000!由此可见,与半人马座的通讯将是何等的困难了!通讯联系尚且如此,交通联系则会更加困难。人类至今所进行的最遥远的宇航活动是成功地登上月球,但要征服整个太阳系乃至冲出太阳系,还是非常困难的,以目前人类宇宙飞船的速度到半人马座一个来回至少需要10万年。这意味着向其他星球移民的人类到达目的地时将是一具具来自远古的干尸。

无论将来人类的技术有多么进步、无论我们设计出多么先进的宇宙飞船,有一点我们必须牢记的是:科技的发展要服从于自然定律和物理定律,造物主为星际移民设置了两只拦路虎:一个是光速极限,一个是智慧生命的寿命极限,就像让你从北京去华盛顿只给你一部单车,限你1小时,你能完成任务吗?

当然,人们完全有理由认为科技的发展是无限的,如果这些行星确实适合人类居住或者有与人类相似的生命居住在这些星球上,相信智慧的人类迟早会将这一交流的障碍打破。那时,我们在相距遥远的星河间穿梭就会像今天我们在地球上游山玩水一样。

不知是该埋怨还是该感谢爱因斯坦这位伟大的科学巨匠,他的相对论既给我们设置了光速极限,又为我们带来了突破极限的希望。根据他的理论:任何物体都不可能超越真空中的光速,这一结论已为无数的实验和观测所支持,并且没有任何有力的证据可以否认它。宇宙飞船制造得再先进也只能最大限度地接近光速。假设未来有一天我们宇宙飞船的速度近乎光速,那么我们在8.7年后就可以抵达天狼星了。如果宇航员在那里的一颗行星上工作7个月,然后全速返回地球,那么这趟旅行总共要花费18年的时间,往返参宿七一次则需要1700年。

飞船从静止、加速、然后到近乎光速要有一个过程。生物体所能承受的加速度有限,加速和减速过程都不能太快,所以星际交往或者向外星移民所要花费的时间必然更长。同样,如果外星际文明来访地球的话也不得不花费同样的时间--在大自然的 法律 面前,所有星球上的文明将一律平等。

但是,如果我们考虑爱因斯坦相对论中的 时间膨胀效应 ,情况就会立即变得像魔术般的柳暗花明了,在近乎光速的飞行中,宇航员的时间流逝将会大大地变慢,这样他到达目的地的时间就会大大地缩短。

回到从前!

根据爱因斯坦的理论,物体运动的速度越快,时间的变化越明显。

当速度远低于光速时, 时间膨胀效应 几乎测量不出来,如坐在以1000千米/小时的速度飞行的飞机上飞行60年,时间只膨胀了千分之一秒。而当达到90%的光速时,时间膨胀了两倍多;达到99%的光速时,则膨胀了7倍多;达到99.9%的光速时,膨胀22倍多;达到99.9999999%的光速时,膨胀2000多倍;当达到小数点后面10个9的光速时,时间膨胀了64000倍。如果宇宙飞船以这种速度航行,则只要36年的时间就可到达距离我们230万光年的仙女座星系。

如果进一步提高宇宙飞船的速度,让时间膨胀182.5万倍,则只要1年多一点的时间就可飞到仙女座星系,要飞到更远的星系也就成为可能了。而时间膨胀182.5万倍是个什么概念呢?那就是宇宙飞船上的5天,相当于地球上的5000年。这正是 天上方数日,人间几千年 。

假如飞船的速度比光速还要快,宇航员甚至会发现时光在倒流,今天出发,会在几天前,几年前甚至几万年前到达,这就是许多的科幻小说中描述的回到从前的情形。当然,这种情况也只能在科幻小说或者睡梦中出现了,现实中任何物体的速度都无法超越真空中的光速。


摘自:太空移民(传奇之星空奥秘)





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