03.07 人類要多高的文明水平才能飛出銀河系?

弄潮科學


圖:銀河的紅外線照片

銀河系是一個棒旋星系,其直徑在10~18萬光年之間,其質量大約有1500億個太陽質量。恆星數量在1000億到4000億之間。並以每秒約600千米的速度相對於宇宙運動。




地球在銀河系獵戶臂靠近內側邊緣的位置上,屬於銀河系的中間位置。這個位置非常重要,是所謂的星系宜居帶。太陽系離銀河系的邊緣大約在5萬~13萬光年。也就是說,如果我們以光速直線離開銀河系,至少需要5萬年時間。

如果從太陽系的位置發射一顆火箭跑出銀河系,它的速度需要達到525千米/秒才能擺脫銀河引力的束縛。這個速度叫第四宇宙速度。由於不能準確的知道銀河系的質量和大小,這個數值是一個估算值。這個值有很多的估算結果。

目前人類還沒有辦法制造出如此大推力的火箭,即使是達到第三宇宙速度(16.7千米/秒)都還需要利用引力彈弓效應來進行加速。即使是製造出這樣一個火箭,離開銀河系也需要至少3億年的時間。所以,利用目前的技術是無法離開銀河系的,即使只是發射一顆無人探測器也不行。

人類要想離開銀河系,必須發展出能夠繞開相對論限制的宇航技術。現在能夠想象得到的,能夠避開光速限制的技術就是所謂的“曲速引擎”。

圖:


曲速泡的圖示。船前方的空間收縮而後方空間擴張。

從宇宙的膨脹來看,在138億年間,宇宙的可觀測直徑就達到了930億光年。這說明,空間的膨脹是可以超越光速的。而且還不違背相對論。有一種設想,可以製造一個時空泡,在這個時空泡後面擴張時空曲率,在前端壓縮空間曲率。這個時空泡就會被前方的時空拉過去。這樣就回避了光速的限制。這樣的飛行器可能超越光速前進。

圖:行星級、恆星級、星系級文明能夠利用的能源水平


這種飛行器即使能夠被製造成功,它所需要的能源也是整個太陽系所不能提供的。所以,按卡爾達舍夫對文明的分類來看,行星文明和恆星文明是不能製造曲速引擎的(它們分別只能利用整個行星或整個恆星系的能源)。至少要達到星系級文明的水平才可能製造出這樣的引擎。


講科學堂


人類要多高的文明水平才能飛出銀河系?

銀河系的逃逸速度也就110-120KM/S,人類如果不計代價製造一個探測器的話,超過這個速度並不難,簡單的說人類以現在的技術即可製造出探測器飛出銀河系!但這有一個時間問題!假如以120KM/S的銀河系逃逸速度的話,級是假定它速度不變且直線出銀河系也需要6000萬年(太陽系距離銀河系邊緣2.4萬光年,按銀河系10萬光年計(最近範圍是20萬光年))!

顯然這不是人類想要的結果,那麼人類要如何的技術才能跨越銀河系呢?實現光速嗎?但即使是光速依然需要2.4萬年才能到達銀河系邊緣,而最近的大小麥哲倫星系至少也在16萬光年外,還有16萬年才能訪問鄰居!簡單的說即使實現了光速又如何?

但傳說中的曲速似乎為我們指明瞭一條道路,那麼假如以曲速9.9999級的最高速度,跨出銀河系到達大小麥哲倫星系要多久呢?

(2.4+16)/199516=0.9222年,約為:336天!

似乎是一個可以接受的結果,畢竟一年左右嘛,來回2年去一趟麥哲倫星系,去看看蜘蛛星雲中的那顆R136a1的超級恆星咋樣了哈......

R136a1個頭還是很大的,儘管它不是最大的,但它觀測到質量最大的恆星!

人類夢寐以求的速度,不知道未來是否可以實現!不過這個仍太漫長,有速度更快的嗎?當然有了,只有祭出蟲洞技術了:

使用某種技術將兩個遙遠空間直接用一個蟲洞相連,我們通過蟲洞到達對方不過是過一扇門那麼簡單!

也許就是這樣.......

那麼人類只要到實現曲速的文明時代即可跨越銀河,假如能到蟲洞時代,那麼宇宙也許就不再是障礙了,但這會到什麼時候呢?有生之年?還是人類存在的“有生之年”?希望不要太久!


星辰大海路上的種花家


想要飛出銀河系,速度是關鍵,只要速度到了,飛出銀河系也就不是什麼大問題。但是難就難在這個速度條件極為苛刻,一句話說,想要飛出銀河系,除非速度無限接近光速。


眾所周知,銀河系的直徑有10萬光年,也就是說,哪怕是速度快如陽光,從銀河系的一頭飛到另一頭,也需要10萬年的時間,對於人類來說,10萬年的時間簡直是太長了。太陽距離銀河系的中心大約為2.6萬光年,也就是說,從太陽系到銀河系的邊緣,至少還有2.4萬光年的距離。

一萬年太久了,一萬年以前,人類文明都還沒有發展起來呢。就算是飛船可以飛那麼久,人類也不可能活到這麼久以後。每每想到這裡,我不禁感嘆起人類的渺小,想到人生短暫,我們可能因為壽命的原因永遠也飛不去銀河系,就感到一陣難過。但是希望還是有的,畢竟隨著科技的飛速發展,未來一切都有可能。就飛出銀河系看來,目前也是有幾種方法的。


第一種那當之無愧就是製造光速級別飛行器了。雖然你或許會疑惑:就算是用光的速度飛行,不也是還需要幾萬年嗎?但是並不是這樣的,因為相對論告訴我們,只要速度越來越快,時間就會越來越慢,當然這是相對而言的。舉個例子,一個宇航員在一艘以光速99%飛行的宇宙飛船裡面,一年之後他回到地球,會發現地球已經是七年之後的地球了。這就是相對論的魅力,它告訴我們,時間是相對的,對於以不同速度運行的參考系而言,時間的標準是不一樣的。這也意味著,如果一個飛船的速度達到了光速的99%的話,飛船上的一年相當於地球上的七年,進一步,如果速度進一步提高,這個差距還會越來越明顯。到最後,數萬光年外的地方,對於飛船上的人來說,可能幾年就可以到。

除此之外,找到蟲洞也是一種可行的方法。蟲洞是相對論預言的產物,雖然蟲洞是否存在還沒有定論,但是很多科學家相信蟲洞的存在。而蟲洞可以說是提供了一條通往遙遠星系的捷徑,相當於把彼此相距很遠的地方用一個距離很短的通道連接了起來,如此一來,如果找到了蟲洞並且成功進入的話,不需要飛船的速度有多快,飛出銀河系去往外星系也是一瞬間的事。



當然了,以上提到的一些可能性前提是人類的科技已經達到了一個比較先進的水平。短時間看來,製造出光速級別飛行器還遙遙無期,對於宇宙中的文明層次,有關科學家分為了三個層級。人類目前還沒有到達第一個層次,預計百年之內可以進入第一層次,但是想要進入第二層次,或許還需要幾千年甚至是幾萬年的時間,現在還無法預知。而一旦進入了第二層次,人類就會具備星際航行的能力,走出銀河系也不在話下。


鏡像科普


現階段的人類文明就連半徑1光年的太陽系都飛不出,更不用說半徑可達數萬光年的銀河系。但在未來,人類的文明足夠發達,離開銀河系將不是問題。可以想象,如果要在一個人的有生之年內離開銀河系,肯定需要利用到相對論效應。

根據狹義相對論,如果飛船可以加速到足夠接近光速,由於鐘慢和尺縮效應,飛船可以在短時間內跨過遙遠的星系際空間,到達其他星系。但這種情況面臨著嚴重過載的問題,想要把飛船在短時間內加速到亞光速需要巨大的加速度,人體不可能承受得了。

為此,可以採用相對較為溫和的方法。通過讓飛船在前半程以1g的加速度加速,然後在後半程以相同大小的加速度減速,這也能產生巨大的時間膨脹效應。如果以這種方法飛到254萬光年外的仙女座星系,飛船上的人只會覺得時間過了大約28.6年,而地球上的人會覺得時間過去了254萬年。

另一方面,還可以利用蟲洞。雖然河外星系離銀河系非常遙遠,但蟲洞可以把河外星系和銀河系聯繫在一起。通過這種時空捷徑,星系際的穿越很容易實現。

那麼,人類究竟需要發展到什麼水平才能離開銀河系呢?

基於卡爾達肖夫指數,人類需要發展到III型文明,才有能力離開銀河系,飛入星系際空間。目前的人類文明等級估計只有0.7級,距離發展到III型文明可能還要再過數十萬年。


火星一號


目前看來,要飛出銀河系必須打破常規飛行技術的束縛。而可控核聚變和反物質推進器都不靠譜,這些都是常規飛行模式,只要不能突破光速的限制,人類飛出銀河系毫無希望。




幸虧太陽不在銀河系中心,我們只是位於銀河系的郊區,也就是一個獵戶臂上。我們距離銀河系中心2.6萬光年,我們距離銀河系邊緣大約5.4萬光年。也就是說脫離銀河系最近的路程也需要5.4萬光年。原本科學家認為銀河系半徑為10萬光年,不過最新研究發現為16萬光年。


如果掌握可控核聚變和反物質推進器,速度也頂多光速90%左右,要飛出銀河系起碼需要6萬年。對於人類來說,六萬年可是我們祖先剛走出非洲直到21世紀建立起工業文明的時間跨度。

所以還有兩種打破光速的旅行方式

第一種就是曲速引擎,這要求我們必須掌握製造奇異物質的能力。而目前為止,奇異物質存在與否還是個問題。即便未來100年內證實了奇異物質,要利用奇異物質起碼也需要500年。


第二種就是蟲洞了。不過蟲洞和奇異物質一樣,都沒有被證實。如果蟲洞存在,那麼維持蟲洞大門打開的法寶就是負能量。我們目前還沒有掌握大規模製造負能量的技術。

如果人類可以脫離銀河系,起碼就達到了宇宙2.5級文明瞭。到時候共產主義早已實現!


科學認識論



銀河系的直徑是20萬光年,但我們太陽系所處的獵戶座旋臂位於銀河系的三環外,距離銀河系邊緣只有2.4萬光年的距離,而銀河系的厚度是1.2萬光年,所以想要快速離開銀河系最好的辦法是垂直向上飛。

銀河系本身就是上千億恆星聚集起來的引力源,地球這麼小的行星逃逸速度尚且達到了11.2km/s,在以前科學家們認為銀河系逃逸速度是110到120km/s,但最近科學家們重新估計了銀河系中暗物質的量,將暗物質所帶來的引力也考慮在內了,這樣一來銀河系的逃逸速度就達到了550km/s,而人類目前速度最快的帕克號探測器最高只有200km/s,而且只能保持很短一段時間。



現在人類的宇航速度一直在光速的萬分之幾到千分之幾徘徊,就算無人探測器能以200km/s的速度一直飛行,那麼飛出1.2萬光年厚度的銀河系也要數十萬年甚至上百萬年,如果想要讓人類飛出銀河系的話就更難了,現有的化學動力火箭體積太小無法構建生態循環,人類無法在飛船內長期生存。

按照宇宙文明等級來看,人類現在處於0.73級,一級文明可以利用母星上的所有能源,二級可以利用整個恆星系的所有能源,三級可以利用整個銀河系的所有能源,人類文明至少要達到2.5級才能高效率的飛出銀河系,那個時候的人類文明可能已經掌握了曲率驅動的光速飛船,或者掌握了蟲洞技術。



現在的人類想要飛出銀河系,就好像幾十萬年前的原始人類想要登上月球一樣,是無法在短時間內實現的,人類只能埋頭髮展科學技術,等待突破,即使這一突破可能要上千年甚至上萬年才能到來。


宇宙探索未解之迷


銀河系直徑非常巨大,大約在10~16萬光年之間。

太陽系位於銀河系的一個懸臂接近尾端的3/4位置,離銀河系邊緣有3~5萬光年。

如果地球人類想通過人造星際飛船飛離銀河系,必須具備銀河系的逃逸速度(即第四宇宙速度)。

所謂第四宇宙速度,是指在地球上發射的物體擺脫銀河系引力束縛,飛出銀河系所需的最小初始速度,約為110-120km/s,這個數據是指在銀河系內絕大部分地方所需要的航行速度。

那麼依靠目前人類的科技水平遠遠達不到如此高的初始速度,同時也沒有人能忍受3~5萬光年的長途跋涉。再說飛出了銀河系後又是什麼樣的景象呢?茫茫的河外真空,離我們銀河系最近的仙女星系距離是220萬光年。我們的星際飛船飛出去往哪裡?去幹嘛?

所以說到這裡,往往結論就快出來了,但是我要說:慢!我認為結論與上述表示的結果正好相反。

200年後,地球人類是能夠飛出銀河系的。同時還是有目的的飛出銀河系,甚至可以飛到宇宙的任何星系中去,而且還是即時關聯著當時的地球人;這是一個怎樣的理解呢?以下讓我給你慢慢道來。

人類科技發展二百年後,將會達到大腦意識數字化,並通過生物技術、芯片植入技術等將我們的意識(所謂的靈魂)上傳網絡虛擬世界得永生。

利用量子通信技術將我們人類意識數據包向整個宇宙發射(當然首選是銀河系的其它星系),利用量子通信可以跨越時空的約束,設法與宇宙中具備量子技術的智慧文明進行連接(考慮到發射器能量需求的約束,可能只相對銀河系星球為首選)。

一旦連接成功,立即將人類意識數據包及侵入程序植入外星文明網絡,並實施網絡病毒傳播及修改、侵佔外星網絡,通過佔領外星網絡來初步控制外星文明世界。

再通過人類意識數據包的信息,植入外星機器人主腦,控制外星機器人來繁殖地球生物包括地球人類的生命克隆體,並從外星網絡下載我們的靈魂到克隆人大腦中,真正達到跨越時空去征服外星世界的目的。

未來200年後,我們地球人類將是銀河系中最偉大的物種,雖然不一定是最高級的文明,但至少也是最壞、最賤的好戰者。

臣服就奴役、反抗就殺戮,,這就是人類!





夜寶寶


答:以人類目前掌握的科學技術和科學理論,將來飛出太陽系是完全可能的;但是要飛出銀河系,可能數萬年,甚至數百萬年也不一定能實現。


太陽系以奧爾特云為界半徑大約1光年,但是銀河系半徑高達10萬光年;人類目前的技術,有可能在今後一百年內實現可控核聚變,解決星際航行中的能源問題;但是要接近光速的飛行速度,目前的科學理論還做不到。

就算有空間曲速推進器和蟲洞的概念,也就停留在科學幻想中,從空間的尺度來看,就算人類達到光速飛行,也要飛行近10萬年才能走出銀河系,這個時間成本(地球參考系時間)是地球文明無法承擔的。


人類目前遇到最大的難題是能源問題,化石燃料的消耗已經達到了頂峰,未來的理想能源是核聚變,就算可控核聚變技術得以實現,也就是解決了星際航行中的能源問題。

這對人類走出太陽系很有幫助,比如旅行者一號還需要2萬年才能飛出太陽系,或許未來人類飛行器只要飛幾百年,甚至幾十年就能飛出太陽系。


但是要繼續飛出銀河系就變得非常渺茫了,除非發明超光速飛船,這是當前物理理論不允許的,光速屏障將是一道難以突破的限制。

上世紀愛因斯坦提出的愛因斯坦-羅森橋(蟲洞),或許是人類走出銀河系的一道捷徑,但是從目前的理論來看,製造蟲洞比製造空間曲速推進器還難。


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艾伯史密斯


人類是永遠不能飛出銀河系的,因為人類的壽命和人類生存所需要的環境。空氣和食物溫度都限制了人類這個生物不能飛出銀河系。

人類只能看見銀河系的星星發出的光,和絢麗多彩的宇宙星雲。

億萬萬年銀河系恆星發出的光五顏六色,古老的星雲比地球形成的時間還要長。

人的眼睛能夠看到五彩絢麗的銀河系給人類無限的遐想。質量大的星雲發出的光人類可以看到,質量小的星雲輻射能力有限人類永遠不會看到,這就是一個大燈泡和一個小燈泡的區別,銀河系蘊藏著無限的秘密人類無法探知。

光有速度嗎?這個,世界上的人類無法解釋,當一根火柴點燃的時候,它發出的光輻射能力是有速度的,我們能夠意識到這個能力,看見光連續不斷的每一個瞬間。但是它輻射能力只有幾百米,人類的眼睛就看不到了。

但是微弱的光能夠用望遠鏡看到,再遠就看不到了,這就是輻射的能力範圍。

但是宇宙中強大的星雲輻射能力非常大,但是在逐漸的減弱,我們看到的只是光的邊緣,而且是瞬間輻射的邊緣。而只要這個邊緣輻射能力到達地球,人類就能夠看見了。

光能夠保留嗎?不能!所以我們看見的就是宇宙的即時瞬間的當時的宇宙景象,而不是遠古時期的景象。

光是通過什麼傳播的呢?光是和電磁波一樣,一環一環的傳播的,當光波的水平面向外輻射時,波的垂直還有一個面,這就是電場的面。這個輻射造就了光的輻射路徑,成為球形輻射。

一旦輻射能力到達了某地,源源不斷的輻射能量就能夠帶動物質的熱運動,而使這個物質也產生熱量,這就是太陽光給地球帶來的溫暖,所以萬物生長靠太陽。

宇宙中有許多人類沒有搞清楚的現象,大千世界的宇宙,人類無法解釋和探知。到達銀行系的深處,這只是人類的夢想,而不能成真。

我們知道光速,什麼叫光,光是宇宙物質最劇烈運動時的一種形式,在這個形式下,物質開始轉換,轉換成什麼呢?轉換成為非物質,而這些非物質向外輻射能量。

人類是以物質的形式存在的,人可以變成非物質,但是非物質還叫人嗎?連生物都不是,所以人類本身以物質的形式存在是不能具有飛出銀行系的可能的。

人類偉大的理想,在無限的在宇宙中飛翔,這只是飛翔,而作為人類整體只能呆在太陽下面,享受太陽的溫暖,任憑著宇宙的變化,同生同死。


寶樹白石


人類飛出銀河系是一件很難的事,甚至達到光速都需要幾十萬年的時間,要想飛出銀河系除非突破光速。至於達到什麼文明,得先知道我們文明的等級。科學家把人類文明分成四。

一級文明:此等級的文明所掌握的科學技術可以完全掌控他們星球上的一切可利用資源,以及一切事物。

二級文明:可充分利用其恆星所具有的能量,並將他們的太陽系完全納入操控之下。可以在太陽系內的各個行星上自由居住、穿梭,不擔心能源問題因為懂得怎樣高效利用從恆星上散發出的無窮無盡的能量,社會已經高度發達,發展趨於高加速式。

三級文明:已經不侷限於他們的太陽系,而是所在的整個星系,比如我們的銀河系。可利用星系內所有恆星的能量。

四級文明:猜測其攝取宇宙中的暗物質和暗能量(兩者佔可視宇宙範圍內質量的約95%)作為他們的能源。

按這個達到三級文明就可以飛出銀河系了,但是用什麼方法就不得而知了。


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