如果距离1200光年的类地球行星可以生存,人类如何才能到达那里?

wangjutao

就目前的宇航科技水平来说,人类无法到达1200光年之外的外星世界,最多只能派遣无人探测器。即便探测器能够飞到那颗系外行星,但所需的时间将会很久。如果以现阶段人造航天器的极限速度——朱诺号在飞往木星的途中创下的73.6千米/秒,那么,飞到1200光年(1.1亿亿千米)之外所需的时间为490万年。

此前,美国宇航局提出星际任务,打算在2069年(人类首次登月100周年)发射一艘无人星际飞船,使其能以最高速度光速的10%飞向南门二。但即便以这个速度,并且不考虑加减速的时间,飞到1200光年之外仍需1.2万年的时间。

因此,1200光年对于目前的人类而言太过于遥远。不过,我们可以畅想一下未来。

未来人类进行星际旅行比较合理地做法是以1g加速度加速飞行旅程的一半,然后再以1g的加速度减速飞行旅程的另一半,这样人类在星际旅行中不会出现过载的情况。如果以1g加速度加速足够长的时间,在计算过程中就不能再使用经典物理学中的匀加速运动公式。此时,需要考虑相对论的时间膨胀效应。正是由于这种效应,才会使得星际旅行变得现实。飞行距离d(地球参照系的距离)、飞船系的时间ΔT和加速度a的关系式如下:

代入d=600光年,a=1g(9.81米/平方秒),可以计算出飞船系的时间ΔT≈6.9年。但对于地球上的观察者而言,宇宙飞船飞行半程所需的时间Δt为:

代入数据可以计算出Δt≈601年。

因此,在飞船上的观察者看来,飞完1200光年所需的时间只要13.8年。但在地球上的观察者看来,飞行时间为1202年。利用这种方法,人类可以在短时间内飞过遥远的距离。

此外,如果未来可以研制出可用于星际飞行的虫洞,那么,飞到1200光年之外将是轻而易举的事情。


火星一号

别说1200光年外,就是1光年之外的有类地行星,现在人类抵达那里都够呛,按照现在的航天技术,抵达1光年之外少说两万年,当然是不可行的。诸如旅行者1号这样的速度,即便是载人也无济于事,无法抵达那么遥远的地方。人类如何才能到达那里?最关键的就是提升宇航动力,有变革的技术出现,比如核聚变发动机等,或者利用时空特点进行宇宙航行的技术,比如曲速驱动等,目的就是短时间内抵达目的地。

不然的话,长距离的深空飞行是没有意义的,即便要飞上数百年的时间,也是不行,更不用说上万年了。对人类寿命而言,飞行数年的时间应该说是个极限,如果飞行数十年,那么就有点长了,人类未必能够在封闭空间内呆这么久。生理上的缺点可能会暴露出来,导致更大的问题出现。如果飞行两年抵达距离1200光年的类地行星,那这样的飞行才有意义,也具备向其他行星移民的基础。

深空飞行的主要难题有两个方面,第一个飞船的问题,动力系统要先进,时间才能缩短,还有可靠性要高,半路上坏了可没法修。第二个是人类自身的问题,如何克服心理上的问题,在封闭空间中呆足够久的时间。在许多科幻电影中,飞船本身没有问题,反而是人类心理上的变化导致了任务失败,还有一点,万一遇到外星人该怎么办,这也是一个无法回避的问题,也是宇宙中最大的谜团。


太空伊卡洛斯

距离1200光年的类地行星可以生存,人类如何探索到的?

题主给的前提条件是假设,接下来我们用笨的方法想一下,爱因斯坦狭义相对论的限制下信息的传递速度不能超光速,理想状态下1200光年的距离我们收到此类地行星可以生存的信息需要2400年,这些都不考虑信息的损失问题。接下来我天马行空一下,类地行星上的文明1200年前发出了信号,在今天被我们接收到了,接下来就考虑我们怎么去的问题。

现阶段人类如何都到不了,但是随着时间的发展看一下可能的途径

因为有着狭义相对论的限制,信息传递和有质量物体速度都是有上限的。

一、1.发展生物休眠技术,让人类延迟衰老,经过漫长的太空航行到达目的地,当然航天器一定是高科技的,经得住各种恶劣环境的,这种办法不要求极速,只要求人类能活就好了。如影视作品《太空旅客》。

#图片来自太空旅客电影#

2.现在人类飞船的速度,以旅行者号为标准平均约为17公里每秒,虽然超过了第三宇宙速度,但是离着光速差太多。如果科技的发展可以是飞船接近光速,那么根据狭义相对论的时间膨胀,我们是可以在有生之年到达的(感兴趣的读者自行计算一下)。

#来自网络,相关公式#

二、另一种也是科幻作品中常见的方法空间跳跃,爱因斯坦的广义相对论中空间因大质量天体的原因会发生弯曲的,是否能借此进行大距离短时间转移。诺兰大神的《星际穿越》感兴趣的读者可以去看一下。

#图片来自星际穿越电影#


由于时间同时性的相对性,你感觉时间可能过的不长,但是那颗类地行星等你的时间是很漫长的。浩瀚无垠的宇宙,等着你的仰望星空。


黑洞家的铲屎官

以目前的人类航天技术来看,恐怕最乐观的人也会给出你这样的答案:无论如何到达不了的那里,甚至可以说,如果有人认为现在就可以到达那里,那他一定是疯子!

目前人类能创造的最快飞行速度也不足100公里/秒,按照如此速度计算,要跨越1200的浩瀚距离,需要数百万年的时间,这显然太不现实!

如果说现在我们无法到达那里,那么几百年后或许我们就有这个能力,以下几种方式两年能力助我们飞越如此浩瀚距离!

首先可以肯定的是,我们必须完全放弃化学燃料推进系统,核聚变动力也不现实,甚至可以说,我们必须找到某种“超光速”的方式才可以!

曲速引擎飞行技术,或者翘曲飞行,很多人都听说过。简单来说,就是通过时空的可塑性,操控飞船周围的时空结构,飞船本身处于静止,利用的是时空结构的超光速移动,这并不违反爱因斯坦的相对论。就类似在波浪中乘风破浪一样,帆船依靠波浪前行!

还有一种称之为“虫洞”的概念,仍旧是利用时空结构的可塑性,直接折叠时空在宇宙时空结构中创造出一条捷径,类似把一张纸折起来,如此一来原来相距遥远的两点就会近在咫尺!可以在瞬间跨越浩瀚的星际空间!

不管是曲速引擎技术,还是虫洞的概念,目前还仅仅是理论而已,特别是虫洞,更多的还是一种猜测。但两者都不违背大自然法则和物理定律!

当然,如果说科学家能确认1200光年外有适合人类居住的星球,那肯定不是现在,因为现在科学家发现的类地星球只是一种推测,并不能完全确认是否适合人类居住!

所以,那意味着人类科技有了很大的提高才能确认遥远的星球适合人类居住,也说明人类很可能已经拥有了某种“超光速”飞行的能力!


宇宙探索

星际迷航剧照

如果距离1200光年的类地球行星可以生存,人类如何才能到达那里?

假设1200光年外真有类地行星可以移民,假设以现在的技术,我们看看有哪些现有或者即将有的手段可以到达如此遥远的地方

1.常规火箭发动机还是洗洗睡吧,送个探测器出个太阳系都要几十年,更别说载人了,载人的连火星轨道都还没到过!

化学燃料的发动机统统都靠边站了

2.现在最先进的离子发动机

探测太阳系,目测离子发动机还能凑合下,如果要出太阳系也难,1200光年,就像蚂蚁打算去月球旅行

3.未来即将实现的核聚变发动机

理论上可以加速到光速的10%,那么我们来计算下,到1200光年外需要多久!很简单,甚至连计算器都不用,需要12000年!!我可以很负责人的告诉大家,我们人类有文字记载的历史不超过5000年,有机可循的不超过8000年,12000年前,可能还处在茹毛饮血的世界!简单点说,就是从甲骨文时代开始出发,现在还在半路上哈......

以上几种都是属于工质发动机,想要出发的话,首先要拖得动燃料箱,很抱歉,去那么远的地方,即使是单程票,你的燃料箱超出你身体太多,你无法带上!

4.无工质微波发动机

可能很多人还不知道这种发动机,大约是英国人2004发现的,08年西工大杨涓博士介入研究,约在2010年后初步研究成果后消失于公众视线(不知道是不值得研究下去了呢还是有非常重大的研究价值不宜公开,希望是后者),NASA在2017年实验论证了其能真正产生推力!相传在中国已经在天宫上有装机测试其性能,看来这个上面中国走在美国前面了

如果这种发动机真实可靠高效的话,还真是一个好消息,毕竟不需要带燃料了,至少在有太阳能的天王星轨道内的太阳系探测压力不大了哈,但要恒星际航行的话,这个电源是个难题(距离太阳过远,无法有效获得太阳能),又掉入了燃料的坑哈

4.传说中的曲速发动机

根据时空扭曲(或者说压缩)的程度,曲速分为0-10。理论上曲速10是达不到的,因为以曲速10运动的物体就意味着在任何时间在任何地点都出现,而即便在科幻电影中也还没敢让曲速10的曲速引擎出现!

\n

{!-- PGC_VIDEO:{"thumb_height": 360, "thumb_url": "6d05000862b72a296f02\

星辰大海路上的种花家

1200光年以现有的技术是无法想象的,人类现在连第一步都还没有踏出更别提光年飞行和星空移民了,人类要想太空探索首先是登月,虽然上世纪美苏联合有过登月基础,但是随着美苏关系的破裂导致苏联解体,联合登月也就随之破产,而美国虽然有钱,但是缺乏航天发动机技术,而这时的苏联因为经济崩溃又同美国又处于冷战时期,自然也就不会提供技术支持。所以人类航天科技一直还停留在上世纪,人类若想踏入浩瀚宇宙必先登月,第一步,航天飞船必先运送信号基站和信号塔到月球建立信号基站,第二步,窥探火星,登录火星并移民火星,在火星建立人类信号基站,等待人类进入2级文明研究出光速飞行器和超光速飞行器才能离开火星真正的探索宇宙,环游宇宙。火星在现代人眼中是遥远而不可及的,在人类的浩瀚宇宙梦里是巨大的一步。技术无止境


七度67188019

改造人体,让人类至少拥有三百年以上的寿命,增强宇宙远行的航行速度,至少达到超光速的百分之十,建立意识与机器的转换装置(某种意义上意识是可以永存的)冰冻身体,让机械暂时替代人体行动。我想宇宙给我们进化的方向是意识进化和肉体进化。或许只有永恒的生命才能走进宇宙的任何角落。