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宇宙解码 - 为什么科学家说,人类永远会被束缚在银河系中?

2020-3-24 07:04| 发布者: F20抗日| 查看: 655| 评论: 0|原作者: IT之家|来自: IT之家

摘要: 银河系直径10~18万光年的区间,我们处于银河系猎户臂内侧的边缘,距离银河系中心还有2.6万光年的距离。 按照类似旅行者一号的飞行方式,人类没有任何希望飞出银河系,甚至连太阳系都飞不出。 旅行者一号于

银河系直径10~18万光年的区间,我们处于银河系猎户臂内侧的边缘,距离银河系中心还有2.6万光年的距离。


按照类似旅行者一号的飞行方式,人类没有任何希望飞出银河系,甚至连太阳系都飞不出。


旅行者一号于1977年9月5日发射,装载着核动力电池的旅行者一号已经达到第三宇宙速度,目前已经飞出太阳系的主行星序列范围,进入奥尔特星云的星际空间,预计彻底脱离太阳的引力范围还需要数万年。

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既然人类无法横向飞出银河系,那纵向可以飞出银河系吗?


我们都知道银河系是个椭圆盘形的星系,圆盘的厚度远小于圆盘的宽度。银河系纵向厚度大约1000光年。横向宽度最小也有10万光年。

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横向飞出银河系起码需要两亿五千万年。


按照逃离银河系的第四宇宙速度计算。飞船起码需要120km/s的速度才得以摆脱银河系的引力束缚。

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按照120km的秒速,飞行一年大约为3,784,320,000公里。一千光年约为9460730472580000公里。按照飞船的速度纵向飞出太阳系也需要250万年。


即便用上反物质推进器将飞船速度提高到亚光速,也会出现新的致命问题。


宇宙空间中并不是完全真空,除了正反粒子对的不断产生和湮灭,真空也存在氢元素等星际物质。科学家预算:星际空间中氢原子的密度大约是每立方厘米约1.8个。

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飞船一旦达到亚光速,相对论效应将极其显著,按照尺缩效应,在飞船内的人看来:撞击他们的氢原子通量密度越来越大。


氢元素的能量和通量和飞船的速度并不是线性关系,而是指数增加的方式。飞船速度每提高1m/s,其带来的风险也是指数级增加。

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氢原子通量密度的增加意味着氢气体会变成致命的辐射,这种强烈的辐射会破坏飞船内的电子仪器,并导致航天员死亡。


可以说,用传统飞船形式逃离银河系不仅在空间和时间尺度上不允许,在技术上也不允许。


目前唯一的希望只能寄托于超光速穿越


超光速穿越目前只有两种,一种是曲速引擎,另一种是虫洞。

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之前有一篇文章,系统论述了最新关于曲速引擎的研究。曲速引擎在理论上被否定了,因为要实现曲速引擎用到的能量恰好等于全宇宙的总能量,这在理论上是不可能的。


剩下的希望只能寄托于虫洞了。

但到目前为止,虫洞依旧只是广义相对论引力场方程的一个无用解,我们依旧没有找到虫洞存在的任何证据。


即便发现虫洞,要维持其“大门”的开启也需要足够的负能量。这对目前的人类来说还是天方夜谭的想象。


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