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  • 1 # 頑石補天

    現在人類智慧可以想象的交通工具,包括能夠想象的外星高智慧交通工具都無法穿越十萬光年的空間。——做夢都實現不了。因為人類目前還沒有真正的認識到宇宙究竟是什麼。所以,目前差的太遠。

    反正大家在認識宇宙環節上基本都一個水平,那麼大家也都可以隨便預言宇宙。那麼,今天我也在此預言下宇宙。以搏荒謬之稱。

    預言:宇宙的整體輪廓是一個無限大有限量的雙曲線組成的閉合空間。宇宙的中心就在這個閉合雙曲體的軸線全向對稱點上。這個點就是現在人們通常說的“奇點”。這個奇點就是整體宇宙的正負分界點。點的一端為正物質能量世界;點的另外一端是負物質能量世界。這個奇點的正端意味著品質無限有量密集,能量無限有量大;而奇點的另外一端則是品質無限有量的小,能量無限有量的低。

    由於宇宙的這一特點,使得宇宙世界從奇點開始向奇點的正物質能量方向擴張當達到一定臨界值時物質和能力發生爆炸,爆炸的物質飽含著能量延宇宙輪廓線方向噴發。我們所在的星系、星球就是在這一輪廓線當中的某一段路程上。這一路程一直到這些物質的能量耗盡,到了油盡燈枯的極點臨界值時,那個時候正物質品質趨近與0,物質狀態改變為品質無限小的“基本粒子”,被吸入宇宙奇點的另一端,最後迴歸奇點重新獲取能量進入物質的下一個輪迴。

    基於此,人類作為現階段的智慧生命,在適合自己生存的宇宙時空某一階段,某一星系,某一星球上。當這個階段繼續前行至惡劣無法生存時,那時的人類已經進化成“終極進化人”。人類可以利用自己掌握的物理知識將自己以量子的形式利用恆星星球終極爆炸能量將自己的量子定向發射到返回最佳宜居宇宙階段上的某個星系的某個星球上去,然後在重新組合成生命世界,從單細胞分裂開始進化,重新走一遍人類進化的輪迴。一萬年太久,可是在宇宙浩瀚無垠的時空中不過是一瞬間而已。如果用好萊塢描述,就是七裡咔嚓——完事!終極進化人又成了,在地球上又可以美美的生活十幾億、幾十億年!然後再進入下一個輪迴……。

  • 2 # 鍾銘聊科學

    如何才能飛出太陽?

    飛出太陽系並不是做不到,只是帶上人還做不到。實際上,科學家就曾經發射過探測器,比如:旅行者1號和旅行者2號,它們的使命就是太陽系。

    那如何才能飛出太陽系呢?

    實際上,我們只要速度夠快就行。這個問題,我們可以從牛頓的思想實驗來思考。假設地球上有個理想的大炮。這時候向外開炮,炮彈其實會打出一個拋物線。

    但我們要知道,地面其實並不是完全平的,實際上應該是曲面,只是曲率小到我們感覺是平的而已。

    所以,其實地面是有向下的趨勢的。如果我們讓這個大炮繼續開炮,這時候讓炮彈的速度達到7.9km/s,這個時候,地面向下的量就和炮彈向下的量是相同的,炮彈也就成了一個衛星了,可以繞著地球轉。

    如果我把繼續讓炮彈的速度增加,達到11.2km/s以上,這時候炮彈就可以飛出去,擺脫地球引力的束縛。

    因此,從地球飛出太陽系,至少要具備16.7km/s的速度,如果加上木星的引力彈弓效應,其實要達到這個速度還是有希望的。比如:旅行者號都是利用木星來給加速來實現飛出太陽系。

    但即使是這樣,人類依然做不到飛出太陽系。那具體是什麼原因呢?

    人類為什麼飛不出太陽系?

    實際上,飛不出太陽系的原因有很多,存在著各種客觀因素,我們就來說最核心的一個問題:距離遠離。

    星際旅行就如長途旅行,因為天體之間的距離實在太陽太遙遠了。我們要知道旅行者號可是在上世紀70年代就發射了,而它們現在才到了太陽系的邊界而已,這可是整整40多年過去了。而我們要星際旅行主要途徑一些補給站,否則,哪怕是準備一個人40年的飲用水和飲食,這個飛船都帶不走。在太陽系來建立補給站還好。但是一旦出了太陽系,就會進入一片真空區域,前不著村,後不著店。到那時候,如果選擇不回來,繼續飛行,那最近的補給站都得到比鄰星。這距離太陽系大概要4光年左右。

    如果以第三宇宙速度也就是16.7km/s,要想到達比鄰星至少都要7萬年以上。也就是說,出了太陽系,要到下一個補給站至少要7萬年的時間。這已經不是食物和飲用水夠不夠的問題了,這都遠遠超過一個人的壽命了。如果一個人的壽命按照100歲來說,那一個人要花700輩子才能飛到那邊。

    如此的距離,使得我們不能不把非常做得比航空母艦還要大得多,不僅要配備充足的食物和飲用水,同時帶上足夠多的人去,並且要在飛船上構建一個人類社會,這非常類似於年初非常火的那部電影《流浪地球》。

    但是,如果這麼多,就又會帶來另外一個問題,那就是如何讓如此巨大的飛船達到宇宙第三速度?按照目前人類的技術,我們根本做不到這一點。因此,由於星際旅行之間的距離實在太遠太遠,直接導致載人飛出太陽系的可能性幾乎是不可能的。也有人為,正是因為整個原因,我們才找不到外星人,而外星人也找不到我們。

    如果飛出太陽應該具備什麼條件?

    從上文的講述中,你也應該發現了,其實最難克服的是距離。因此,我們得具備讓飛船可以達到相當快的速度,越是接近光速越好,但是根據相對論,速度越快,品質就會遠大,要再加速就越困難。因此,需要極為強大的推進裝置,可能可控核聚變都還只是一個起步,畢竟這個轉化率不到1%。或許,如果未來可以利用正反物質湮滅來提供能量,那可能可以做到超強大的推力裝置。但這還遠遠不夠,還得能設計出足夠扛造的飛船,能夠承受住在如此高速之下還不散架才行。當然,以上我們還沒有考慮到人是否能夠承受得住。

    所以,我們會發現,這種專案其實是一個系統工程,不只是一方面搞定了就可以,而是要注意各個方面。對於現在登月都不太容易的科學技術來說,要做到這一點真的是不太現實。

  • 3 # 老粥科普

    感謝@鍾銘聊科學 與@星辰大海路上的種花家 邀請,這是一個有趣的問題。

    人類是否可以飛出太陽系?未來當然可以!不過這將是一個非常遙遠的未來,你我都看不到。不僅如此,甚至你我的孫子的孫子的孫子可能都看不到這一壯舉。同時,人類要想完成這一壯舉還需要滿足許多苛刻的條件。

    太陽系有多大?

    要想知道咱們能不能飛出太陽系,這是第一個需要了解的問題:它到底有多大?

    地球距離太陽最近的時候(近日點)大約是1.47億公里,最遠的時候(遠日點)約1.52億公里,平均軌道半徑(半長軸)約1.496億公里,我們將地球與太陽之間的平均距離1.496億公里規定為1個天文單位(AU)。這對於人類來說是一個非常遙遠的距離,但對於太陽系來說它並不算什麼,因為太陽系外圍奧爾特雲外邊緣距離約為100000AU,而太陽的引力場範圍大約是2光年(125000AU)!擺脫了太陽的引力才算是真正飛出了太陽系。

    (太陽系的範圍)

    人類的“足跡”到了哪裡?

    1977年9月5日,NASA發射了一顆深空探測器“旅行者1號”,經過長達42年的飛行,它現在已經到達了距離地球220億公里的地方,如果換算成天文單位,大約是147.347AU。

    旅行者1號以16.9公里/秒的高速航行,它是人類到目前為止速度最快的航空器,並且早在2012年就穿越了日球層來到了充滿星際介質的空間,但它距到達太陽系的奧爾特雲理論上的內邊緣至少還需要300年時間,而穿越奧爾特雲則是4萬年以後的事了。

    (地球很小,太陽系很大)

    旅行者1號和2號都是無人探測器,它們依靠核電池供電,或許可以飛得遠一些。人類航天員目前為止最遠只到過距離地球36萬公里的月球表面,更多的時間,我們的宇航員僅在距離地面400公里的國際空間站裡活動。富豪們一擲萬金,希望飛到高度僅100公里的臨近空間窺視地平線。

    (國際空間站軌道距地面僅400公里)

    人類從事太空旅行的難點究竟在哪裡?

    上世紀60年代末至70年代初,為了與蘇聯進行太空爭霸,美國傾全國之力開啟阿波羅計劃,先後6次將12名宇航員送上月球(有些人質疑這一點),之後便偃旗息鼓,給世人留下諸多謎團。其後包括美國和蘇聯在內的所有國家都沒有能力將宇航員送到更遠的太空。

    載人航天是一項技術極複雜耗資極巨大的系統性科學工程,人們不僅需要研究和攻克一系列技術難題,還需要極其龐大的資金投入。我們為什麼要飛出太陽系?到太陽系外做什麼?為什麼要派人去而不是送探測器去?這些都是必須回答的問題。

    (阿波羅11號乘組在地面模擬訓練)

    當人類認為確有必要將人送上太空,或是去尋找一個新的家園。接下來要解決的問題是確定目的地、花多長時間、送多少人去,以及如何確保這些人能安全到達。這很重要,因為人不是機器,機器可以設定休眠定時喚醒,人是否可以?人維持生命所需要的空氣、水、食物以及藥品等等生命保障系統,這一切機器都不需要,未來的飛船需要攜帶多少物資、需要多大的空間來供宇航員們生存?在數萬年甚至數十萬年的太空旅行中,人如何生存繁衍?這些基礎問題都需要解決。

    (空間站貨倉,堆滿了食物、水和生活物品)

    人類飛出太陽系,進行太空旅行需要具備哪些條件?

    確定目標

    我們為什麼要從事星際旅行?我們飛出太陽系的目的是什麼?如果只是進行太空探索,看看太陽系之外到底有什麼,就大可不必派人去,像旅行者1號、2號那樣,未來發射一些更強大的無人探測器完全可以達到目的。所以宇航員飛出太陽系的目的只能是進行星際移民,到太陽系之外創造一個新家園、播撒人類文明的種子。

    距離太陽系4.2光年外的比鄰星b並不是個好去處,因為比鄰星是個脾氣暴躁的紅矮星。更適合人類居住的地方或許是距離太陽系12光年的天倉五(Tau Ceti),目前已知它的大小與太陽相當,有5顆行星,並且其中有2顆處於宜居區內,這裡或許是我們更好的歸宿。

    (天倉5距我們約12光年)

    打造飛船

    這種飛船也許只在科幻電影裡才會出現,因為需要保障若干名宇航員至少數千年的生存與繁衍,所以它至少需要像一座太空城市一樣龐大。它也許有500米寬、1000米長,品質超過1000萬噸。建造如此巨大的飛船對於今天的人們來說是不可想象的,或許幾千年後我們的後代可以做到。

    驚人的速度

    為了能夠儘量縮短太空旅行的時間,飛船需要極快的速度,甚至達到光速的1%(3000公里/秒),這是一個極其驚人的速度。旅行者1號目前的速度是16.9公里/秒,它是通過木星及其它行星的重力輔助(引力彈弓)效應才達到如此快的速度。為了獲得更快的速度,縮短飛行時間,825.5千克的旅行者1號需要儘量靠近木星,通過木星的引力作用將它彈射到深空。

    (旅行者1號通過木星和土星的引力彈弓獲得加速)

    旅行者1號能做到的事,我們未來的飛船做不到,它太龐大,任何行星引力的潮汐作用都可以將它撕扯成碎片,更不用說飛船裡活生生的宇航員了。星際旅行的飛船需要與行星保持一定的距離,這是飛船的洛希極限。

    (旅行者1號引力彈弓)

    龐大的能源需求

    星際旅行無法依賴太陽能,深空是一個暗淡無光且極度寒冷的地方,所有的飛行器都需要自帶電源來為裝置進行供電。

    旅行者1號、2號各自攜帶了3組放射性同位素熱電發生器(RTG),它們可以在發射初期為航天器提供約470W的電能。因為核電池都具有半衰期,所以電池輸出的電能會隨著時間的流逝一點點減少。

    為了滿足太空飛船巨大的能源需求,未來太空旅行需要強大的核聚變發電系統,這或許不是問題。問題是在高速飛行的全程中,能源是得不到補給的,所有的燃料都必須隨船攜帶。同樣得不到補給的還有全船人一切的生活所需。

    將1噸的物質加速到光速的1%至少需要消耗12.5太瓦小時的能量,10000萬噸的飛船需要1.25億太瓦小時,這大約相當於目前全球年能源消耗量的1000倍。

    防護盾

    太空旅行充滿風險。這裡不僅有強烈的太陽輻射、宇宙射線,還有細小的塵埃。較大的碎片極少見,但它們卻更具有破壞性,要知道不僅在柯伊伯帶有數以億計的小行星和撞擊碎片,在奧爾特雲中的冰粒和小天體更是難以計數。它們中的絕大多數都不可探測,但其中任何一個小碎片撞擊飛船都將造成災難性的後果。

    (和平號空間站的一個艙段遭到撞擊)

    為了保證人員和飛船本身的安全,同時又不犧牲飛行速度,未來的星際飛船需要安裝先進的防護系統,它不僅可以阻止宇宙射線損害人員健康、破壞電子裝置,還要能抵擋強烈的意外撞擊。

    生命的繁衍與健康保障

    人的生存不僅需要水、空氣、食物和空間,還需要一套極其複雜的生命保障系統。在飛出太陽系的漫長旅行過程中,人類生存和繁衍的條件比地球上要更為苛刻,失去重力不僅將帶來一系列健康問題,使我們的機體退化,狹小的空間還會造成嚴重的心理障礙,這一切都需要加以解決,而解決這一切同時意味著極高昂的成本。

    (國際空間站希望通過男女搭配來緩解宇航員的身心壓力)

    總結:

    我們的太陽系在浩瀚銀河中不過是微不足道的一個小光點,但對於人類來說它卻是極其巨大。

    旅行者1號深空探測器花了42年時間才剛剛飛出日光層,理論上它還需要4萬年才能飛出太陽系,未來人類要想進行深空旅行無疑是一項遙遠而艱鉅的任務。

    在太空中旅行將需要獲得水、食物、空間、人、建築材料、能源、運輸、通訊、生命支援、模擬重力和輻射防護等等,所有的這一切都需要裝進一個龐大的宇宙飛船裡,建設這樣一個飛船不僅需要極先進的技術,還需要極龐大的資本投資。

    總之,它是一艘未來之船,我們所能做的是幻想一下。

    幻想很容易,不是嗎?

  • 4 # 貓先生內涵科普

    感謝邀請。先給結論——這個問題充滿了浪漫主義的憂傷,其實問得直白一些,就是人生匆匆百年,難道真的就被愛因斯坦的光速不可突破,禁錮在太陽系之內了嗎?

    答案也充滿了哲學的意味,是,也不是。

    太陽系探索的先驅——旅行者們

    1957年第一顆人造衛星上天

    1961年第一個人類進入太空

    1969年第一艘載人飛船成功登月

    向宇宙深處進發,是人類永恆激動人心的目標!

    旅行者1號按照木星-土星路線航行,之後離開黃道面(即太陽系眾行星的軌道水平面);旅行者2號則按照黃道面內的常規路線,沿著木星-土星-天王星-海王星航行。

    這個人類至今為止獲得最大速度的飛行器,在35個地球年後,即2012年8月25日,旅行者1號脫離了太陽風的範圍,距離太陽大約19個光時。

    大約在48個地球年後,也就是2025年,旅行者1號、2號將耗盡所有電力,靜默前行。

    如果一切順利,38295個地球年後,公元40272年左右,旅行者1號將會接近小熊星座AC+79 3888,這時候,我們可以認為他們終於離開了太陽系。

    看到這裡,以人類目前的科技,你是否有一絲面對浩瀚時空的失落呢?

    我們是否被困在光速裡

    拋開我們奔向宇宙的先驅,假如有一天,我們可以獲得科技的飛躍,是否我們也將永遠困頓於100光年之中?

    很簡單,就算獲得了光速,人生匆匆百年,我們不也是隻能跨越100光年嗎?而銀河系的直徑大約10萬光年!人類註定與宇宙星辰大海無緣嗎?

    時空其實是一體的,假如你非常接近光速,鐘慢尺縮效應將同時作用於你,你時間發生了改變,空間肯定也是要受影響的!

    如果你開著接近光速的飛船在一年之內衝出了半徑為5萬光年的銀河系,你自己是一點問題都沒有,你自己實打實的在一年之內飛了地球上看起來有5萬光年的地方。

    但是,另一個參考系裡面,地球上卻也是實打實的過了五萬年。一來一回,你一個折返再花一年回到地球,你將來到10萬年後的地球。

    你沒有困在光速裡,但你的朋友們卻逃不過時間的飛逝。這就是相對論無情的詛咒!

    結語

    相對論就是這麼無情,時間和空間都為了光速不變讓路。

    不過,現在仍舊在玩化學燃料航天的人類,擔心這個,是否還太早了點呢?

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