我們知道,超新星是某些恆星在演化接近末期時經歷的一種劇烈爆炸。要說在宇宙當中最恐怖的能量傾瀉,那麼,就當屬超新星爆炸了。超新星不是一種星體,它只是大品質恆星演化的一種階段。當許多大品質的恆星到了生命末期的時候,內部的熱核聚變反應逐漸停歇,而自身的體積也開始膨脹,通常會比原來巨大很多,這時恆星就變成了“超巨星”。而當超巨星無法維持自己的體積之後,就會發生爆炸,這個過程就被稱為“超新星爆炸”。
超新星作為恆星演化末期的一個狀態,它的品質一般不小於8個太陽品質,最大的超新星還沒有一個確定的品質上限。一般而言,品質越大的超新星,爆發的時候產生的能量也越大。目前科學家相信宇宙中超新星爆發的事件很多,但是在銀河系內被人類觀察到的不過寥寥數例。
哈佛大學的兩位教授提出,利用超新星爆炸的能量,宇宙飛船或能以接近光速的相對論性速度飛出銀河系,所謂相對論性速度是指愛因斯坦相對論性速度,即運動速度和光速相近。愛因斯坦相對論告訴我們,光速不可超越,愛因斯坦相對論還告訴我們,速度越接近光速的物體,其時間就過得越慢。只要有辦法讓宇宙飛船的速度達到極為接近光速的速度,人類就有可能飛出銀河系。
哈佛大學的馬納斯維·林加姆和亞伯拉罕·勒布兩位科學家提出,至少從理論講,人類有朝一日可以製造出高度先進的、由人類設計的宇宙飛船,利用超新星爆炸的能量,以便達到接近光速的速度飛出銀河系。
就像古老的帆船或風箏衝浪板利用風力一樣,我們在那遙遠未來的後代,可能有能力製造出利用光能(又稱太陽能)或磁能的“帆船”,以近乎不可能的速度推動宇宙飛船前進。
光能帆和磁能帆,是依靠恆星(或超新星)發出的電磁輻射來產生推力——通過對高反射帆的壓力來產生推力,是天體物理學家發揮他們的想象力以尋求探索遙遠太空的理想燃料。
這種帆船非常輕,因此不需要大量的燃料或大型發動機。通過利用超新星的自然現象,這樣的宇宙飛船將能夠達到其他航天器無法達到的速度,超新星比太陽亮數十億倍,能夠提供比我們所希望的更多的燃料和推力。
利用超新星爆炸的能量,宇宙飛船或能以接近光速的速度飛出銀河系。哈佛大選的這兩位科學家建立了一種數學模型,以確定這種輕型帆船和磁性帆船所能達到的最大速度。從理論上講,一顆超新星能夠使重量“不到0.5克/平方米”的光能帆加速到相對論性速度,即便它距離爆炸地點有數百萬公里遠。
一顆超新星爆炸所釋放出的能量,與十億個太陽在一個月內產生的能量相同,因此,如果未來的人類能夠用合適的宇宙飛船捕捉到這種能量,那麼它必須首先以難以置信的速度(光速的十分之一)飛行至超新星附近,前提是假設它不會撞擊到任何東西,前提是假設它不會被如此強悍的能量直接氣化。
然而,也有一些不是那麼微不足道的缺點:首先,人們需要精確計算超新星爆炸的時間,不幸的是,我們目前只能在大約100萬光年的範圍內預測它們。其次,當宇宙飛船在進入預定位置時,需要與圍繞這顆即將爆炸的恆星周圍的氣體進行摩擦,但是,在此過程中,這艘宇宙飛船很有可能被氣化或蒸發。最後,除非我們假設未來人類擁有超出我們想象範圍的先進技術,否則,這些宇宙飛船幾乎肯定是無人駕駛的。
為了讓宇航員能夠上宇宙飛船,我們在那遙遠未來的後代需要找到一種方法,以便在超新星釋放的能量去撞擊宇宙飛船並使其加速到相對論性速度時,防止乘客被粘在宇宙飛船的牆壁上。相反,在另一端,宇宙飛船還需要一些難以置信的強大的反衝措施,以防止宇航員在旅程結束時被擋風玻璃粉碎。
換言之,這些宇宙飛船可能更像是信使飛船,用來向其他極為遙遠但先進的文明表明,他們並不孤獨,我們早晚會前往拜訪。此類宇宙飛船肯定會在諸如正在進行的地外文明搜尋專案中派上用場,儘管這種專案是否能夠持續到遙遠的未來還有待觀察。
利用超新星的能量獲得接近光速的速度飛出銀河系,或能找到外星人。利用超新星爆炸的能量為宇宙飛船提供動力的想法非常令人興奮,因為比我們更先進的智慧物種可能也正在研究此類辦法,以便儘快尋找我們,這意味著我們應該密切關注太陽能帆以相對論性速度飛出銀河系,儘管說起來容易做起來難。