周周与庄庄的周末大工程,玩逃出银河系
事情是这样的,上周六下午,周周抱着一大盒积木过来,说“我们造个能飞出银河系的飞船吧”,庄庄正趴在沙发上看《一想到还有95%的问题留给人类》这本宇宙科普书,抬头回了一句“那得先搞清楚银河系是个什么东西”,两个人就这么开始了。
说实话,我一开始以为他们就是搭个积木飞船到处推着跑,结果他们先在白板上画了好大一张图,我凑过去一看——是两个小朋友画的银河系俯视图,歪歪扭扭的旋臂上还标着“太阳在这儿”。
先搞清楚银河系到底多大
庄庄说,要逃出去,得先知道自己离“边界”有多远,他从那本书里翻出一个数字,趴在白板边上算了起来,周周负责在旁边用红笔圈出太阳的位置。
他们用的方法特别简单,就是把光走一年的距离当成一把尺子,庄庄在纸上画了一条线,说这就是“一光年”,然后整张桌子都不够画银河系的直径了。
| 要弄清楚的问题 | 他们查到的答案 | 周周的通俗翻译 |
| 银河系直径 | 大约10万光年 | 光要跑10万年才能从一头到另一头 |
| 太阳系位置 | 离银心约2.6万光年 | 住在银河系的郊区 |
| 到“逃出去”的距离 | 至少还得飞2万多光年 | 往上直直飞,像从井底爬出去 |
看到这几个数字的时候,庄庄沉默了一会儿,然后他说:“就算我们造的飞船一秒能飞一光年,也得飞两万多年。”周周听完把积木一推,说“那也太久了”。
速度的麻烦,比想象的大
他们很快发现了第二个问题,目前人类造出来的最快的东西,大概是帕克太阳探测器,时速约70万公里,听着很厉害对吧?庄庄算了一下,光一秒钟就能跑30万公里,差距一摆就特别明显了。
周周拿积木比划了一下:如果光速是一根积木条那么长,那人类最快的探测器大概只有一粒芝麻那么大,他说“这样我们还没飞出小区,就该吃晚饭了”。
这件事让两个人意识到,靠普通的速度根本没戏,他们开始研究有没有什么取巧的办法——比如不用硬飞,而是让空间本身动起来,庄庄翻出一篇叫“曲速驱动”的理论,是物理学家米格尔·阿尔库别雷在1994年提出来的,简单说,不是飞船在空间里飞,而是飞船把前面的空间压缩、后面的空间撑开,整个包裹在“空间泡泡”里滑过去。
周周听完的理解是:“就像站在传送带上,脚不用动,人往前走了。”我觉得这个比喻相当到位。
能量从哪儿来,这是个真难题
问题接踵而至,庄庄算了算,要让空间压缩到那个程度,需要的能量大得离谱——大概要把整个地球的质量全部转化成能量才够用一眨眼的功夫,更麻烦的是,需要的是“负能量”,一种目前只在实验室里极其微量地出现过的东西。
周周听到这里彻底放弃了纯科学路线,说“我们还是搭飞船吧”。
搭出来的飞船,带着他们的解决方案
积木飞船最终成型的时候,样子挺特别的,船头尖尖的,周周说这是为了冲出去的时候阻力小,船尾有三块竖起来的东西,庄庄解释说这是假设中的“空间引擎”,负责制造那个泡泡。
飞船中间还坐了两个小人——一个是蓝色头盔,代表周周;一个是红色头盔,代表庄庄,他们还在飞船旁边摆了一排小积木,说是“补给站”。
我问他们最后怎么解决速度和能量的难题,庄庄很老实地回答:“没解决,但先把方案画出来了。”他把一张纸递给我,上面用铅笔写着他们的“逃出银河系计划”:
- 第一步:搞清楚家在哪儿——太阳系在猎户座旋臂内侧,先确认坐标
- 第二步:选方向——垂直于银盘面往外飞,路程最短,不用横穿整个星系
- 第三步:解决速度——寄希望于未来的空间驱动技术,现阶段先用积木模拟
- 第四步:带够吃的——周周特别强调了这一点,说“银河系外面没有便利店”
庄庄在旁边补充了一句,说他看到另一本书里提到,宇宙本身在膨胀,有些星系已经在以超光速远离我们了,他也不知道这能不能利用上,但觉得“大自然肯定藏了什么捷径还没被发现”。
两个小家伙把飞船小心翼翼地搬到阳台边上,让它的船头朝着天空,周周拍了拍手,说“好了,等晚上星星出来就可以出发了”,庄庄没纠正他,只是往旁边挪了挪,给飞船让出一条通往宇宙的路,他们的飞船确实飞不出阳台,但他们已经用自己的方法认真想了一圈,搞懂了银河系有多大,搞懂了速度有多难,顺便还想到了曲速驱动和负能量这些大多数人一辈子不会碰的概念,这些东西长在他们脑子里,谁也拿不走,走之前周周还在嘀咕,说下次要研究仙女座星系,因为银河系迟早会跟它撞上,得提前准备,庄庄说行,先把晚饭吃了。