为啥咱们中国人眼下还真飞不出银河系?
我昨晚在阳台晾衣服,仰头看了眼银河——夏夜光带挺清楚的——脑子里突然蹦出个问题:“咱们中国人,什么时候能飞出银河系?” 说实话,第一反应是:眼下还真不行,不是技术卡脖子,是物理本身给咱们画了条死线。
直接说数字吧,免得绕弯子,银河系的直径,往小了说是10万光年,往大了估计能到18万光年。光年这个单位听着浪漫,换算一下就吓人了——1光年约等于9.46万亿公里,咱们目前飞得最远的人造物体是“旅行者1号”,1977年发射,飞了四十多年,到现在也才走了不到0.003光年,它要真朝着银河系边缘飞,没有几亿年根本出不去。
说白了,咱们连太阳系还没出呢。
那为什么不造更快的飞船?这就碰到物理定律的硬墙了,根据爱因斯坦的狭义相对论,有质量的物体越接近光速,所需的能量就越趋向无穷大,它不是工程难题,是理论禁止,我打个比方你就明白了:
- 假设咱们造了一艘飞船,能加速到光速的9999%——这在能量上已经近乎天方夜谭了。
- 从地球上看,飞船飞到银河系边缘仍需10万年以上。
- 飞船上的人因为时间膨胀效应,可能只感觉过了几十年,但地球上早换了上千代人。
你看出问题的诡异性了吗?哪怕光速航行,对留在地球上的我们来说,时间尺度依然是绝望的,所谓“中国人飞不出银河系”,本质上跟国籍没关系——整个人类文明的长度,都不够支撑一次跨星系航行。
我顺手给自己列了个小表格,把几种设想中的推进方式跟现实比比:
| 推进方式 | 理论最高速度 | 飞到最近恒星(4.3光年) | 飞出银河系 |
| 化学火箭(现有) | 约20公里/秒 | 约6万年 | 上亿年 |
| 核聚变推进(设想) | 约0.1倍光速 | 约43年 | 100万年起 |
| 光帆/激光推进 | 2倍光速(乐观) | 约20年 | 50万年起 |
| 曲速引擎(理论) | 空间本身超光速 | 未知 | 需负能量物质 |
曲速引擎那行我犹豫了半天要不要写——它确实没违反广义相对论,但需要“负能量”这种东西来弯曲时空,而负能量在实验室里只以量子涨落的极小尺度存在过,阿库别瑞那篇论文我读过摘要,老实说,离工程实现的距离,大概就像钻木取火到造出核电站。
《三体》里程心坐的光速飞船,搁现实里就是一道物理铁幕。《星际穿越》里靠虫洞跳过去,也纯属爱因斯坦场方程的数学特解——自然界里压根没发现过可穿越的虫洞,中国航天现在很争气,空间站建起来了,月球采样返回了,火星车也开上去了,但那些成就统统在太阳系引力井里打转,一旦把目标定为“飞出银河系”,咱们面对的不是一个国家航天能力的强弱,而是人类作为一个物种,被物理常数囚禁在宇宙一隅这个事实。
我是觉得挺唏嘘的——银河系里上千亿颗恒星,咱们可能一颗都摸不到,晚上给孩子讲天文绘本,讲到银河系是个大旋涡,我忍不住想,旋涡里的微生物大概从没游出过它们那滴水,我们这滴水,半径不过一光天的太阳系,而面前是一片直径十万光年的汪洋。
汪洋没有岸,甚至连游过去的想法,在当前的物理框架下都显得很奢侈。 我查过一些文献,比如Crawford在《Acta Astronautica》上发的那篇关于星际航行可行性的综述,结论冷冰冰的——没有颠覆性物理学突破,银河系对人类就是实质上的“禁闭区”。
行吧,衣服早晾完了,银河还在头顶挂着,它那么安静,仿佛什么墙都没竖起来过。
