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从银河系到仙女系,到底要飞多少年?

前几天晚上带孩子看星星,他突然问我:“爸爸,隔壁那个星系远不远啊?”我愣了一下才反应过来他说的是仙女座星系,当时随口答了句“很远很远”,但回家后自己倒较上劲了——到底有多远?如果真要去,得花多少年?

这个问题其实挺有意思的,因为它把天文学里那些吓人的数字,硬生生拉回到我们能想象的尺度上,咱们一起来算算这笔“星际路费”。

<img src=\"https://picsum.photos/seed/milkyway/800/400\" alt=\"银河系与仙女座星系位置示意图\" />

先搞清楚距离:250万光年是个什么概念

银河系和仙女座星系是本地星系群里最大的两个“住户”,中间隔着大约250万光年,这个数字是近年通过造父变星和Ia型超新星等多种方法交叉验证出来的,比如哈勃太空望远镜的观测数据就把误差控制在了几个百分点以内。

“光年”这词听着挺浪漫,但拆开看就吓人了——光每秒钟跑30万公里,一年能跑大约9.46万亿公里,把250万年乘上去,数字大到手机计算器都会溢出,用科学记数法写是37 × 10¹⁹公里,念出来是“两千三百七十亿亿公里”。

从银河系到仙女系,到底要飞多少年?

说人话就是:你现在抬头看到的仙女座星系,是它250万年前的样子,那时候地球上人类还没出现,能人刚刚开始在非洲打磨石器。

用人类最快的探测器,要飞多久?

NASA在2018年发射的帕克太阳探测器,利用太阳引力一次次加速,创下了人类飞行器的最快纪录——时速约69万公里,相当于每秒192公里,这已经是工程学上的奇迹了。

咱们就用这个速度来算笔账:

项目 数值
银河系到仙女系距离 37 × 10¹⁹ 公里
帕克探测器最高速度 约192 公里/秒
一年飞行距离 约6.06 × 10⁹ 公里
理论上最短耗时 39亿年

看到那个“39亿年”的时候,我自己也倒吸了一口气,地球的年龄也才46亿年左右,也就是说,就算我们在恐龙出现之前就出发,到现在也才走了大半程。

从银河系到仙女系,到底要飞多少年?

而且别忘了,帕克探测器才多重?700公斤不到,要载人、带补给、装维生系统,速度会慢得多得多。

理论上的“快车道”能多快?

不考虑现有技术,纯粹从物理学的可能性来盘一盘:

  • 核聚变推进:“代达罗斯计划”之类概念的设想速度能达到光速的12%左右,听着厉害吧?到仙女系也要将近2100万年,比人类整个进化史都长好几倍。
  • 反物质引擎:如果能把物质和反物质湮灭的能量完全利用,理论上可接近光速的70%到80%,但按相对论算,飞船时间大概需要几百万年,地面时间更是超过300万年。
  • 曲速引擎:阿库别瑞在1994年提出的理论,通过压缩前方空间、膨胀后方空间来“作弊”,但需要负能量物质,目前实验室里能产生的量连一个原子都挪不动,属于“理论上没说不可以,实际上完全没招”的状态。

老实说,把理论物理都搬出来还是这个结果,心里是有点泄气的,250万光年这个尺度,对人类个体几十年的寿命来说,确实是个挺无解的鸿沟。

换个角度:仙女系正在“自己走过来”

上面说的都是“我们过去”的情况,但你知道吗,仙女座星系其实正以每秒约110公里的速度朝银河系飞来

从银河系到仙女系,到底要飞多少年?

按照目前的观测和模型预测,大约在40亿到45亿年之后,这两个星系会发生碰撞合并,到时候夜空会变成另一个样子——如果那时候地球上还有生命的话。

<img src=\"https://picsum.photos/seed/andromeda/800/400\" alt=\"银河系与仙女座星系碰撞合并模拟图\" />

这个数字和我们用帕克探测器算出来的39亿年纯属巧合,但放在一起看挺有意思的,我们这边还在发愁怎么过去,人家那边自己就撞过来了。

碰撞”这个词可能有点吓人,实际上星系合并时空旷得很,恒星之间直接相撞的概率极低,更多的是引力相互作用,把两个璀璨的旋涡结构搅成一团椭圆星系——天文学家给它起了个名字叫“银河仙女星系”

有时候我想,人类大概永远到不了仙女座星系吧,至少以肉身的形式,但这并不意味着追问这个问题没有意义,每一次算出更精确的距离、每一次测出更准确的速度、每一次把探测器的纪录往前推一丁点,我们都在试着触碰那个看起来不可能达成的尺度,帕克探测器飞掠日冕的时候,传回的数据里藏着等离子体湍流的细节,这些东西跟星系际旅行看似无关,但谁知道呢——也许几百年后的人回看这段历史,会觉得我们这个时代的困惑和尝试,本身就挺珍贵的。

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