坐稳扶好,咱们来算算穿越银河系要花多少零食

去年秋天我在阳台晾衣服,抬头看见一条灰蒙蒙的光带跨过夜空，室友探出脑袋说了句“银河系真大啊”，我随口回了一句“可不是,旅行者号飞了四十多年还没出太阳系呢”，这句话说完我自己愣住了——旅行者号要穿越整个银河系,那得是什么概念？

我第二天就开始翻资料算这笔账,发现这事儿比我想象的还要离谱，咱们先别急着算时间,先把银河系的尺寸搞清楚,不然容易把自己绕晕。

银河系到底多大,用咱们能理解的方式说说

银河系是个旋涡星系,形状像个煎饼中间鼓个包，中间那个鼓起的地方叫核球,从核球甩出去几条旋臂,太阳就窝在其中一条叫“猎户臂”的支臂上,距离银河系中心大概6万光年。

参数	数值	换成能想象的比方
银河系直径	约10万至18万光年	如果太阳是颗绿豆,银河系大概有地球那么大
银河系厚度	约1000至3000光年	一盘煎饼的厚薄比例,直径是厚度的几十倍
太阳系所在位置	距中心2.6万光年	住在三环外,不在市中心
恒星总数	约1000亿至4000亿颗	地球上每粒沙子对应几十颗恒星

旅行者1号现在是离地球最远的人造物体,飞行超过46年,目前距离地球约240亿公里，这个数字大到让人发懵,我换个说法——光从太阳走到地球只要8分多钟,走到旅行者1号现在的位置要22个多小时，46年飞下来,旅行者号才走了光一天不到的路程。

而银河系的直径是10万光年起跳,你能感觉到这两个数字之间的鸿沟了吧。

来,动手算一下穿越要多久

费曼说过一句话,大意是你觉得自己懂了某个东西,就去试着给奶奶讲一遍,卡壳的地方就是你没真懂的地方,那我试着把这笔账清楚算出来。

旅行者1号现在的飞行速度大约是每秒17公里，听上去很快——北京到上海一秒半就到，但在宇宙尺度下,这个速度慢得让人想给它递杯咖啡提提神。

光速是每秒30万公里，旅行者号的速度差不多是光速的一万八千分之一，也就是说,光走一年的距离,旅行者号要吭哧吭哧飞一万八千年。

那穿越直径10万光年的银河系要多久？

• 光走完直径: 10万年
• 旅行者号走完直径: 10万年 × 18000 = 18亿年

18亿年。你没看错。

做个对比:恐龙灭绝是6500万年前的事,寒武纪生命大爆发大约5.4亿年前，18亿年前,地球上连多细胞生物都还没影儿,大气里氧气含量跟现在根本不是一回事。

换句话说,如果旅行者号从18亿年前的地球出发,奔着银河系对面飞,到今天它差不多刚好飞完整条直径，这中间地球上会发生什么？单细胞变多细胞,鱼类登陆,恐龙称霸又灭绝,哺乳动物登场,猿人学会用火,人类建起城市然后又造出了旅行者号本身——所有这些折腾,在旅行者号一趟星际穿越的时间里可以上演好几轮。

旅行者号本身的故事,比数字更有温度

1977年发射的时候,旅行者号的任务目标其实是木星和土星，后来引力弹弓效应给了它加速,让它越飞越远，1990年2月14日,旅行者1号在距离地球60亿公里的地方回过头,拍了一张叫“暗淡蓝点”的照片——地球在照片里只是一个像素大小的淡蓝色光点。

卡尔·萨根后来写了一段让人起鸡皮疙瘩的话,大意是:看看那个小点,那就是这里,那就是家,那就是我们，所有你爱的人、你认识的人、你听说过的人,所有曾经存在过的人类,都在那颗悬浮在阳光中的微尘之上度过他们的一生。

旅行者号身上还带了一张金唱片,镀金的铜盘,刻着地球上的声音和图像——海浪声、风声、鸟叫、鲸歌,还有55种语言的问候，唱片封套上用符号标出了太阳系在银河系中的位置,用的是脉冲星的计时信息，万一哪天真有外星文明捡到这玩意儿,至少能按图索骥找到咱们。

但这张唱片能在太空里保存多久？按照NASA的估算,星际空间里微尘撞击的侵蚀作用极其缓慢,金唱片理论上可以撑几十亿年，某种意义上,旅行者号正在成为地球文明留在宇宙里的一个时间胶囊,飞得越远就越像一封信,信封上没写收件人。

那人类能不能以更快的方式穿越银河系?

如果旅行者号的速度远远不够,那理论上有没有更快的办法？我翻了一些宇宙航行相关的文献,发现物理学家们确实想过不少方案,但每一条都卡在不同的地方。

• 化学火箭:比旅行者号强不了太多，靠燃烧推进剂获得推力,比冲受限,想把载荷送到近光速需要携带的燃料质量高到不现实的程度。
• 离子推进器:比冲比化学火箭高不少,但推力小得可怜,适合深空探测器慢慢加速,毕生积蓄花在提速上,到了地方也不早了。
• 太阳帆 / 激光帆:利用光压持续加速,不用自己带燃料，理论上可以用地面激光阵列推送,把探测器加速到光速的几分之一,但工程难度和能源需求都大得要命。
• 核聚变推进:如果人类能搞定可控核聚变,比冲和推力都能上一个台阶,飞到最近恒星可能压缩到几十年，但技术门槛依然很高,而且银河系穿越也不是几十年能搞定的事。
• 曲速引擎:通过压缩和拉伸时空本身来超光速旅行,广义相对论不禁止,但需要负能量密度的物质,目前只存在于数学推导里。

写到这儿你大概也感觉到了,穿越银河系的关键不是“飞得更快”,而是时间尺度完全超出了人类文明能承受的范围，18亿年的旅程,文明本身能不能撑那么久都是个问题，旅行者号穿越银河系这件事,与其说是“旅行”,不如说是“漂流”。

上次我跟室友聊这些的时候,他沉默了一会儿说:“所以旅行者号其实是一艘永远到不了对岸的船。”我想了想,不是的,它会到,只是到的时候“旅行者”已经不在了，它将在银河系里一直飘着,慢慢绕行,最终成为一颗安静的人造小天体,上面刻着几十亿年前某个蓝色星球上曾有人类存在过的证据，想到这儿,居然觉得挺浪漫的。