可不可以飞到银河系？一个晚上，我陪女儿数星星时问出的傻问题

昨晚天气不错，我带着五岁的女儿在小区草坪上铺了张垫子，城市光污染严重，能看到的星星不多，但猎户座的腰带三颗星还是清晰可见，她突然指着夜空问：“爸爸，我们能飞到那个银河里面去吗？”

我愣了一下，这个问题，其实我自己小时候也问过，那时候看了《星际迷航》，总觉得开着企业号飞船，嗖一下就能跨越星系，但真正的答案是什么呢？我想了想，觉得这问题值得好好聊一聊——不是敷衍孩子的那种“不能”，而是把“不能”背后的东西掰开揉碎说清楚。

先把尺度问题摆出来，不然没法聊

银河系到底有多大？数字报出来很吓人，但光看数字其实没什么感觉,我试着用生活里的东西比一比。

我们所在的银河系，是一个棒旋星系，直径大约 10 万到 18 万光年，这个数字意味着什么呢？光一秒钟能绕地球赤道七圈半，一年能跑大约 9.46 万亿公里，乘以十万,这个数字大到人类大脑已经不太能处理了。

如果按最近的研究，有些观测认为银河系的暗物质晕可能延展到直径近 200 万光年，但可见物质的主体盘面，我们就按 10 万光年来算。

我们太阳系在什么位置呢？在距离银河系中心大约 6 万光年 的一条旋臂上，叫猎户臂，银河系中心在人马座方向，那里恒星密集得像个巨大的光球，我们站在地球上往那个方向看，看到的其实是银河系盘面的截面，所以我们才会在夜空中看到一条雾蒙蒙的光带——那就是古人说的“天河”。

我女儿问我：“那银河是不是一条河？”我说：“不是，那是一条由几千亿颗太阳挤在一起组成的亮带。”

参照物	距离	光需要走多久
月球	38 万公里	3 秒
太阳	5 亿公里	3 分钟
比邻星（最近的恒星）	2 光年	2 年
银河系中心	6 万光年	6 万年
仙女座星系（最近的大星系）	254 万光年	254 万年

你看这个表格就明白一件事：我们人类目前走得最远的东西，是 1977 年发射的旅行者一号，它飞了四十多年，现在距离地球大约 240 亿公里，换算一下还不到 002 光年，它要飞到最近的恒星比邻星，按现在的速度,得花七万多年。

而比邻星只是我们“后院”里的邻居，要从比邻星继续飞到银河系中心，那是两万六千光年，跟旅行者走过的路比起来,差了十几个数量级。

那人类现在最快的飞行器，飞到银河系需要多久？

我知道有人会说：“科技会进步的啊，过几百年说不定就有曲速引擎了。”对，科幻作品里确实设想了很多种超光速的方案，但这些方案目前都卡在物理学的最底层矛盾上，我们后面再说，先说一个现实的参照：如果我们只用今天已经验证过的推进技术，飞到银河系的任何一个有意义的目的地，时间尺度都长到荒谬。

我们来算笔账，帕克太阳探测器是目前人类制造过的最快飞行器，它在近日点借助太阳引力，最高速度能飙到每秒约 192 公里，这个速度大概相当于光速的 064%,听起来还不错？

用这个速度来跑我们刚才的距离表,会是什么情况：

• 飞到比邻星，需要大约 6600 年。
• 飞到银河系中心，大约需要 4000 万年。
• 要穿越银河系盘面，时间超过 1 亿 5000 万年。

一亿五千万年是什么概念？恐龙灭绝是在大约 6600 万年前，也就是说，假如恐龙时代有一艘飞船从银河系这头出发，用帕克探测器的最快速度飞,到现在还没走完五分之二的路程。

这不是技术问题，这是尺度问题，银河系太大了，大到运动速度本身如果不能突破某种物理极限，航行时长就会彻底失去生物学上的意义，就算把人冷冻休眠，飞船自身材料的耐久度也撑不了上亿年——更不要说在星际介质中以高速飞行,每撞上一粒尘埃都相当于被微型炸弹轰一下。

为啥不能超光速？这个问题绕不过去

我读大学那会儿，有个教相对论的老师说过一句话，我记到现在：“不是我们造不出超光速引擎，而是光速本身就不是一种‘速度限制’，它是时空结构的一部分。”

这句话我当时没完全懂，后来补了很多资料才慢慢理解，根据爱因斯坦的狭义相对论，一个具有静质量的物体，越接近光速，所需要的能量就越大，把它加速到光速本身，需要无限大的能量，这不是工程问题，不是一个更好的发动机就能解决的——它是因果律的物理极限。

那科幻里的“曲速引擎”呢？它设想的是把飞船前方的时空压缩，把后方的时空膨胀，飞船本身在“曲速泡”里不运动，所以不违反相对论的局域速度限制，这个设想来自物理学家阿尔库别雷在 1994 年提出的一种时空度规解，听着很美,但有两个致命问题。

第一，它需要一种叫“负能量密度”的东西，或者说奇异物质，我们在实验室里能在极微观尺度上通过卡西米尔效应观测到类似负能量的现象，但做成宏观尺度的稳定时空泡，目前没有任何理论和实验支撑，第二，即使能够造出来，曲速泡内部和外部视界附近可能会积累毁灭性的霍金辐射,飞船会被瞬间烧毁。

另外一种设想是虫洞，也就是虫洞式的时空折叠，爱因斯坦-罗森桥在广义相对论里确实是数学上的一个解，但要让虫洞维持开放状态，同样需要奇异物质来抵抗引力坍缩。《星际穿越》里那种“高维生物帮忙”的情节，是艺术处理,不是物理方案。

换句话说，目前没有任何一个被公认的物理理论，可以让我们绕过光速这道墙，每次有朋友兴冲冲跟我说“量子纠缠不是超光速了吗”，我就摇头，量子纠缠不能传递信息，它那个“鬼魅般的超距作用”不是真正意义上的运动,信息传递仍然受制于光速。

就算不飞出银河系，银河系内部飞一飞行不行？

我问女儿：“如果咱们不去银河外面，就去银河系中间那颗最亮的星星看看呢？”她想了想说：“那也行。”

其实太阳系自身就在绕着银河系中心转，太阳带领着整个太阳系，以每秒约 220 公里的速度在银河系盘面上狂奔，这个速度已经比帕克探测器还快一点了，但即使以这个速度，绕银河系一圈也要大约 3 亿年，地球诞生 46 亿年以来,也就绕了大概二十圈。

所以严格来说，我们所在的整个太阳系，其实一直都在银河系里“飞”，只是这种飞，是一种我们感受不到的宏大移动，就像你坐在高铁里看窗外,远处的山几乎不动一样。

但要说“飞到银河系的另一块区域”，那就是另一回事了，距离最近的旋臂——比如从猎户臂飞到英仙臂——跨度也在几千光年量级，如果用现实推进技术,时间仍然在百万年到千万年级别。

于是问题又回来了：不是不能动，是动得实在太慢了,慢到人类作为一个物种根本等不起。

人类到底想飞到哪里去

我有时候觉得，“飞到银河系”这个问题与其说是天体物理问题，不如说是一个关于“人类为什么要抬头”的问题。

我们这代八零后，小时候肯定都看过《银河英雄传说》或者《太空堡垒》，甚至更早的《2001 太空漫游》，那种“人类终将走向星辰大海”的叙事，渗进了我们很多人的骨头里，但人到中年，我开始意识到,真实宇宙并不负责满足人类的浪漫想象。

银河系里有大约 1000 亿到 4000 亿颗恒星，保守估计行星数量比恒星还多，那里面的世界，可能是我们永远无法亲手触碰的存在，开普勒太空望远镜和一些系外行星搜寻项目，已经发现了不少处在宜居带的岩质行星——比如比邻星 b，就在和我们相距仅 4.2 光年的比邻星旁边，但以人类现有的技术,连派一个探测器去那边拍张照片都做不到。

这种无力感很奇怪，我们这代人对宇宙的认知，可能比任何前人都更精确；我们同时也比任何前人都更清晰地意识到：我们哪儿也去不了。

但这不意味着抬头看星星没意义，我女儿现在还处于会把猎户座叫成“那个三颗灯”的年纪，她不懂光年，不懂相对论，不懂什么负能量，但她会问能不能飞去银河，而这个问题逼着我把这些枯燥的东西重新翻出来，用一种她暂时还听不懂的方式先整理一遍，等她长大了，也许某一刻突然想起来：哦，原来我爸当年说的那些,是这个意思。

技术方案	理论可行性	实际瓶颈
化学火箭 + 引力弹弓	已有	速度太慢，不适用星际航行
核脉冲推进（猎户座计划）	原理可行	核污染、条约限制，速度仍远低于光速
太阳帆 / 激光推进（突破摄星）	小尺度验证中	仅适合微型探测器，载人困难
曲速引擎（阿尔库别雷度规）	数学上有解	需要奇异物质，工程上无实现路径
虫洞	广义相对论允许	不稳定，需要奇异物质，未观测到
代际飞船（世代飞船）	技术上可讨论	生态系统封闭、社会伦理、材料耐久等

这个表格差不多就是目前人类能想到的所有正经方案了，没有一个是能让我们在有生之年飞到银河系别处的，代际飞船听起来最“老实”，但它本质上是一艘永不停靠的诺亚方舟，要解决的环境、能源、基因多样性、甚至是飞船上人类社会如何不崩溃的问题,可能比推进技术本身更难。

最后我没跟女儿讲这么多，我就跟她说：“银河太远了，现在的飞船要飞很久很久，可能等你长大变成老奶奶了还没飞到。”她想了想说：“那我先吃饭，吃饱了再想。”跑开了。

我觉得这个答案也挺好，有些东西，暂时飞不到就暂时飞不到吧，它挂在天上,至少还能给我们一个抬头看的理由。