人类能走出银河系吗？

　　最核心的硬核约束是逃逸速度，不以人类意志为转移。
　　在人类现有的认知范围内，万有引力定律、能量守恒定律和牛顿运动定律在宇宙中是普遍适用的，这也就衍生出了任何一个天体都有的航天器逃逸速度概念。
　　可以简单理解为：在这个速度下，一个航天器拥有的动能终于和它对天体的重力势能平衡了，动能可以完全转化为势能。
　　再可以简单理解为：这货飞出去后，即便被天体引力拖着不断减速，但它依然能逃到无限远的地方，速度也变得无限趋近于零。
　　只要超过逃逸速度，就肯定能永不回头。
　　显而易见，这个逃逸速度跟天体的质量和跟天体的距离有关系。
　　例如在火星表面，需要5km/s；在地球表面，需要11.2km/s；在木星表面，就需要59.5km/s了。
　　距离天体越远，引力越弱，越容易逃离。例如在太阳表面时，需要600km/s；但是在地球附近，由于距离太阳很远以及地球运动带来的惯性助力，逃离太阳反而只需要16.7km/s了。
　　从地球上看到的银河系一角，已经是无数的恒星（图源：ESO/Y.Beletsky）
　　那么，现在看看银河系。
　　超级巨无霸！
　　这货里面保守估计有1000-4000亿个恒星，直径10-18万光年。在银河系中心，大家普遍认为存在着巨大的黑洞。
　　黑洞的逃逸速度，是超光速。换句话说，连光都逃不出去，只能被困在事件视界内，这也是为什么它叫＂黑洞＂的原因。如果我们住在银河系中心附近，就不用想着逃出去了。
　　幸运的是，太阳系所在的猎户悬臂距离银河系中心很远，我们逃离银河系反而变得＂容易＂很多，所谓的从地球出发逃离用的第四宇宙速度，大家认为只有500+km/s。这个数据众说纷纭，因为大家对银河系的质量、半径之类的并没有精准的认知，但八九不离十。
　　这意味着我们的航天器达到这个速度之后，把它从地球上向着银河系外放出去，只要路上不撞到东西（包括直接冲进大天体引力希尔球），就肯定能逃出银河系。
　　可是，给一个有一定质量的航天器（哪怕仅有几吨吧）获得500km/s的速度增量，现在的人类科技还远远做不到。
　　即便是借助其他大型的恒星引力助力，对于现有的人类而言更是理论而已，因为我们对系内充满了未知。面对的风险远远超过用木星金星的借力，还不如不做。
　　从第三宇宙速度（逃离太阳系）的16.7km/s，到第四宇宙速度的500km/s，看似只有30多倍的增长。但动能公式告诉我们，航天器的最终动能需求会是速度的平方，也就是1000倍！这些都直接反映到火箭里的一个概念，特征能量C2。
　　而且目前只能靠火箭来弄，摄星计划之类的都是幻想，因此实际情况下这个1000倍会进一步增加。因为这也带来了一个大问题，火箭自己也是重量、也要消耗到巨大的能量啊，更何况最终能量要求是暴增到逃离太阳系的1000倍，自身出发时需要的变化要更多。火箭越重，自己连飞都飞不起来了，还有个毛线用处。
　　现在人类的火箭极限是什么呢？用我《下一站火星》书里的原话好了，新视野号，
　　新视野号是人类史上唯五、且最快的逃离太阳系探测器，可悲的是最近20年内人类都没有新的逃离太阳系任务了（图源：NASA）
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　　探测器的动能来自火箭，根据动能定理(能量跟速度的平方成正比)，探测器 飞得稍远一点就需要更高的速度逃离，对火箭供能的要求会大幅提升。
　　一次彻底摆 脱太阳引力的任务对火箭要求极高，目前仅有 2006 年发射的新视野号在离开地球 和太阳时达到并超过这个速度(相对太阳速度在 45 千米 / 秒左右)，当时是一个 重达 569 吨的宇宙神 V-551 型火箭全力推送一个 0.478 吨重的探测器。
　　其他四个目 前能够脱离太阳系的探测器(1972 年先驱者 10 号和先驱者 11 号，1977 年旅行者 1 号和旅行者 2 号)就要依赖木星等各大行星的＂引力助推＂才可能实现，甚至新 视野号在飞行途中也受到木星＂助推＂。
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　　人类历史上只有的这一个探测器能直接飞出太阳系，代价是569吨火箭全力推0.478吨。
　　要把最终的速度提升到逃离银河系、相对新视野号再提升1000倍的动能，显然是远远远不够的，人类做不到，连擦个边都是奢望。
　　而且即便达到了又如何呢，一旦出发后巨大的引力便会让航天器迅速减速，旅程实际上在越来越慢。
　　再以人类史上距离地球最远的航天器旅行者一号为例，自从1977年发射至今天（2022年2月26日），它已经连续工作45年之久了，旅途远达惊人的233亿千米。
　　但这个距离，光速仅需要21个半小时就可以走完了，还不到一光天。
　　而且旅行者的速度还在不断降低。
　　就算抵达距离太阳最近的恒星半人马座，都需要至少数百万年。
　　人类历史才几千年，几百万年太遥远了。
　　这还是最近的恒星，银河系里可是有数千亿颗恒星呢。
　　人类几十年的寿命，在这种尺度算个啥。
　　要逃离银河系，就基本是搞笑了，来自低级文明的奢望。
　　而最近地球上发生的事情已经告诉我们了；
　　这个文明，连自己内部的一些小冲突都搞不定，甚至随时都可能走向自我毁灭。
　　连最基本的银河系逃逸速度都搞不定，还随时可能自己作死，你说肉身能不能逃出去？
　　人类撑死能发点人类文明的信息向宇宙深处发去，然而也会迅速淹没在巨大的背景辐射中去了。