到比邻星要多久,人类何时能去那个三体世界一观?
《三体》小说描述的三体世界,是以比邻星为背景的,那里有三颗太阳,比邻星是其中最小的一颗,也是距离我们最近的一颗恒星。那里的大致环境状况我在上篇文章《现实中的三体世界在哪里,会与科幻小说描述一样吗?》已有阐述,这里就不展开说了。
海内存知己,天涯若比邻。从银河系尺度来看,比邻星就是我们太阳系最近的邻居,也将是人类走向恒星际的第一站,由此人们对那里充满了兴趣,天文学家们一直在持续不断的对那里进行了观测,截止到2022年2月份,发现比邻星至少有3颗行星相伴,而且在其中的两颗上可能存在液态水和生命。
实际上,现在用最大最强的天文望远镜,也只能看到这颗红矮星昏暗的亮点,更别说看到比恒星小十数万倍的行星了。现在对比邻星及其行星的了解,是通过观测其光谱变化,科学分析和建模得到的,还只是一个假设和猜想,要真正证实这个三体世界的样子,还得要派出探测器或载人飞船到那里一观。
可惜,这颗恒星虽然距离太阳系最近,也有4.22光年,也就是约40万亿公里,凭着人类航天技术,对于这种恒星际尺度还是可望不可即。那么人类何时能够到比邻星一观呢?我们来分析了解一下。
先了解一下目前人类的宇航水平
人类制造发射的无人探测器飞行最远的叫旅行者1号,这艘由美国NASA于上世纪70年代发射的探测器,在太空孤独的飘荡了45年,现在已经到达距离我们238亿公里的太阳系外围,前几年就飞越了太阳风顶层,接触到了太空星际等离子体,可以说已经进入了星际空间。
但太阳系的范围被普遍认为是一个半径1光年左右的球体,这个球体边缘包裹着一个彗星外壳,叫奥尔特云。当然这还是假设,而且这个外壳远没有人们想象的那么密集,总体是很稀疏的,稀疏到观测太阳系外的宇宙空间毫无遮挡,探测器想要撞上一颗小行星或彗星比中彩票大奖的概率还要小很多。
旅行者1号目前的速度为每秒约17公里,凭着这样的速度,要飞出太阳系的奥尔特云带还需要17600年,要飞到比邻星需要74000多年。
现在飞行最快的人造探测器为帕克太阳探测器,它依靠行星和太阳引力加速,现在的飞行速度已经达到每秒100公里以上,到2024年12月底,帕克探测器将在距离太阳仅600万公里的高温日冕中掠过,届时速度将达到每秒200公里。
如果造一艘这种速度的探测器飞往比邻星,需要1500年。
而且,这些探测器都是无人探测器,如果要改成载人宇宙飞船,还有许多无法克服的难关,如动力、燃料、生命保障系统等等。即便这些能够克服,一来一回也需要3000年,这得选拔多少童男童女,在遥遥征途中传宗接代多少代,才能够归来啊。
即便能够归来,地球早就物是人非了,谁知道谁啊。
结论:凭着人类现在的航天速度,前往比邻星考察是完全不可能的。
那么,未来什么时候有条件前往比邻星呢?
人类的足迹目前还只到达过距我们平均约38.4万公里的月球,无人探测器已经光顾过太阳系所有行星和部分矮行星、小行星,飞得最远的无人探测器还只有237亿公里,如果折算成光年只有0.0025光年。因此,这点距离与比邻星4.22光年距离完全不是一个数量级。
人类多久能够前往比邻星考察呢?据目前世界一些航天计划来看,大概需要100年。
这个让人类有望飞出太阳系,走向深空的计划叫"百年星舰"计划,是老美的NASA(航空航天局)和DARPA(国防部高级研究计划局)联合开发的一项宇宙探测计划,目标是在百年内让人类飞跃太阳系,抵达其他恒星系统。
这个计划的关键是要设计制造出一艘适合星际旅行的太空船,网上披露的信息有:星舰设计整体重达5万吨,由核聚变能源驱动,能达到12%光速的速度在太空飞行;更激进的研究计划认为,星舰最终的速度要达到四分之一光速。
如果达到光速的12%,前往比邻星也需要至少35年时间,如果探险者出发时是20岁,回来时至少也有90岁了;如果达到光速四分之一,到比邻星就只需要16年多点,来回有40年就足够了,这样一个20岁的探险者前往比邻星回来后,年龄才60岁,还是正当年呢。
因此,只有将飞船速度提升到光速的五分之一以上,加上人类寿命的提升,才能在一代人之间完成一次比邻星往返之旅。有人担心在这种高速飞船中时间膨胀效应,会不会回来后物是人非呢?
这种担忧是多余的,因为时间膨胀效应在非常接近光速时才显现得很明显,25%光速时间膨胀效应只有约1.03倍,也就是说,飞船中的人比地球人时间会慢3%,这样4.22光年距离来回探险者们花了33.76年,地球人过了34.77年。
也就是在地球家园的人们只会比乘坐25%光速飞船的探险者们老了1岁,这点年龄变化在六七十岁的人们基本看不出来,只是由于各自经历的环境不一样,会对人的面貌影响更大。
百年星舰计划获得时任美国总统克林顿的支持,于2012年9月13日正式启动。后来,这项计划还沸沸扬扬了一阵子,飞船想象图和首任船长都出台了,但近年来却鲜有消息,是在低调秘密的进行,还是搁浅了,不得而知。
此外还有英国上世纪70年代提出的代达罗斯计划,以及老美提出的猎户座计划,都是建造高速飞船或无人探测器,前往比邻星等附近恒星系统的计划。前者被认为由后来启动的百年星舰计划继承,后者是采用核弹连环爆破方式加速探测器,由于资金短缺以及对核弹污染环境争议很大而废弃。
那么,只有百年星舰计划还没有正式宣布停滞或失败,这是世界上迄今为止唯一已经启动的载人深空远航长远规划,如果能够成功,人类很可能将在本世纪末飞出太阳系,飞向半人马座的比邻星。
无人探测器会早一些到达比邻星吗?
著名的物理学家、科普作家霍金在生时,启动了一项叫突破摄星的计划,这个计划的核心就是发射一系列迷你探测器前往比邻星。
霍金团队的设想是,制造1000艘迷你探测器,这种探测器只有指甲盖大小,是一种质量为克级的晶片,上面安装有迷你摄影机、光子推进装置、动力系统、导航和通讯设备。这种探测器用火箭一次就能发射1000艘。
当火箭将这些探测器发射到地球轨道后,探测器就会张开巨大的光帆,这时,地球上安装的高能激光阵列将精准照射光帆,为光帆加速。经过间歇性持续加速,最终将光帆载着的探测器加速到光速的20%,也就是秒速6万公里。
这样,只要21年就能到达比邻星,拍摄和探测那里的情况再发射回来,电波传递4.22年就到达地球,人类就知道那里的基本情况了。
但事情并没有想象得这么简单,许多中外科学家认为,这个计划本身实现的可能性不大。首先,这么小的一艘探测器,要搭载摄像设备、动力系统、推进装置、导航和通讯设备,目前的技术是难以实现的;第二,激光推动光帆达到光速的20%,也是天方夜谭,因为要将1克物体加速到光速的20%,至少需要400多吨TNT炸药的能量,地球发射的激光还要经过大气层的衰减,不可能形成这种能量。
还有,4.22光年距离,需要极为精准的导航和方向调节系统,失之毫厘谬以千里,稍有差池这些探测器就会不知所踪;而这么远的距离,通讯传输要强大的功能,小小的迷你探测器上的通讯设施能做到吗?
即便解决了上述问题,这些探测器到达比邻星时是不可能刹车的,每秒6万公里的速度掠过,摄像和探测装置必须在那电光一闪的瞬间,及时开启摄像和探测装置,获得比邻星和整个南门二三合星的情况,并发射回来,能精准做到吗?
而项目的主要发起人霍金于2018年去世了,之后,突破摄星计划鲜有报道,现在是否还在进行,是否有进展都不知道了,我想这个计划或许还只是一个科幻。
那么,人类到底能否到比邻星一观呢?答案是肯定的,只是时间问题。现在人类社会已经进入了科学信息爆炸式发展的时代,许多科幻正在变成现实。就在1月24日,美国NASA局长比尔·尼尔森宣称,将在2027年展示未来奔赴火星用的热核发动机研发成果,这种发动机能够让宇航员在深空飞得更快,更早到达目的地。
因此,我认为人类前往比邻星一观的愿望一定能实现,而且很可能会在本世纪末之前实现。对此,各位怎么看?欢迎讨论。
CBA常规赛浙江稠州金租胜苏州肯帝亚3月9日,浙江稠州金租队球员吴前在比赛中上篮。新华社发(王须中摄)当日,在江苏苏州举行的20222023赛季中国男子篮球职业联赛(CBA)常规赛第32轮比赛中,浙江稠州金租队客场以
央视直播!辽篮四大内线围剿山东双塔,麦克勒莫首秀杨鸣复仇战卫冕冠军辽宁男篮在昨天大比分击败了上海男篮,迎来了主场的首场胜利,可喜可贺。但是球队绝对不仅于此,除了郭艾伦没有登场之外,昨天几乎是全员登场,更为重要的是大外援莫兰德正式迎来了本赛
曝15英寸的MacBookAir仍将在4月发布或搭载M3芯片CNMO新闻DisplaySupplyChainConsultants(DSCC)首席执行官RossYoung表示,苹果传闻中的新款MacBookAir仍有望在4月推出。Young
手机充电一夜不拔,对电池伤害大吗当下年轻人有众多强迫症,让手机保持满电恐怕是其中之一。屏幕右上角满满当当的小电池是不少人外出的定心丸,哪怕手机还有大几十电量,有的人还是一有机会就要插上充电器。到晚上睡觉前,很多人
创业者扎堆冲向ChatGPT风口,融到钱只是第一步ChatGPT火爆,令一级市场的热潮来得比往年更加猛烈。ChatGPT把去年躺平的中国创投圈都炸醒了。出门问问CEO李志飞几天前在朋友圈写道。一位人工智能领域科学家发了条朋友圈说V
沅陵100名优秀教师喜获辰州矿业圆梦专项基金奖活动现场举行颁奖仪式。红网时刻新闻3月9日讯(记者张兴诚通讯员瞿宏红周欣)日前,第四届沅陵县教育局公益年会暨辰州矿业圆梦专项基金优秀教师颁奖活动举行。该县官庄镇沅陵六中金山学校官庄
申花三大新外援即将到位,已得到名记确认,都是当打之年的王牌日前,申花跟队记者姬宇阳透露了球队引援最新进展。姬宇阳表示申花外援补强工作进展非常顺利,如果不出意外的话中锋边后卫后腰位置都会来新人。这三位新外援将正式到位,接受主帅吴金贵的考察。
易米女神说致敬她力量摘要致最美的你们。3月8日国际劳动妇女节,是为庆祝妇女在经济政治和社会等领域作出的重要贡献和取得的巨大成就而设立的节日。我们致敬历史上为争取妇女地位作出贡献的杰出女性,致敬生活中为
刘诗诗迎36岁生日!吴奇隆宣传新综未送福,杨幂破不和疑为利联手3月10日,迎来85花刘诗诗36岁生日,成为全网热议话题,粉丝们纷纷送上祝福与恭喜。工作室更是积极,在12点刚过,就发布女神生日照,不管是生日现场画面,还是刘诗诗的美照,一口气让大
德印推动扩大双边合作2月下旬,德国总理朔尔茨对印度进行了36小时的闪电访问,以期在防务和经贸等领域进一步密切与印度的关系,持续扩大在亚太地区的影响力。这是朔尔茨就任以来首次访问印度,体现了德国经略亚太
加快塑造竞争新优势来源经济日报习近平总书记在参加十四届全国人大一次会议江苏代表团审议时强调,加快构建新发展格局,是推动高质量发展的战略基点。这既是对我国发展新机遇新挑战的深刻认识,也是对我国客观发展