当我们谈论宇宙时,我们通常以光年为距离单位 。与宇宙中数万光年的距离相比,一光年似乎并不算太远 。然而尴尬的是,以我们目前的科技水平来看,一光年的距离可以说是可望而不可及 。
一光年有多远?为什么1光年是“遥不可及的距离”?真实空中的光速是每秒299,792,458米 。以这样的速度,从地球到达月球只需要1秒多一点 。所谓1光年,是指光在真实空中直线传播一整年的距离,相当于约9.46万亿公里,相当于地球到太阳距离的约63241倍 。
这是什么概念?一个简单的计算表明,如果我们日夜以每小时200公里的速度驾驶一辆跑车,我们大约需要540万年才能跑完一光年 。当然,我们制造的飞船比跑车快得多,那么最快的飞船飞行1光年需要多长时间呢?
到目前为止,人类最快的航天器是帕克太阳探测器,它于2018年8月12日发射了L 空 。在随后的飞行过程中,它不断受到太阳引力的加速,其速度可高达每秒200公里,远超人类其他航天器 。
然而,即使以这样的速度,飞行一光年也需要大约1500年 。需要指出的是,帕克的太阳探测器能够达到如此高的速度,依靠的是太阳强大的引力,但如果它在太阳系外飞行,就不可能达到这样的速度 。
【人类有飞出过一光年吗 一光年等于多少公里】目前人类发射的众多航天器中,预计飞出太阳系的共有5艘,分别是先锋10号、先锋11号、旅行者1号、旅行者2号和新视野号 。
在这些航天器中,最远和最快的是旅行者1号,它于1977年9月5日发射 。目前距离地球的距离约为220亿公里,其飞行速度约为每秒17公里 。以这样的速度,大约需要17600年才能飞行一光年(不考虑太阳引力的减速) 。
显然,这个答案令人沮丧 。即使飞行中不考虑其他问题,只是时间太长,我们人类根本无法接受 。所以,目前1光年是“遥不可及的距离” 。那么在未来,人类有可能突破1光年的距离吗?
说起这个问题,相信大家第一时间都会想到著名的曲速驱动 。它可以扭曲自身周围的时间空高度,从而在不违反相对论的情况下超光速飞行 。遗憾的是,这只是一个理论上的黑科技,至少在可预见的未来,是不可能实现的,所以要看相对现实的技术 。
2016年4月,霍金宣布启动名为“突破恒星”的Ad Astra项目,该项目提出了一种由激光驱动的纳米航天器 。简单来说,这种飞船有一种特殊的“光帆” 。“光帆”号送入太台空后,可以利用地面高能激光阵列提供的激光束为航天器提供持续的动力,从而使其速度越来越快 。理论上讲,这种纳米航天器可以加速到光速的20% 。
也就是说,如果计划成功,飞船飞行一光年只需要五年 。美中不足的是,这款飞船的设计尺寸只有普通邮票大小,只能在Ad Astra中使用 。目前只能指望可控核聚变实现更大规模的星际飞行 。
可控核聚变是人类梦寐以求的能源 。根据相关计算,以核聚变为动力的大型航天器的理论速度可以达到光速的15%左右 。如果核聚变航天器在飞行过程中能够持续收集宇宙中的聚变物质空,其速度将大大提高 。可想而知,如果未来人类真的实现了可控核聚变,那么1光年将不再是“遥不可及的距离” 。
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