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如果距离1200光年的类地球行星可以生存,人类如何才能到达那里?

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别说1200光年外,就是1光年之外的有类地行星,现在人类抵达那里都够呛,按照现在的航天技术,抵达1光年之外少说两万年,当然是不可行的。诸如旅行者1号这样的速度,即便是载人也无济于事,无法抵达那么遥远的地方。人类如何才能到达那里?最关键的就是提升宇航动力,有变革的技术出现,比如核聚变发动机等,或者利用时空特点进行宇宙航行的技术,比如曲速驱动等,目的就是短时间内抵达目的地。

不然的话,长距离的深空飞行是没有意义的,即便要飞上数百年的时间,也是不行,更不用说上万年了。对人类寿命而言,飞行数年的时间应该说是个极限,如果飞行数十年,那么就有点长了,人类未必能够在封闭空间内呆这么久。生理上的缺点可能会暴露出来,导致更大的问题出现。如果飞行两年抵达距离1200光年的类地行星,那这样的飞行才有意义,也具备向其他行星移民的基础。

深空飞行的主要难题有两个方面,第一个飞船的问题,动力系统要先进,时间才能缩短,还有可靠性要高,半路上坏了可没法修。第二个是人类自身的问题,如何克服心理上的问题,在封闭空间中呆足够久的时间。在许多科幻电影中,飞船本身没有问题,反而是人类心理上的变化导致了任务失败,还有一点,万一遇到外星人该怎么办,这也是一个无法回避的问题,也是宇宙中最大的谜团。

就目前的宇航科技水平来说,人类无法到达1200光年之外的外星世界,最多只能派遣无人探测器。即便探测器能够飞到那颗系外行星,但所需的时间将会很久。如果以现阶段人造航天器的极限速度——朱诺号在飞往木星的途中创下的73.6千米/秒,那么,飞到1200光年(1.1亿亿千米)之外所需的时间为490万年。

此前,美国宇航局提出星际任务,打算在2069年(人类首次登月100周年)发射一艘无人星际飞船,使其能以最高速度光速的10%飞向南门二。但即便以这个速度,并且不考虑加减速的时间,飞到1200光年之外仍需1.2万年的时间。

因此,1200光年对于目前的人类而言太过于遥远。不过,我们可以畅想一下未来。

未来人类进行星际旅行比较合理地做法是以1g加速度加速飞行旅程的一半,然后再以1g的加速度减速飞行旅程的另一半,这样人类在星际旅行中不会出现过载的情况。如果以1g加速度加速足够长的时间,在计算过程中就不能再使用经典物理学中的匀加速运动公式。此时,需要考虑相对论的时间膨胀效应。正是由于这种效应,才会使得星际旅行变得现实。飞行距离d(地球参照系的距离)、飞船系的时间ΔT和加速度a的关系式如下:

代入d=600光年,a=1g(9.81米/平方秒),可以计算出飞船系的时间ΔT≈6.9年。但对于地球上的观察者而言,宇宙飞船飞行半程所需的时间Δt为:

代入数据可以计算出Δt≈601年。

因此,在飞船上的观察者看来,飞完1200光年所需的时间只要13.8年。但在地球上的观察者看来,飞行时间为1202年。利用这种方法,人类可以在短时间内飞过遥远的距离。

此外,如果未来可以研制出可用于星际飞行的虫洞,那么,飞到1200光年之外将是轻而易举的事情。

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