茫茫宇宙为何遇不见它们?地球太远了,来一趟的代价太大了!

栏目:生活资讯  时间:2023-04-18
手机版

  费米悖论是指高概率估计地外文明存在与缺乏相关证据之间的矛盾。几十年来,许多科学家对费米悖论提出了几种解释,包括星际殖民完全遵守渗流理论基本规则的可能性。美国宇航局系外行星系统科学研究中心(NExSS)的研究人员提出了这样一个观点:人类为什么找不到外星人?或许对于外星人来说,造访地球的代价可能太大了。

  

  什么是渗透理论?

  渗流理论最初用于解释流体在多孔介质中的流动,但它已被用于许多方面。例如,用来讨论外星人问题的是说银河系处于不平衡状态。有些地区的星系比较集中,有些地区的星系比较稀疏。而我们的地球就在银河系外围,相当于在第五环之外。所以住在城里的朋友自然不愿意千里迢迢去郊外逛逛。

  

  费米悖论背后的主要假设之一是:仅银河系的恒星数量就有4000亿颗,宜居带内的行星就有数亿颗。先进的地外文明应该已经占据了我们的银河系。相当大的比例。作为探索和扩大其文明范围的自然动力的一部分,先进文明肯定会殖民其他星系。

  如果星际旅行对于高级地外文明来说是可行的,那么反过来,阻碍人类星际旅行的最大困难是什么?毫无疑问,答案一定是技术。简而言之,航天器从一颗恒星到达另一颗恒星所需的能量非常高,尤其是涉及大型载人航天器时。

  无法达到光速!

  爱因斯坦的“狭义相对论”本质上说,光速是物体无法达到的绝对极限。根据公式E=mc2,物体的能量等于物体的质量乘以光速的平方。也就是说,当一个物体接近光速时,它的质量总是会增加。一个物体要达到光速,必须消耗无穷大的能量来加速。一旦达到光速,物体的质量也会变得无穷大。因此,除非我们的物理学发展发生巨大的变化,否则不可能达到光速。

  

  以目前速度最快的星际探测器航海者一号为例,时速约为17公里/秒,到达离地球最近的恒星需要数万年。如果速度提高一百倍,需要一百年才能到达半人马座阿尔法星。

  在众多寻找外星人的理论中,不得不提的是哥白尼原理。它所说的是人类或地球在整个宇宙中没有任何特殊的地位或重要性,即在考虑智能生命的可能性时,不应假定地球或人类是独一无二的。

  但关于哥白尼原理最大的争论是,如果地球不特殊,为什么至今还没有发现地外文明或智慧生命?或者根本就没有外星人,或者他们相距太远无法交流?

  

  如果我们接受哥白尼原理作为我们的指导原则,我们将不得不承认任何智慧物种都将面临与我们在星际飞行中遇到的相同挑战。由于我们没有预见到这些问题的解决方案,除非我们对物理学的理解取得重大突破,也许其他物种也不会。这可能是“伟大的沉默”的原因吗?

  星游贵!

  太空探索是有代价的。1961年至1973年间,美国实施了“水星计划”、“双子星计划”和“阿波罗计划”。其中,前两个计划为美国登月奠定了基础,耗资23亿美元和100亿美元;而“阿波罗计划”的造价高达2540亿美元。所有这些成本加上通货膨胀,折合今天的美元应该超过2000亿美元。

  

  而美国雄心勃勃的“阿尔忒弥斯(Artemis)计划”将在4年内重返月球,预算高达350亿美元。而这300多亿美元还不包括目前的研发,如太空发射系统火箭(SLS)、猎户座飞船、载人着陆系统(HLS)和机器人的研究任务。

  光是降落在地球唯一的一颗卫星上,就花那么多钱。如果要执行星际任务,成本可想而知。

  星际旅行需要什么样的发动机?

  自太空时代开始以来,科学家们已经理论化并提出了许多将探测器发送到离地球最近的恒星的方法。这些理论提议都有一个共同的关注点:人类能否在一生中到达半人马座阿尔法星(距离地球约4.2光)。其中最直接的无疑是“猎户座计划”(1958-1963年),它将依赖一种称为“核脉冲推进”(NPP)的方法。

  

  猎户座计划由泰德泰勒(美国军方核弹头的主要设计者之一)和普林斯顿高等研究院的物理学家弗里曼戴森领导,他们提到“核脉冲火箭"由StanislawUlam构想,他在1947年帮助设计了最早的氢弹。设想通过利用一系列微型原子弹爆炸的能量来推动大型星际飞船。

  不管这个计划可行性如何,确实简单直接有效,理论上可以达到5%的光速。然而,根据戴森在1968年的估算,一艘“猎户座”飞船的重量在40万到400万吨之间,造价需要3670亿美元(换算成现在应该是2.75万亿美元)。可以想象,该计划最终无济于事。

  另一个想法是核动力火箭-代达罗斯计划(ProjectDaedalus)。研究的概念。代达罗斯设计的飞船也非常庞大,需要在太空中建造。它重54,000吨(几乎全部是火箭燃料),是一种由电子射线点燃的氘/同位素氦3混合物。一个能达到7.1%光速的,可以在50年内到达巴纳德星(Barnard'sStar,距地球5.9光年)。如果按照现在的价格建成,将接近6万亿美元。其实这两个计划都是在上个世纪就构思出来的。经过几十年的技术发展,是否有新的可行方案?有!

  

  物理学家杰拉尔德·杰克逊(GeraldJackson)和史蒂文·豪(StevenHowe)向NASA推销了一个“反物质推进器”。不幸的是,制造反物质并不容易,一克反物质燃料估计耗资约1万亿美元。根据NASA报告,两级反物质火箭将需要超过815,000吨燃料才能到达大约40年后比邻星。

  因此,以目前人类的星际旅行想法是不切实际的,除非有几项重大的技术发展来降低相关成本。同样,外星人也不太可能探索到他们领土以外的地方。外星人表示:“地球太远了,又没有高铁,我就不来了!”

上一篇:原创她曾与谢霆锋一见钟情,陈冠希为追她直接戒烟,网友:幸亏你都没答应!
下一篇:智己LS7亮相大河车展,交付首月就进高端纯电SUV前三