首先我們來了解一下,距離地球一光年的天體是有的,因?yàn)樘栂蛋凑諍W爾特云為邊界,它的直徑在2-3光年左右。
在奧爾特云聚集的是長周期彗星以及太陽系形成之初的一些碎片,被大行星等拋離內(nèi)太陽系。當(dāng)然要說距離我們最近的恒星可能會(huì)稍微遠(yuǎn)一點(diǎn)了,在4.22光年之外的比鄰星,1977年發(fā)射的旅行者一號,它未來可能就會(huì)飛臨這顆恒星。
【航天器飛行一光年需要多久?】
首先我們來看最典型的星際探測器旅行者一號,1977年發(fā)射升空目前已經(jīng)飛行43年距離地球220億公里,它的平均飛行速度大約是17公里每秒,那么飛行一光年的距離用30萬直接上17最終的結(jié)果就是所有時(shí)間,大約為1.76萬年。只不過旅行者一號在向太陽系外飛行的時(shí)候截止土星和木星進(jìn)行引力彈弓加速,最終才超過第三宇宙速度可以飛出太陽系。
第二顆探測器是NASA發(fā)射的帕克太陽探測器,2018年順利升空,經(jīng)過三個(gè)多月的飛行達(dá)到第一個(gè)預(yù)定位置。當(dāng)它距離太陽最近的時(shí)候達(dá)到最快飛行速度72萬公里每小時(shí),大約是200公里每秒,如果按照這個(gè)速度飛行一光年,那么最終需要的時(shí)間大約是30萬200等于1500年的時(shí)間。
傳統(tǒng)的動(dòng)力系統(tǒng)主要都是化學(xué)發(fā)動(dòng)機(jī)(液氧煤油或液氫發(fā)動(dòng)機(jī)),靠著這些動(dòng)力系統(tǒng)是無法實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離飛行的。首先是速度非常慢,其次能量利用效率較低,要想飛行到更遠(yuǎn)的距離就需要攜帶更多的燃料,相反燃料的增加還影響航天器的飛行速度。
俄羅斯國家航天集團(tuán)的總裁之前就指出,人類必需要積極開發(fā)核動(dòng)力發(fā)動(dòng)機(jī),未來才能將重型的飛船送到遠(yuǎn)日行星甚至太陽系之外。核動(dòng)力系統(tǒng)效率會(huì)更高,尤其是正在研究的可控核聚變,就是太陽內(nèi)部正在發(fā)生的核反應(yīng)過程,如果成功那么對于未來的航天探測至關(guān)重要。
其實(shí)愛因斯坦還在相對論中給我們留下一個(gè)彩蛋,因?yàn)楠M義相對論時(shí)間膨脹效應(yīng)的存在,讓我們可以在有限的壽命里飛行到更遠(yuǎn)的距離。只要速度足夠快,那么時(shí)間的流逝速度就會(huì)足夠的慢。一光年的距離,如果無限接近于光速飛行,對于飛船內(nèi)的人來說可能就是一瞬間,但對于地球上的我們來看仍然是一年時(shí)間。
首先我們來了解一下,距離地球一光年的天體是有的,因?yàn)樘栂蛋凑諍W爾特云為邊界,它的直徑在2-3光年左右。
在奧爾特云聚集的是長周期彗星以及太陽系形成之初的一些碎片,被大行星等拋離內(nèi)太陽系。當(dāng)然要說距離我們最近的恒星可能會(huì)稍微遠(yuǎn)一點(diǎn)了,在4.22光年之外的比鄰星,1977年發(fā)射的旅行者一號,它未來可能就會(huì)飛臨這顆恒星。
因?yàn)橛钪娣浅4螅?jīng)過138億年的減速再加速膨脹,目前的可觀測宇宙直徑已經(jīng)達(dá)到了930億光年,因此需要更大的距離單位,天文單位、光年、秒差距等就應(yīng)運(yùn)而生了。光年顧名思義,就是光在真空中飛行一年的距離。
因此說想要看人類飛行一光年需要多長時(shí)間,只需要了解飛行速度即可,那么問題就變得簡單了,我們只需要找出兩個(gè)典型的航天器實(shí)際飛行情況來計(jì)算就可以了。
【航天器飛行一光年需要多久?】
首先我們來看最典型的星際探測器旅行者一號,1977年發(fā)射升空目前已經(jīng)飛行43年距離地球220億公里,它的平均飛行速度大約是17公里每秒,那么飛行一光年的距離用30萬直接上17最終的結(jié)果就是所有時(shí)間,大約為1.76萬年。只不過旅行者一號在向太陽系外飛行的時(shí)候截止土星和木星進(jìn)行引力彈弓加速,最終才超過第三宇宙速度可以飛出太陽系。
第二顆探測器是NASA發(fā)射的帕克太陽探測器,2018年順利升空,經(jīng)過三個(gè)多月的飛行達(dá)到第一個(gè)預(yù)定位置。當(dāng)它距離太陽最近的時(shí)候達(dá)到最快飛行速度72萬公里每小時(shí),大約是200公里每秒,如果按照這個(gè)速度飛行一光年,那么最終需要的時(shí)間大約是30萬200等于1500年的時(shí)間。
只不過這里帕克探測器的高速飛行主要靠的也是太陽引力作用,而并非是自身攜帶的動(dòng)力系統(tǒng)。從上邊的談?wù)撘呀?jīng)可以了解到,兩個(gè)快速飛行的探測器靠的都不是自身的動(dòng)力系統(tǒng),都是借助于其它天體的引力作用。
【因此問題的關(guān)鍵性已經(jīng)到了航天器的動(dòng)力系統(tǒng)上】
傳統(tǒng)的動(dòng)力系統(tǒng)主要都是化學(xué)發(fā)動(dòng)機(jī)(液氧煤油或液氫發(fā)動(dòng)機(jī)),靠著這些動(dòng)力系統(tǒng)是無法實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離飛行的。首先是速度非常慢,其次能量利用效率較低,要想飛行到更遠(yuǎn)的距離就需要攜帶更多的燃料,相反燃料的增加還影響航天器的飛行速度。
俄羅斯國家航天集團(tuán)的總裁之前就指出,人類必需要積極開發(fā)核動(dòng)力發(fā)動(dòng)機(jī),未來才能將重型的飛船送到遠(yuǎn)日行星甚至太陽系之外。核動(dòng)力系統(tǒng)效率會(huì)更高,尤其是正在研究的可控核聚變,就是太陽內(nèi)部正在發(fā)生的核反應(yīng)過程,如果成功那么對于未來的航天探測至關(guān)重要。
其實(shí)愛因斯坦還在相對論中給我們留下一個(gè)彩蛋,因?yàn)楠M義相對論時(shí)間膨脹效應(yīng)的存在,讓我們可以在有限的壽命里飛行到更遠(yuǎn)的距離。只要速度足夠快,那么時(shí)間的流逝速度就會(huì)足夠的慢。一光年的距離,如果無限接近于光速飛行,對于飛船內(nèi)的人來說可能就是一瞬間,但對于地球上的我們來看仍然是一年時(shí)間。
但是速度的提升是一個(gè)非常難的問題,未來人類如果能實(shí)現(xiàn)千分之一光速,那么就算非常成功了。
首先我們來了解一下,距離地球一光年的天體是有的,因?yàn)樘栂蛋凑諍W爾特云為邊界,它的直徑在2-3光年左右。
在奧爾特云聚集的是長周期彗星以及太陽系形成之初的一些碎片,被大行星等拋離內(nèi)太陽系。當(dāng)然要說距離我們最近的恒星可能會(huì)稍微遠(yuǎn)一點(diǎn)了,在4.22光年之外的比鄰星,1977年發(fā)射的旅行者一號,它未來可能就會(huì)飛臨這顆恒星。
【航天器飛行一光年需要多久?】
首先我們來看最典型的星際探測器旅行者一號,1977年發(fā)射升空目前已經(jīng)飛行43年距離地球220億公里,它的平均飛行速度大約是17公里每秒,那么飛行一光年的距離用30萬直接上17最終的結(jié)果就是所有時(shí)間,大約為1.76萬年。只不過旅行者一號在向太陽系外飛行的時(shí)候截止土星和木星進(jìn)行引力彈弓加速,最終才超過第三宇宙速度可以飛出太陽系。
第二顆探測器是NASA發(fā)射的帕克太陽探測器,2018年順利升空,經(jīng)過三個(gè)多月的飛行達(dá)到第一個(gè)預(yù)定位置。當(dāng)它距離太陽最近的時(shí)候達(dá)到最快飛行速度72萬公里每小時(shí),大約是200公里每秒,如果按照這個(gè)速度飛行一光年,那么最終需要的時(shí)間大約是30萬200等于1500年的時(shí)間。
傳統(tǒng)的動(dòng)力系統(tǒng)主要都是化學(xué)發(fā)動(dòng)機(jī)(液氧煤油或液氫發(fā)動(dòng)機(jī)),靠著這些動(dòng)力系統(tǒng)是無法實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離飛行的。首先是速度非常慢,其次能量利用效率較低,要想飛行到更遠(yuǎn)的距離就需要攜帶更多的燃料,相反燃料的增加還影響航天器的飛行速度。
俄羅斯國家航天集團(tuán)的總裁之前就指出,人類必需要積極開發(fā)核動(dòng)力發(fā)動(dòng)機(jī),未來才能將重型的飛船送到遠(yuǎn)日行星甚至太陽系之外。核動(dòng)力系統(tǒng)效率會(huì)更高,尤其是正在研究的可控核聚變,就是太陽內(nèi)部正在發(fā)生的核反應(yīng)過程,如果成功那么對于未來的航天探測至關(guān)重要。
其實(shí)愛因斯坦還在相對論中給我們留下一個(gè)彩蛋,因?yàn)楠M義相對論時(shí)間膨脹效應(yīng)的存在,讓我們可以在有限的壽命里飛行到更遠(yuǎn)的距離。只要速度足夠快,那么時(shí)間的流逝速度就會(huì)足夠的慢。一光年的距離,如果無限接近于光速飛行,對于飛船內(nèi)的人來說可能就是一瞬間,但對于地球上的我們來看仍然是一年時(shí)間。
以人類現(xiàn)在的科技水平,想要飛往一光年之外的角落,起碼要耗費(fèi)三千年以上。我們都知道,如今的人類,在地球上已經(jīng)發(fā)展出了足夠輝煌燦爛的文明,自從現(xiàn)代科學(xué)誕生以來,我們與各類領(lǐng)域所取得的進(jìn)步和突破,也算是不可估量。
信息時(shí)代的我們,已經(jīng)能做到“上九天攬?jiān)拢挛逖笞谨M”,恐怕在古人眼里,二十一世紀(jì)的高科技,和神仙手段無異。但是,有些事實(shí),可能仍然會(huì)讓我們大跌眼鏡。
比如說,現(xiàn)在看起來非常“高大上”的航天科技。在很多人的幻想中,或許我們已經(jīng)有了突破銀河系,飛往更廣袤,更浩瀚的宇宙空間的能力;但是,這個(gè)答案,恐怕會(huì)讓很多人為之心碎。
人類,時(shí)至今日,連飛到一光年之外星球的本事都沒有,而銀河系,直徑在二十萬光年以上。如果我們真的要用目前最尖端的飛行器走過一個(gè)光年的話;那么,耗費(fèi)的時(shí)間,差不多是三千年左右。
沒錯(cuò),我們現(xiàn)如今發(fā)射的,距離最遠(yuǎn)的飛船,是上世紀(jì)i美蘇冷戰(zhàn)時(shí)期,美國發(fā)射的“旅行者一號”。它已經(jīng)行駛了五十年左右,迄今為止,不過走了太陽系千分之一的路程。而太陽系有多大呢?直徑一點(diǎn)五光年。
試想一下,這該多么令人絕望。不過,這則消息,也不值得我們沮喪:因?yàn)椋祟惖臐摿κ菬o窮無盡的。目前,制約我們飛行速度最大的阻礙,其實(shí)不是技術(shù),而是燃料;因此,NASA才開發(fā)了“曲率引擎飛船”。
曲率驅(qū)動(dòng)以可控核聚變技術(shù)為能源,以折疊空間的方式,達(dá)到亞光速甚至超光速的飛行速度。據(jù)NASA的科研人員表示,該飛船最早在2030年就能現(xiàn)世。到時(shí)候,必然會(huì)揭開我們探索宇宙的新篇章。
一光年到底有多遠(yuǎn)呢?一光年就是光在一年的時(shí)間內(nèi)通過的距離。光在真空中的傳播速度是每秒鐘30萬公里。因此一光年的距離就是30萬公里/秒×60秒×60分鐘×24小時(shí)×365天≈9.46萬億公里。在衡量太陽系天體距離時(shí)科學(xué)家會(huì)經(jīng)常用到天文單位。目前距離地球最遠(yuǎn)的就是旅行者1號了,與地球的距離在140個(gè)天文單位以上,已經(jīng)飛出日光層。所謂的日光層就是太陽風(fēng)粒子可以抵達(dá)的最遠(yuǎn)距離,超過日光層,那么太陽風(fēng)粒子就感覺不到了。
算是狹義上的太陽系邊界,但真正的邊界遠(yuǎn)遠(yuǎn)沒有達(dá)到。真正的邊界被認(rèn)為是奧爾特云之外,這個(gè)云充滿了大量小天體物質(zhì),這是太陽系形成時(shí)期的大量碎片構(gòu)成。
半徑大約在1光年左右,所以以旅行者1號的速度,要飛到1光年外的奧爾特云,估計(jì)要2萬年左右的時(shí)間。抵達(dá)4光年外的半人馬座阿爾法星,需要7萬年以上的時(shí)間。
以這種速度飛,每年才飛3個(gè)天文單位,顯然太慢了,要進(jìn)行星際旅行必然要尋找一種新的方式。不然動(dòng)輒幾萬年的時(shí)間,人類肯定是耗不起的,想想幾萬年前,我們還處于穴居狀態(tài)。天文單位就是地球到太陽的平均距離1.49億公里。一光年大約有63500個(gè)天文單位,也就是日地距離的63500倍!但是目前人類還沒有到達(dá)一光年以外。
目前距離地球最遠(yuǎn)的就是旅行者1號了,與地球的距離在140個(gè)天文單位以上,已經(jīng)飛出日光層。所謂的日光層就是太陽風(fēng)粒子可以抵達(dá)的最遠(yuǎn)距離,超過日光層,那么太陽風(fēng)粒子就感覺不到了。
算是狹義上的太陽系邊界,但真正的邊界遠(yuǎn)遠(yuǎn)沒有達(dá)到。真正的邊界被認(rèn)為是奧爾特云之外,這個(gè)云充滿了大量小天體物質(zhì),這是太陽系形成時(shí)期的大量碎片構(gòu)成。
半徑大約在1光年左右,所以以旅行者1號的速度,要飛到1光年外的奧爾特云,估計(jì)要2萬年左右的時(shí)間。抵達(dá)4光年外的半人馬座阿爾法星,需要7萬年以上的時(shí)間。
以這種速度飛,每年才飛3個(gè)天文單位,顯然太慢了,要進(jìn)行星際旅行必然要尋找一種新的方式。不然動(dòng)輒幾萬年的時(shí)間,人類肯定是耗不起的,想想幾萬年前,我們還處于穴居狀態(tài)
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一光年到底有多遠(yuǎn)呢?一光年就是光在一年的時(shí)間內(nèi)通過的距離。光在真空中的傳播速度是每秒鐘30萬公里。因此一光年的距離就是30萬公里/秒×60秒×60分鐘×24小時(shí)×365天≈9.46萬億公里。在衡量太陽系天體距離時(shí)科學(xué)家會(huì)經(jīng)常用到天文單位。天文單位就是地球到太陽的平均距離1.49億公里。一光年大約有63500個(gè)天文單位,也就是日地距離的63500倍!
目前人類發(fā)射的飛離地球最遠(yuǎn)的太空探測器是旅行者1號。它從1977年發(fā)射升空至今已經(jīng)在宇宙中飛行了42年的時(shí)間,截止2018年它已經(jīng)飛行了211億公里的距離,速度達(dá)到了每秒鐘17公里。旅行者1號太空探測器的速度已經(jīng)超過了第三宇宙速度(16.7公里/秒),遲早有一天它會(huì)飛出太陽系的。旅行者1號用了42年的時(shí)間飛行了211億公里的距離,可它只飛行了一光年的2‰。它要飛越一光年的距離需要17694年的時(shí)間!
不過在太陽系一光年外的地方是沒有任何星球的。在銀河系中距離太陽最近的恒星是比鄰星,它到太陽的距離大約是4.22光年。旅行者一號以目前的速度飛到比鄰星得需要75800年的時(shí)間!
以這樣的速度進(jìn)行星際旅行是根本不可能完成的事情。因此人類要實(shí)現(xiàn)星際旅行,就要在速度上實(shí)現(xiàn)更大的突破。
目前距離地球最遠(yuǎn)的就是旅行者1號了,與地球的距離在140個(gè)天文單位以上,已經(jīng)飛出日光層。所謂的日光層就是太陽風(fēng)粒子可以抵達(dá)的最遠(yuǎn)距離,超過日光層,那么太陽風(fēng)粒子就感覺不到了。
算是狹義上的太陽系邊界,但真正的邊界遠(yuǎn)遠(yuǎn)沒有達(dá)到。真正的邊界被認(rèn)為是奧爾特云之外,這個(gè)云充滿了大量小天體物質(zhì),這是太陽系形成時(shí)期的大量碎片構(gòu)成。
半徑大約在1光年左右,所以以旅行者1號的速度,要飛到1光年外的奧爾特云,估計(jì)要2萬年左右的時(shí)間。抵達(dá)4光年外的半人馬座阿爾法星,需要7萬年以上的時(shí)間。
以這種速度飛,每年才飛3個(gè)天文單位,顯然太慢了,要進(jìn)行星際旅行必然要尋找一種新的方式。不然動(dòng)輒幾萬年的時(shí)間,人類肯定是耗不起的,想想幾萬年前,我們還處于穴居狀態(tài)。
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