人类要多高的文明水平才能飞出银河系?

弄潮科学


人类要多高的文明水平才能飞出银河系?

银河系的逃逸速度也就110-120KM/S,人类如果不计代价制造一个探测器的话,超过这个速度并不难,简单的说人类以现在的技术即可制造出探测器飞出银河系!但这有一个时间问题!假如以120KM/S的银河系逃逸速度的话,级是假定它速度不变且直线出银河系也需要6000万年(太阳系距离银河系边缘2.4万光年,按银河系10万光年计(最近范围是20万光年))!

显然这不是人类想要的结果,那么人类要如何的技术才能跨越银河系呢?实现光速吗?但即使是光速依然需要2.4万年才能到达银河系边缘,而最近的大小麦哲伦星系至少也在16万光年外,还有16万年才能访问邻居!简单的说即使实现了光速又如何?

但传说中的曲速似乎为我们指明了一条道路,那么假如以曲速9.9999级的最高速度,跨出银河系到达大小麦哲伦星系要多久呢?

(2.4+16)/199516=0.9222年,约为:336天!

似乎是一个可以接受的结果,毕竟一年左右嘛,来回2年去一趟麦哲伦星系,去看看蜘蛛星云中的那颗R136a1的超级恒星咋样了哈......

R136a1个头还是很大的,尽管它不是最大的,但它观测到质量最大的恒星!

人类梦寐以求的速度,不知道未来是否可以实现!不过这个仍太漫长,有速度更快的吗?当然有了,只有祭出虫洞技术了:

使用某种技术将两个遥远空间直接用一个虫洞相连,我们通过虫洞到达对方不过是过一扇门那么简单!

也许就是这样.......

那么人类只要到实现曲速的文明时代即可跨越银河,假如能到虫洞时代,那么宇宙也许就不再是障碍了,但这会到什么时候呢?有生之年?还是人类存在的“有生之年”?希望不要太久!


星辰大海路上的种花家


想要飞出银河系,速度是关键,只要速度到了,飞出银河系也就不是什么大问题。但是难就难在这个速度条件极为苛刻,一句话说,想要飞出银河系,除非速度无限接近光速。

众所周知,银河系的直径有10万光年,也就是说,哪怕是速度快如阳光,从银河系的一头飞到另一头,也需要10万年的时间,对于人类来说,10万年的时间简直是太长了。太阳距离银河系的中心大约为2.6万光年,也就是说,从太阳系到银河系的边缘,至少还有2.4万光年的距离。

一万年太久了,一万年以前,人类文明都还没有发展起来呢。就算是飞船可以飞那么久,人类也不可能活到这么久以后。每每想到这里,我不禁感叹起人类的渺小,想到人生短暂,我们可能因为寿命的原因永远也飞不去银河系,就感到一阵难过。但是希望还是有的,毕竟随着科技的飞速发展,未来一切都有可能。就飞出银河系看来,目前也是有几种方法的。

第一种那当之无愧就是制造光速级别飞行器了。虽然你或许会疑惑:就算是用光的速度飞行,不也是还需要几万年吗?但是并不是这样的,因为相对论告诉我们,只要速度越来越快,时间就会越来越慢,当然这是相对而言的。举个例子,一个宇航员在一艘以光速99%飞行的宇宙飞船里面,一年之后他回到地球,会发现地球已经是七年之后的地球了。这就是相对论的魅力,它告诉我们,时间是相对的,对于以不同速度运行的参考系而言,时间的标准是不一样的。这也意味着,如果一个飞船的速度达到了光速的99%的话,飞船上的一年相当于地球上的七年,进一步,如果速度进一步提高,这个差距还会越来越明显。到最后,数万光年外的地方,对于飞船上的人来说,可能几年就可以到。

除此之外,找到虫洞也是一种可行的方法。虫洞是相对论预言的产物,虽然虫洞是否存在还没有定论,但是很多科学家相信虫洞的存在。而虫洞可以说是提供了一条通往遥远星系的捷径,相当于把彼此相距很远的地方用一个距离很短的通道连接了起来,如此一来,如果找到了虫洞并且成功进入的话,不需要飞船的速度有多快,飞出银河系去往外星系也是一瞬间的事。

当然了,以上提到的一些可能性前提是人类的科技已经达到了一个比较先进的水平。短时间看来,制造出光速级别飞行器还遥遥无期,对于宇宙中的文明层次,有关科学家分为了三个层级。人类目前还没有到达第一个层次,预计百年之内可以进入第一层次,但是想要进入第二层次,或许还需要几千年甚至是几万年的时间,现在还无法预知。而一旦进入了第二层次,人类就会具备星际航行的能力,走出银河系也不在话下。


镜像宇宙


图:银河的红外线照片

银河系是一个棒旋星系,其直径在10~18万光年之间,其质量大约有1500亿个太阳质量。恒星数量在1000亿到4000亿之间。并以每秒约600千米的速度相对于宇宙运动。




地球在银河系猎户臂靠近内侧边缘的位置上,属于银河系的中间位置。这个位置非常重要,是所谓的星系宜居带。太阳系离银河系的边缘大约在5万~13万光年。也就是说,如果我们以光速直线离开银河系,至少需要5万年时间。

如果从太阳系的位置发射一颗火箭跑出银河系,它的速度需要达到525千米/秒才能摆脱银河引力的束缚。这个速度叫第四宇宙速度。由于不能准确的知道银河系的质量和大小,这个数值是一个估算值。这个值有很多的估算结果。

目前人类还没有办法制造出如此大推力的火箭,即使是达到第三宇宙速度(16.7千米/秒)都还需要利用引力弹弓效应来进行加速。即使是制造出这样一个火箭,离开银河系也需要至少3亿年的时间。所以,利用目前的技术是无法离开银河系的,即使只是发射一颗无人探测器也不行。

人类要想离开银河系,必须发展出能够绕开相对论限制的宇航技术。现在能够想象得到的,能够避开光速限制的技术就是所谓的“曲速引擎”。

图:


曲速泡的图示。船前方的空间收缩而后方空间扩张。

从宇宙的膨胀来看,在138亿年间,宇宙的可观测直径就达到了930亿光年。这说明,空间的膨胀是可以超越光速的。而且还不违背相对论。有一种设想,可以制造一个时空泡,在这个时空泡后面扩张时空曲率,在前端压缩空间曲率。这个时空泡就会被前方的时空拉过去。这样就回避了光速的限制。这样的飞行器可能超越光速前进。

图:行星级、恒星级、星系级文明能够利用的能源水平


这种飞行器即使能够被制造成功,它所需要的能源也是整个太阳系所不能提供的。所以,按卡尔达舍夫对文明的分类来看,行星文明和恒星文明是不能制造曲速引擎的(它们分别只能利用整个行星或整个恒星系的能源)。至少要达到星系级文明的水平才可能制造出这样的引擎。


讲科学堂


银河系的直径是10万光年,我们和银河系中心的距离是2.6万光年,要飞出银河系,我们需要经历的最短路径就是5-2.6=2.4万光年。另一方面,飞出地球需要超过地球逃逸速度,既第二宇宙速度,飞出太阳系需要超过太阳逃逸速度,既第三宇宙速度,而飞出银河系需要超过银河系的逃逸速度,既第四宇宙速度,第四宇宙速度的最小初速度,大约为110~120km/s。理论上讲,只要我们能制造超过第四宇宙速度的飞行器,我们就可以飞出银河系了,只是个时间问题。假如我们乘坐120千米/每秒的速度的飞行器飞行,飞出2.4万光年的距离,需要约6000万年。NASA在2018年发射的帕克太空探测器,最快飞行速度已经可以达到95千米/秒,所以假如要达到120千米/秒的速度,人类在不久的将来完全有这个能力。但是6000万年这个时间跨度,显然是无法接受的。即使以光速飞行,也要2.4万年!以人类短短百来年的寿命,这个时间还是太长了。

所以说假如我们要在人类可以接受的时间长度内飞出银河系,那就得超光速飞行,但是根据爱因斯坦的相对论,物质速度越大,质量越大,当物质的速度达到光速时,物体的质量会变成无穷大,那要推动这个物体就需要无穷大的能量,所以物体的运动速度是不能超光速的。既然速度不能超光速,那我们只有在空间上下功夫了。 速度不变的情况下,假如我们可以弯折空间,那么不就相当于提高了速度么,这就是空间曲率驱动引擎。曲率引擎不是通过提高物体速度进行星际旅行,而是通过扭曲飞行器周围的空间,让飞行器在空间中穿梭。首先利用磁场创建一个时空泡将飞行器包括起来,然后再利用磁场能量,改变飞行器前后的时空曲率,使飞行器前方的空间压缩,后方的空间不断膨胀,而空间压缩或膨胀的速度是没有速度限制的,就像我们的宇宙在超光速膨胀一样,它并不违反相对论。这样,飞行器本身其实根本没动,而只是前后的空间发生了压缩和膨胀,相对的看上去飞行器在空间中就完成了超光速移动,且并不违反任何物理定律。


假如以这种方式旅行,理论上,我们可以以任意速度到达任意地点,只要能量足够大,我们可以以任意曲率去弯折空间,甚至,直接把空间中的两个点合并为一个点,这就成了虫洞!

科学家们最新的研究发现“曲速引擎”并非不切实际。在之前的计算中表明,要想在合理的时间内到达星际目的地,所需要的能量大约相当于将整个木星的质量按照质能方程E=mc²转换为纯能量。但最新的理论研究发现,通过改变引擎的形状,能够把能量需求大为缩减,相当于将能量对应的质量从相当于木星的质量降低到了约725.7千克。由此,曲率引擎的可行性得到了大幅提升。这似乎将科幻小说中的情节带进了现实之中。有科学家在之前的“百年星舰”研讨会上表明,他们目前正在研究的曲率飞船,假如成功,将能够实现10倍光速左右的宇宙航行速度。10倍光速!虽然说即使以10倍光速飞出银河系还是需要2400年,但是,如果10倍实现了,那100倍还会远吗?虫洞还会远吗?


谢谢阅读,如果喜欢这个答案,记得点个赞,还有关注我噢!谢谢!


宇宙面面观


首先我们要弄清楚银河系有多大,
银河系直径说法不等,≈10-16万光年,光的传播速度是≈每秒30万千米,说的更易懂些,光一秒可绕地球七圈半,以这样的速度穿越整个银河,需要10万年以上,显然是很慢的,人类的科技想要穿越整个银河,需要提高的是科技!

首先虫洞理论

,虫洞其实已经存在,只是很小很小,虫洞就像大海里的漩涡,无处不在,又转瞬即逝,虫洞就像漩涡和局部地区水域更近道理一样,如果人类抓住一个虫洞,或者制造出一个虫洞,就有可能实现穿越银河。

再有就是扭曲时空理论:通俗的来说,通过外力,把一张纸对折,这样就拉进了纸两端的距离,质量会使时空扭曲,像黑洞就是个扭曲时空的极端(当然还有人说,虫洞就是时空的极度扭曲)



还有一种
曲率飞行:
利用扭曲的时空弹力,实现加速,在时空泡里飞行,这种速度可以超越光速,就目前而言,人类还仅仅对这些停留在理论中,但是随着人类不断突破种种困难,相信终有一天会实现时空飞行,科学是严谨的,我的回答是笼统的,如果想要更深入的了解,可以多看看关于这些纪录片《霍金的宇宙》。


单刀客o


飞出银河系有点难哟,那得有非常高超的飞行技术才行。银河系太大了,10-20万光年,想要飞出去不容易。就算以光速前进都不现实,所须要的时间还是在长了,人的寿命又不够长,还没飞出去多远人就老死了,还得先发明长生不老药才行。爱因斯坦又不准我们超光速飞行,怕出事。而那些所谓的虫洞、曲率飞船、空间折叠技术又只是理论,还不知道能不能实现。想要很容易的飞出银河系,人类还得不断提高自身的科技水平,把人类的文明程度提高才行。按照卡尔达舍夫等级来算的话,人类连一级文明都还不到,而要飞出银河系至少要达到三级文明的程度,也只是能飞出去,还不一定能够到达其它星系。

卡尔达舍夫等级是一个用来衡量宇宙中一个文明的先进程度的方法,以这个文明能利用宇宙中多少能量来做为基础,能利用宇宙中的能量越多,说明文明等级越高。这个等级目前只分为三个级别,但每一个级别的差距都是数量级的,很难跨越。

一级文明:这个文明能够利用行星上所有的能源,是行星的上能源的绝对主人,可以主宰行星和行星周围卫星上所有能源的总和。不但如此,还能够随心所欲的控制行星上的山川河流,森林土地,其它生物及各种天气,总之,一级文明可以在他们的行星上无所不能。我们人类虽然经历了5000年的发展,在这5000千年里科技也是取得了巨大的成就,汽车,手机,互连网,航空航天,这些是以前的人类不敢想像的。但是呢,一级文明所须要的大部分要求我们都还不满足,却已经把我们的自家的地球搞得千疮百孔,伤痕累累,面目全非。

二级文明:这个文明的要求就是数量级的提高了,不但能做行星的绝对主人,还要做整个恒星系统的绝对主人。二级文明要求能够完全利用所在恒星系内的所有能量,还可以在各个行星间自由来去,居住。不用但心能源消耗问题,整个恒星散发出来的能量他们都能够利用,完全把他们的太阳掌控在手中。这一级别的文明已经高度发达,几乎是不能被毁灭的存在,至少人类现在能用上的所有手段都不能伤到他们。

三级文明:这个等级的文明就更加不得了啦,他们能够利用整个像银河系这样的星系内所有的能量。整个星系内所有的恒星能量,他们都可以任意支配。这种文明的先进程度可能已经超出了我们的认知,他们的活动范围已经不只是一个恒星系统,而是整个星系。他们是有能力飞出所在星系的,但只是离开这个星系范围,还不能跑到其它星系内去活动,那须要更高的等级了程度了。更高等级的文明可能才是真正掌握了空间折叠技术的文明。

所以,单指范围上的飞出银河系,人类至少也要达到卡尔达舍夫等级中所描述的第三级文明才行。以人类现在的发展速度,须要多长的时间,实在难以下结论,连个大致的结论都不敢下,几百几千年那也是随口一说而已。


宇宙天问


答:以人类目前掌握的科学技术和科学理论,将来飞出太阳系是完全可能的;但是要飞出银河系,可能数万年,甚至数百万年也不一定能实现。


太阳系以奥尔特云为界半径大约1光年,但是银河系半径高达10万光年;人类目前的技术,有可能在今后一百年内实现可控核聚变,解决星际航行中的能源问题;但是要接近光速的飞行速度,目前的科学理论还做不到。

就算有空间曲速推进器和虫洞的概念,也就停留在科学幻想中,从空间的尺度来看,就算人类达到光速飞行,也要飞行近10万年才能走出银河系,这个时间成本(地球参考系时间)是地球文明无法承担的。


人类目前遇到最大的难题是能源问题,化石燃料的消耗已经达到了顶峰,未来的理想能源是核聚变,就算可控核聚变技术得以实现,也就是解决了星际航行中的能源问题。

这对人类走出太阳系很有帮助,比如旅行者一号还需要2万年才能飞出太阳系,或许未来人类飞行器只要飞几百年,甚至几十年就能飞出太阳系。


但是要继续飞出银河系就变得非常渺茫了,除非发明超光速飞船,这是当前物理理论不允许的,光速屏障将是一道难以突破的限制。

上世纪爱因斯坦提出的爱因斯坦-罗森桥(虫洞),或许是人类走出银河系的一道捷径,但是从目前的理论来看,制造虫洞比制造空间曲速推进器还难。


好啦!我的内容就到这里,喜欢我们文章的读者朋友,记得点击关注我们——艾伯史密斯!


艾伯史密斯


其实以目前人类的科技发展水平,更实际的目标不应该是银河系,而是太阳系!

太阳系直径约2光年,即使这样我们现在也很难飞出太阳系。目前人类探测器飞行最远的是旅行者一号,已经飞离地球240亿公里,但要想飞出太阳系还需要上万年的时间!

而银河系直径达到20万光年,即使以光速飞行也需要20万年时间(以地球为参照系)。不过考虑到高速运动状态下的时间膨胀效应,速度越是接近光速,时间流逝就相对越慢,还是尺缩效应,高速运动状态下距离也会变短!

理论上只要无限接近光速,人类就有可能在有生之年飞出银河系。但是这只是理论上分析,实际上不要说无限接近光速,即使想要达到光速的0.9倍也需要极大的能量!

所以说,想要依靠绝对速度飞出银河系基本上是不现实的!那么就需要间接的方式“超光速”飞出银河系,两类方式相信很多人都听说过,曲速引擎,还有虫洞!

无论是曲速引擎还是虫洞,需要的能量也是目前的我们无法想象的,按照宇宙文明的划分,之前需要达到二级文明,也就是恒星文明才有可能实现!

恒星文明,就是能够利用恒星系统的所有能量,尤其是利用恒星本身的能量,一个重要的标志就是戴森球,一个包裹住整颗恒星的巨大建筑!

目前人类文明等级只有0.7级,距离二级文明还有相当长的距离,科学家乐观的估计至少需要上万年的时间才可以实现!


宇宙探索



银河系的直径是20万光年,但我们太阳系所处的猎户座旋臂位于银河系的三环外,距离银河系边缘只有2.4万光年的距离,而银河系的厚度是1.2万光年,所以想要快速离开银河系最好的办法是垂直向上飞。

银河系本身就是上千亿恒星聚集起来的引力源,地球这么小的行星逃逸速度尚且达到了11.2km/s,在以前科学家们认为银河系逃逸速度是110到120km/s,但最近科学家们重新估计了银河系中暗物质的量,将暗物质所带来的引力也考虑在内了,这样一来银河系的逃逸速度就达到了550km/s,而人类目前速度最快的帕克号探测器最高只有200km/s,而且只能保持很短一段时间。

现在人类的宇航速度一直在光速的万分之几到千分之几徘徊,就算无人探测器能以200km/s的速度一直飞行,那么飞出1.2万光年厚度的银河系也要数十万年甚至上百万年,如果想要让人类飞出银河系的话就更难了,现有的化学动力火箭体积太小无法构建生态循环,人类无法在飞船内长期生存。

按照宇宙文明等级来看,人类现在处于0.73级,一级文明可以利用母星上的所有能源,二级可以利用整个恒星系的所有能源,三级可以利用整个银河系的所有能源,人类文明至少要达到2.5级才能高效率的飞出银河系,那个时候的人类文明可能已经掌握了曲率驱动的光速飞船,或者掌握了虫洞技术。

现在的人类想要飞出银河系,就好像几十万年前的原始人类想要登上月球一样,是无法在短时间内实现的,人类只能埋头发展科学技术,等待突破,即使这一突破可能要上千年甚至上万年才能到来。


宇宙探索未解之迷


目前看来,要飞出银河系必须打破常规飞行技术的束缚。而可控核聚变和反物质推进器都不靠谱,这些都是常规飞行模式,只要不能突破光速的限制,人类飞出银河系毫无希望。


幸亏太阳不在银河系中心,我们只是位于银河系的郊区,也就是一个猎户臂上。我们距离银河系中心2.6万光年,我们距离银河系边缘大约5.4万光年。也就是说脱离银河系最近的路程也需要5.4万光年。原本科学家认为银河系半径为10万光年,不过最新研究发现为16万光年。


如果掌握可控核聚变和反物质推进器,速度也顶多光速90%左右,要飞出银河系起码需要6万年。对于人类来说,六万年可是我们祖先刚走出非洲直到21世纪建立起工业文明的时间跨度。

所以还有两种打破光速的旅行方式

第一种就是曲速引擎,这要求我们必须掌握制造奇异物质的能力。而目前为止,奇异物质存在与否还是个问题。即便未来100年内证实了奇异物质,要利用奇异物质起码也需要500年。



第二种就是虫洞了。不过虫洞和奇异物质一样,都没有被证实。如果虫洞存在,那么维持虫洞大门打开的法宝就是负能量。我们目前还没有掌握大规模制造负能量的技术。


如果人类可以脱离银河系,起码就达到了宇宙2.5级文明了。到时候共产主义早已实现!


分享到:


相關文章: