黑洞距离我们五千万光年,那么我们的飞船要多久才能飞到?

人生不过百年71152306



黑洞在宇宙并不稀有,距离地球最近的黑洞仅在2800光年之外,而不久前我们看到的黑洞是5500万光年外M87星系的中心黑洞,其地位相当于我们银河系中心的人马座A*,但M87黑洞要比人马座A*大得多,这也是为什么拍摄M87黑洞的难度要比人马座A*小的原因。

5500万光年的距离和可观测宇宙930亿光年的直径相比并不是什么大数字,但对于现阶段的人类文明来说,5500万光年的距离远远超过了现有航天器的极限,目前航天器的最快速度只有200km/s,以这个速度前往5500万光年之外的M87黑洞需要的时间长达825亿年,而宇宙诞生至今也不过138.2亿年。


以目前的科学技术水平,我们能到达的最远的地方也不过是太阳系边缘而已,而真正的活动范围最多只能延伸到火星。真正意义上的宇宙飞船我们是没有的,有的只是体积巨大但运载能力十分有限的笨重化学动力火箭,靠着它们人类也只能到达火星,甚至连大规模探索太阳系都做不到,前往5500万光年外的M87黑洞就更是痴人说梦了。

目前世界各国都在研究的可控核聚变技术一旦成功,除了在能源领域大显身手外还能将其移植到真正的宇宙飞船上,到时候人类的宇航速度就能得到质的提升,再也不用再光速的千分之几徘徊了,可控核聚变的巨大能量足以使飞船达到光速的十分之一甚至更多。


然而无限接近光速的飞船前往M87黑洞在外界看来都需要5500万年,所以最完美的的方法只有“虫洞技术”


宇宙探索未解之迷


前面我们讲到了人类目前飞行最远和最快的飞行器分别为上世纪70年代发射的旅行者1号探测器和去年发射的帕克太阳探测器,其中旅行者1号的平均速度约为16.7千米/秒,而帕克号曾在距离太阳最近时(约630万千米)以720000公里每小时的速度飞行,相当于200千米/秒,是目前最快的飞行器。

而光年作为一种长度单位,表示光在真空中行走一年的距离,由于它是宇宙中已知的飞行最快的,因此作为一种常用的计量天体距离的单位,是一个定值。现已知一年有365天、一天有24小时、一小时有60分、一份有60秒,共计31536000,然后根据光速299792.458千米/秒,可求得一光年为9454254955488千米(约为9兆4600亿千米)。

从题主的问题不难看出,这个所说的5000万光年外的黑洞应该就是指刚刚被人类首次拍得“真容”的M87*黑洞,它其实距离地球约5500万光年,其质量是太阳的65亿倍,是咱们居住的地球的2.145E+15被(2145兆),根据计算该黑洞距离地球约5.19984E+20千米。

按照上文中提到的帕克号探测器的最高速度计算的话,它一年可以总共可以飞行约为6307200000千米(计算公式为60*60*24*365*200),如果按照这个速度飞到M87*黑洞共需要82442925950年(约824.5亿年)。

很显然,按照这个速度飞行下去不知道太阳已经氦闪了多少次,而地球也不知道流浪到了哪里。因此靠传统意义上火箭的化学推进剂反应提供的动能是远远不够,毕竟即使不考虑宇宙膨胀连光都要飞行5500万年,每一项计算结果都是天文数字啊!


地理那些事



在不久前,我们在网络媒体中看到的黑洞照片。距离我们大约有5500万光年,这颗黑洞是我们太阳质量的65亿倍。,而距离我们最近的黑洞仅有2800万光年。


很明显,题主所问的应该是前者,而目前以我们2018年发射的帕克探测器是人类迄今为止最快的探测器,可以达到200公里每秒,也就是光速的千分之一。要飞到5500万光年,所需要的时间是800多亿年。

很明显,这样的探测器是飞不到5500万光年之外的黑洞的。宇宙从诞生到现在的寿命也只有138.2亿年,然而宇宙的大小却有930亿光年,加上宇宙的膨胀速度,即使我们所发射的探测器不在半路坏掉,或者能源耗尽。

那也追不上宇宙的膨胀速度,况且我们现在观测到的也仅仅是那个黑洞5500万年以前的样子,现在那个黑洞已经距离我们不仅仅有5500万光年了 。

甚至距离我们更远,因为宇宙不是在不断的膨胀嘛!而且宇宙边缘膨胀的速度超越了光速,在5500万年前我们人类都还没出现呢?那个时候还是恐龙统治地球的时代。

当然了,我们飞往太阳系的其他行星还是可以的,比如马斯克要移民的火星。总是要一步一步来的嘛,就目前,能够能够提升探测器和飞船的速度的只有核聚变,当核聚变研究成功。就意味着我们永远了无限多的能源。可以飞往更远的地方,移民其他星系。



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答:5500万光年的距离,连光都要走5500万年;如果考虑宇宙膨胀效应的话,需要更长的时间,人类的飞船则永远无法到达。


人类拍摄的首张黑洞照片,于2019年4月10日发布,位于5500万年之外的M87星系;科学家利用M87星系中的造父变星,得到了星系与地球之间的距离信息。

对人类来说,5500万光年是遥不可及的距离,要知道人类在40年前发射的旅行者一号,目前只飞了大约0.003光年,按照这个速度的话,飞越5500万光年的距离需要近7000亿年的时间,这还是在距离不变的情况下。


实际上,因为宇宙膨胀效应,目前M87星系距离地球已经远不止5500万光年,目前与地球间的实际距离,大概在1~5亿光年之间;我们说M87星系距离地球5500万光年,指的是目前地球上接收到M87星系的光线,是5500万年前发出的。


按照宇宙膨胀效应,每相距326万光年的距离上,因为宇宙膨胀效应导致退行速度大约是67.8km/s,那么目前M87星系和地球间,因为宇宙膨胀导致的退行速度已经超过1000km/s,这是人类目前任何探测到都达不到的速度。


人类目前的宇宙飞船,能达到的最高速度约200km/s(帕克太阳探测器),而且飞行器要飞向M87星系,还得克服太阳、银河系以及本星系群的引力,而本星系群的逃逸速度就高达1500~2200km/s。

所以人类目前掌握的科学技术,根本无法实现星际旅行,或许未来人类发明光速飞船后,就能在各星系之间穿梭;而狭义相对论效应,可以保证飞船内经历的时间大大缩短,比如飞船接近光速飞向M87星系,对于地球来说过了5500万年,但是对于飞船内的人来说,也许只过了几天。


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如果是按照常规的飞行方式(也就是利用反冲加速),我们的飞船要达到五千多万光年外的目的地,需要的时间是近乎于无穷久的,简单做个计算:

我们以每秒200公里计算(这个速度是以帕克号太阳探测器的最高速度算的),在不考虑宇宙膨胀的情况下,五千五百万光年的距离,大约需要825亿年,这个时间已经是当前宇宙138亿年的年龄的6倍左右了。

但如果在燃料充足的情况下,考虑到相对论,这个时间可能就要大大缩短了:

①在不考虑加速度的情形下,如果飞船的速度能达到光速的99.99%,那么在地球参考系中,飞船内部的时间只需过去大约77万年,如果飞船的速度更快(比如99.999%甚至更多),那么飞船内部的耗时将会更少

②考虑加速度的情况下,因为我们知道一个物体的速度不可能一瞬间就达到光速的99%,它中间需要一个加速过程,而为了宇航员的生命安全考虑,如果飞船的加速度始终保持在一个重力加速度的值(可由飞船内部仪器检测得知)

那么在这种情况下,整段路程应当是前半段加速后半段减速,最后到达目的地。而这样的一个过程也是存在相对论效应的,并且可以利用狭义相对论计算(狭义与广义的区别在于背景时空是否平直,而是否存在加速度则是次要的)

计算后可知,整段路程下来,飞船内一共耗时约35年,如果飞船加速度更高的话,时间将会耗时更少。

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赛先生科普


2017年4月5日~14日科学团队通过事件视界望远镜拍摄了银河系中心的超大质量黑洞和位于M87星系中心的超大质量黑洞,经过大约两年时间的数据计算,在4月10日晚科学家公布了人类首张黑洞照片M87*。

这颗黑洞距离我们大约5500万光年,质量是太阳的65亿倍,我们看见的是它5500万年前的样子,那个时候地球上恐龙刚灭绝没多长时间。

如果不考虑宇宙膨胀,那么人类的探测器需要飞行多久才能到达那里哪?

这是一个知道距离和速度计算时间的简单问题。目前已知人类最快速度的航天器是2018年发射帕克太阳探测器,在接近太阳的时候速度最快可以达到200公里每秒。

人类飞的最远航天器是旅行者一号,现在距离我们大约220亿公里,但是旅行者一号的速度相对较慢大约17公里每秒,但是已经足够飞出太阳系了。

计算人类航天器飞行5500万光年的时间,需要忽略一些实际问题,直线飞行并且忽略宇宙膨胀等等。计算过程很简单不用繁琐的过程况且速度不够大无需考虑相对论。帕克太阳探测器按照最快速度飞行一光年大约需要1500年,那么飞行5500万光年大约需要825亿年。



科学黑洞


黑洞距离我们五千万光年,那么我们的飞船要多久才能飞到?

其实无论是五千万光年还是五千五百万光年,对人类来说这个距离实在是太远了!但有很多朋友拿起笔来就算,距离:五千五百万光年,速度:人类最高能达到的速度,然后就是除法,很快多少年能到达就出来了!但宇宙到了这个尺度的时候就不能这样算了!因为我们的宇宙正在膨胀之中!

一、宇宙膨胀的速度有多快?

宇宙正在不断膨胀之中是哈勃根据星系不断远离,而且越是遥远远离速度越快得出的一个结论!当然咋哈勃得出这个结论之前也有其他天文学家有类似的观点,当然哈勃是最系统的观测这个现象并于1929年正式发表他的研究成果!

而这个膨胀的速率就是哈勃常数,被定义为在百万秒差距(约326万光年)的距离上宇宙膨胀的速度,早期的哈勃常数是非常不准确的,从发布之日起的H=500(1929年),后期被逐渐修正为H=558很快又修正为526(1931年)、H=260(1952年)、H=75(1958年)、H=55(1974-1976)!跟发布之日相比,只有当初的1/10,但即使在现代技术进步的今天,我们测得的数据依然无法统一,上图是各个设备测定的膨胀速度区间,当然现在已2015年欧洲的普朗克卫星值为准,即:68.7KM/S/MPC!在每隔326万光年,宇宙的膨胀速度就增加68.7KM/S

二、M87*黑洞正以多快的速度离去?

有了哈勃常数,那么我们就可以计算M87*黑洞远离的速度了!

V=距离/百万秒差距×膨胀速率=5500/326×68.7=1159.05千米/秒!

即:M87*黑洞正以每秒差不多1159千米/秒的速度离去!

三、我们的飞船能追上黑洞离去的速度吗?

我们人类速度最快的飞行器是新视野号(往太阳系外),大约是21千米/秒,如果以飞向太阳的帕克探测器极速则大约有210千米/秒,当然这是近日点速度,有些作弊!不过无论以那种速度,我们永远都追不上M87*离去的速度!

是不是有种苍白无力的感觉,人类最快的飞船在宇宙的尺度上甚至都不如蚂蚁,各位的自我感觉还是那么好吗?


星辰大海路上的种花家


很多人的回答表明他对相对论一无所知。

得多久到达取决于飞船速度。也许你觉得这句话是废话,其实我说的并非你理解的意思。

1首先,要到达距离地球5千万光年外的地方,表示光速飞行要5千万年(理论,实际上达不到),以一半光速飞行要1万万年……以此类推,相信小学生都能算出来。

2要搞清楚一个概念,高速飞行的飞船的时间流逝和地球不同。飞船速度越快,和地球时间差异越大,其计算方式是洛伦兹变换。

3 纯理论上,如果飞船速度无限接近光速,对于飞船上的人来说无论到达多远的地方都是一瞬间。


东莞高龄码农


简单说,这取决于飞船的速度到底有多快!(有一个前提,忽略宇宙的膨胀)!

但我们还要确定飞船飞行的时间是哪里的时间,是地球上的人感觉到的时间,还是飞船上的人感觉的时间?如果飞船的速度达到亚光速,这两者相差就会很大!

在地球的人眼里,时间就很好计算,简单的数学题,路程除以速度就可以了,路程是5000光年,速度就是飞船的实际速度!

但是对于飞船里的人来说,就会有家很大不同!如果飞船以亚光速飞行,根据爱因斯坦相对论就会出现时间膨胀和尺缩效应(两者本质上是相同的),说白了,飞船上的时间会变慢,飞船距离黑洞的距离会缩短,不再是五千万光年!

那么距离会缩短多少呢?这要看飞船到底有多接近光速,如果无限接近光速,距离就会缩小到无限短,飞船上就会一瞬间到底五千万光年的黑洞那里!

不可思议?

确实不可思议,但事实也确实如此。因为高速飞行会对时空结构造成明显影响,说白了我们不能用我们地球上的时空观念去衡量飞船所处的时空,已经是两个完全不同的时空!


宇宙探索


未说5500万光年那么远,一光年人类都难征服,现在宇宙文章几乎全是吹牛造假,成本低,出头露面容易,想当专家,名人更为捷径。


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