人類有可能飛出太陽系嗎?

洪浩仁慈


嚴格意義上來說,穿越了包圍太陽系的奧爾特星雲,才算正式擺脫了太陽引力,離開了太陽系。



從奧爾特雲算起,太陽系半徑達到2光年。以旅行者一號無人探測器每小時飛行約6萬公里的速度,還需要3萬年才能飛離。再飛3萬年,這個答案為何讓人如此絕望。即便飛船從秦始皇時代開始發射升空,飛了2千年,到現在航程不過才剛剛開始。速度,把人類關在了太陽系內,牢牢鎖死。如果火箭性能不提升,在可以預見的幾萬年時間內,人類無法走出太陽系。

但是展望未來,我毫不猶豫的相信,人類走出太陽系不是夢想。現在的化學能推進,已不能滿足跨越星系的航行。需要更強勁的推進方式,才滿足人類探索太空的腳步。

可控核聚變發動機,被時代的需求推向了舞臺。核聚變,人類已經很熟悉了,氫彈爆炸就是不可控核聚變。經過多年的理論發展和實驗研究,人類對核聚變的掌控,已經接近了成功。有樂觀科學家估計在幾十年之內,將會嘗試商業化應用。


在漫漫的科學進度累積中,我們會迎來基礎學科的再次爆發。這次,將由物理學領軍。可控核聚變可以把飛行的速度提升到光速的12%。這意味著走出太陽系再返回地球只需要40年的時間。相對於旅行者一號來回六萬年的時間,這將是人類航天史上劃時代的成就。

大約100年左右,隨著生命支持系統和人工智能的的發展,在深度休眠和機器人的幫助下,核聚變飛船,有極大的可能性進行一次超太陽系的航行。這一刻,離我們並不遠。在前進的旅途中,如果航跡和旅行者接近,將會在航行途中追上它,依然努力向前,不畏前路漫漫。


開心小魚


人類飛不出太陽系

太陽系有多大?具體構造現代科學仍然沒有弄清楚。光說距離,半徑保守估計也有一光年,按照旅行者一或二的飛行速度,還遙遙無期。這不是根本原因,最主要的是太陽系是一個相對封閉的恆星系統,裡面的空間,包括我們的空氣也以250公里/秒的速度跟隨太陽系運動 。如同在一個大氣球或大氣泡內飛速運動,沒有任何感覺。我們地球和其他太陽系成員都沒有裸露在外,有一層暗物質形成的“太陽膜”包裹著。

外面的環境相當惡劣,不光生命受不了250公里/秒的暗物質流動,就是行星也不能正常運動,也就是行星不會繞著太陽轉。

“太陽膜”能造成“空間彎曲”,你怎麼飛也飛不出去,就像螞蟻在一個皮球上爬,有限無界。

在我們這個四維空間,時空不可分割,人類飛行器的速度不會超過250公里/秒。這是我們時間的速度,超過它你就能穿越時空。所以是絕對辦不到的。

太陽系是封閉的空間,太陽膜會產生空間彎曲,人類壽命的有限性,造不出超越時間速度的飛行器,等諸多因素註定我們出不去。出去也毫無生機。

人類飛不出太陽系不是科學所不能克服的。


暗物質原理


有可能。其實,這裡最大的要點,不過是個時間問題罷了。

從科學、而不是科幻的角度上講,人類離開太陽系是真正的“千年大計”,甚至是萬年大計,這需要成千上萬年的努力才行。我在一篇文章中說過,如果人類想盡快的離開太陽系,那麼現在就有一個機會,那就是小行星塞德娜的迴歸,小行星、或者叫做矮行星塞德娜質量足夠大,運行軌道還很特別,是最好的“天然宇宙飛船”,或者叫做天體宇宙飛船。現在塞德娜正在逼近其近日點,並且會在本世紀內到達和越過近日點,而其遠日點遠達900多個天文單位之外,人類要是抓住機會,以塞德娜為天體宇宙飛船的話,可以搭便車旅行850個天文單位的距離。

現在的當務之急是集中資源向塞德娜發射智能機器人,在塞德娜上建立一個天文臺,然後,隨著這個天文臺跟著塞德娜遠去,人類可以獲得大量關於外太陽系和宇宙深空的信息,特別是可以獲得遠距離宇宙旅行的工程技術和實踐經驗。這對人類儘早離開太陽系,是有很大作用,甚至是決定性作用的。

然後的事情,最重要的就是耐心等待了,等待著有所謂“流浪地球”路過太陽系,讓我們搭便車去宇宙中旅行了。流浪地球,也叫流浪行星,指的是在某個恆星系裡形成後又被拋出其母恆星系的大型岩石行星。這種行星沒有恆星約束,而是在銀河系內到處遊蕩的行星,在銀河系內,估計有數億顆之多。如果有其中一顆能路過太陽系,那麼我們人類離開太陽系,進入銀河系和宇宙深空的機會就來了!如果沒有這樣適合的天體宇宙飛船路過我們太陽系,那人類也就只好耐心等著,耐心等下去,直到等到有大型行星路過太陽系,讓我們搭便車旅行的機會來臨了。

有朋友可能決定這樣的設想不過癮,太保守了!但我們要知道,或者說這裡的要點是:這是在講科學,不是在講科幻!講科幻當然過癮,但那只是科幻,只是個故事,不是科學,是當不得真的。

人類要想離開太陽系,很顯然的一個前提條件就是要維持一個高度發達的文明體系。而一個高度發達的文明體系是需要消耗大量能源和和資源的。只有不停的消耗大量的能源和和資源,才有文明可言。沒了大量的能源和資源支撐著,發達文明本身就會崩潰掉,更談不上飛出太陽系這樣的宏圖大業了。

而太陽系很大很大,太陽系內的絕大多數地方都是空無一物的真空。太陽系周圍的空間,包括整個銀河系中的空間,百分之九十九點九九以上的地方都是空無一物的真空之地。這個事實就決定了資源和能源的稀缺性。或者直接了當的說,太陽系也許確實是銀河系中資源比較富饒的地方,但這個富饒和人類文明實現星際旅行需要的資源相比,還是很貧瘠的。太陽系內的資源和能源,能夠長期的支撐起一個發達文明的存在,能夠滿足發達文明長期繁榮的需要,那就很了不起了!

考慮客觀事實,冷冰冰的客觀事實,在太陽系內,我們極有可能根本就找不到足夠人類離開太陽系的資源。所以,如果沒有外來的機會,沒有路過太陽系的大型岩石行星給我們提供額外的資源和機遇,那我們人類可能在未來幾百萬年裡,都會被困死在太陽系內了。

好了,就說這些吧。我是個鐵桿的天體生物學愛好者。如果你對相關的問題也感興趣,歡迎關注我!我們可以經常交流,期待在交流中共同進步。


137億年前的氫二氧一


如果只是想要飛出太陽系,不計較任何後果的話,未來還是很有機會的。

如果要計較後果的話,那這個事就沒譜了。我們來仔細說一說:

不計較後果

為什麼會說不計較後果呢,因為一旦出了太陽系,那就是廣闊的宇宙空間,去到最近的恆星系都有上億光年的距離。那就是上萬年的星際旅行,這個補給是嚴重不夠的。所以,這裡的不計後果就在於,只要飛出去就行,宇航員最後咋樣,我們不管了。那這需要咋做呢?主要是速度,要離開太陽系是要滿足第三宇宙速度16.7km/s。

因為宇宙幾乎可以算是真空的,所以只要達到第三宇宙速度,後面只需要留些能源做改變方向用的就行,這不比我們在開車,要一直給油,而是加到即止。所以想要衝出太陽系,主要是火箭,只要能夠做到把人和相應的物質航天器加速到這個速度即可。如果我們能有可控的核聚變發動機,這件事情輕輕鬆鬆,如果僅僅用氫氣作為能源,其實這件事還是夠嗆的。


計較後果

如果是要求宇航員能活命,那就需要衝出太陽系之後再返回來,要麼就是去下一個恆星,距離上來看,肯定是返回更快一點。畢竟我們離比鄰星有4.22億光年,即使出了太陽系,也還有很遠很遠。(因為太陽系範圍的界定有好幾種,即使是最遠的奧特爾星雲,是2億光年,那比鄰星還是比回到地球要遠的。)

冥王星距太陽59億千米(這是對太陽系定義最小的一個範圍了),距離地球最近的距離大致也在43億千米左右,以16,7km/s飛行,大概需要8.2年,因為還要返程,也就是16.4年。但是中間要經歷加速和減速兩個過程,少說也要20年上下。這麼長的時間還要保持宇航員的健康,那食物肯定要充足,而且航天器還不能太小,而且能源要帶上足夠多才行。這就要比不計後果難得多得多。


鍾銘聊科學


在現在看來,人類要想飛出太陽系就跟做夢一樣,太陽系這麼大,要想飛出去不太現實。現在的科技確實做不到飛出太陽系,但是未來的科技發展,人類要飛出太陽系還是有可能的。

太陽系到底有多大?

太陽系到底有多大,我們暫且以奧爾特云為太陽系的邊界,奧爾特雲是包圍這太陽系的一個球形雲團,這個球形的邊界距離太陽有50000AU,1AU也就是一個日地距離,大約等於1.5億公里,也就是說太陽系邊緣距離地球75000億公里

目前我們的航天飛機速度怎麼樣

目前人類發射的最快的探測器是旅行者一號,速度達到了每秒17km,現在已經飛了42年了,大概飛了220億公里,那麼如果旅行者一號照著這個速度飛下去至少得13745年才能飛出太陽系,但旅行者一號攜帶的能源有限,預計到2025年的時候就會徹底與地球失去聯繫。


要飛出去太陽系,我們需要什麼

要飛出太陽系,我們就需要讓飛船的速度更加快,燃料效率套更高。也許很多人首先會想到核聚變,核聚變的能效高,未來將是深空旅行的理想燃料,通過核聚變我們可以攜帶更少的能源,但是卻可以給飛船加到更高的速度,這樣我們的飛船就可以裝載更多的物品以備我們星際旅行的路上使用。

當然我們要想快速飛出太陽系還是要想辦法讓飛船的速度達到亞光速,那麼反物質飛船和光帆飛船或許是一個選擇。


星空最前線


講這個話題前我覺得有必要探討兩個理論問題:

一、物理理論:就是牛頓的萬有引力理論。這是我們上初中時就學過的理論,概據牛頓理論只要地球高速做切線運動速度超過第三宇宙速度,就能脫離太陽系進入宇宙空間。這是一個平面力學理論,我認為很有侷限性,因為他侷限於二維空間靜態環境才能成立的理論。太陽系各行星是受太陽的暗能量驅動使太陽系各行星圍繞著太陽內暗能量柱(球)做渦旋運動,同時作用行星本身作自旋轉以保持行星本身的獨立性和完整性,因此,各行星運轉是空間的而非平面的。

二、天體理論:先不提宇宙體系,只針對銀河體系。銀河系內有很個太陽系構成,所有太陽系在銀河系的暗能量作用下以暗能量柱(球)做渦旋浮動,同時太陽系內各行星系又在暗能量作用下繞著太陽本身暗能量柱(球)做渦旋浮動。因此,銀河系中各太陽系的運動是空間的,渦旋狀運行的,其運行狀態表明其運行速度是一個空間的向各個方向都存在的,而具是具有一定變化頻率的。

通過對兩個理論的瞭解,我們可以予見,地球是無法逃離太陽系的。首先,太陽系是受到著銀河系的暗能量作用而在銀河系空間內做渦旋浮動,因此多個太陽系之間是沒有明顯的界限,因此,銀河系應該是太陽系群落組成,地球就算是逃出一個太陽系而又進入另一個太陽系,因此地球就算是有逃離能力也只能是在各個太陽系之間穿梭而無法逃離太陽系。


龍在江湖70335341


太陽系是以太陽為中心,太陽以及所有受到太陽的引力約束天體的集合體。包括八大行星(由離太陽從近到遠的順序:水星、金星、地球、火星、木星、土星、天王星、海王星)、以及至少173顆已知的衛星、5顆已經辨認出來的矮行星和數以億計的太陽系小天體。

瞭解了太陽系,那我們再來準備準備飛出太陽系必須要了解的三大宇宙速度。

第一宇宙速度:航天器沿地球表面作圓周運動時必須具備的發射速度,也叫環繞速度,以下記為v1。可以通過如下公式求得:

把R=6400km=6400000m,g=9.81m/s2,帶入求得v1=7.9公里/秒。但在精確計算中,航天器在距離地面表面數百公里以上的高空運行,地球對航天器引力比在地面時要略小,故其速度也略小於v1。地球衛星的發生速度就介於第一宇宙速度與第二宇宙速度之間。

第二宇宙速度:當航天器超過第一宇宙速度v1達到一定值時,它就會脫離地球的引力場而成為圍繞太陽運行的人造行星,這個速度就叫做第二宇宙速度,亦稱脫離速度。擺脫地球束縛,就是幾乎不受地球引力影響,這與處於離地球無窮遠點的位置得情況等價。

得:
計算得:

如金星探測衛星必須超過第二宇宙速度。

第三宇宙速度:從地球表面發射航天器,飛出太陽系,到浩瀚的銀河系中漫遊所需要的最小發射速度,就叫做第三宇宙速度。亦稱逃逸速度。

以離太陽表面無窮遠處為0勢能參考面,則有(不考慮地球引力)
(vRE為人造天體對太陽的速度,m為人造天體的質量,R為平均日地距離,M為太陽質量)
解得
由v地球繞太陽=29.8km/s
知v’=42.2-29.8=12.4km/s
設R'為地球半徑,M'為地球質量
又由於發射時必須克服地球引力做功,故由機械能守恆定律有
1/2mv1-GM'm/R‘=1/2mv’
∵GM'm/R'=1/2mv21(v2為第二宇宙速度)
∴1/2mv1-1/2mv21=1/2mv’

解得v=(v21+v'1)1/2=16.7km/s

如:旅行者1號(英語:Voyager 1)是由美國宇航局研製的一艘無人外太陽系空間探測器。重815千克,於1977年9月5日發射,截止到2018年11月仍然正常運作。所以在現有技術條件下,人類的火箭已經完全可以把航天器送出太陽系。

根據上面的論述,我們可以得出如下結論:人類的航天器已經飛出太陽系了,人類飛出太陽系也是遲早的事情!而且在技術上,現在的火箭達到第三宇宙速度,把人類送出太陽系確實很容易,現在主要的難題不是飛出去,而是如何回得來!而且本人相信人類在本世紀就可以做到。

最後謝謝大家,這裡是白說世界,用數學的思維,科學的方法跟大家一起對文化知識追本溯源。原創不易,如果大家對我的觀點有不同的想法,請在評論區留言交流;你若關注、我必回應,互關互動!


白說世界


以目前的科技水平建造一艘載人宇宙飛船,按照旅行者號的設計路線理論上是完全可以實現的。但是旅行者號號飛船之所以這麼設計,完全是飛船的燃料所制約的。這種利用行星的引力的彈弓原理,也要受到行星的軌道位置制約。如果各個行星的位置恰到好處那麼就可以節省很多時間。

製造宇宙飛船對於人類來說最大的阻礙就是燃料的問題。埃隆馬斯克想登上火星,需要解決的問題就是巨大的燃料問題。

而且攜帶的燃料越多,飛船在初期擺脫地球引力需要的燃料也越多。

而且目前核動力飛船技術還不成熟。

所以說如果現在就建造一艘能飛出太陽系的載人飛船。需要幾個階段完成。

首先飛船必須各自建造成不同的部分,然後發射到太空。在環繞地球的軌道上組裝完成。

其次在用飛船把燃料運送到太空。

還有還要運送大量的水和食物,氧氣等一系列物品到太空。

而且飛船要建造的足夠大才行,最後組裝完成加註燃料,一切準備就緒進行發射。

而且即使這樣燃料也僅僅只是飛船完成太陽系之旅的一小部分。大部分旅途還是需要其他行星的引力幫忙才能完成。

可想而知這是個多麼大工程,還需要漫長的時間。

這就應了那句話,滄海一粟。

我認為人類要想解決宇宙旅行的燃料問題。必然要到宇宙空間去尋找。宇宙是無限的,物質能量也是無窮的,在宇宙旅行中利用宇宙的物質能量去解決旅途中的各種問題,才是終極解決方案。





科技未來宇宙奧秘


有可能啊,不過是不知道多久後的未來。現在人類飛船速度太低了,飛出太陽系需要幾萬年,還沒到呢人就老死了。飛出太陽系需要人類掌握更高效的能源。

現在人類的航天器是用化學能燃料燃燒產生的高溫高壓氣體推進的,這種推進方式比較低效,火箭攜帶的燃料只能將飛船加速送入地球軌道達到第一第二宇宙速度,再高的速度就得靠飛船帶的一點燃料和行星的引力加速,起主要加速作用的是引力彈弓效應,燃料只是在關鍵時候調節飛船,使飛船脫離行星的引力。那點燃料太少了,不足以持續燃燒用來加速飛船。有史以來人類製造的最快的飛行器也就是帕克太陽探測器,繞太陽飛行最快可以達到200km/s,但這個速度飛出太陽系也要幾千年,人類的壽命、飛船可搭載的物資有限,人不是餓死就是老死。

要使飛船達到更高速度,靠化學能源是不行的,最好還是核能。目前看到了一些曙光,可控核聚變現在可以控制反應的時間越來越長了,儘管現在還只有可憐的一百多秒。由於直接質能轉換獲取能量,效率很高,可以攜帶更少的質量卻能更長時間地提供動力,加上離子推進器(也需要龐大能源)等科幻的推進方式,就可以實現對飛船的長時間持續加速,只要能達到光速的10%就能出太陽繫了,不過由於速度太快了,消耗的能量是很龐大的,用核能作為能源也得有一定規模。可能幾百年內都沒戲,人類只能在太陽系活動。

如果不靠核能,還是靠化學能的話,就只能降低探測器的體積,利用龐大能量將微型探測器加速到光速的10%以上,在一個人的一輩子裡還是能夠飛到比鄰星的,例如霍金站臺的“突破攝星計劃”,不過不能載人。


來看世界呀


飛出太陽系當然是可以的,就像美國宇航局研製的一艘無人外太陽系空間探測器----旅行者1號探測器,2012年5月 已到達太陽系邊緣,目前早已飛出太陽系,而它的同門師兄弟---旅行者2號探測器也在2018年相繼飛出了太陽系,這兩個探測器都是無人探測器。所以僅僅是考慮飛出太陽系,以目前的科技發展程度是完全可以做到的。

但是如果人類要飛出太陽系,我們不僅僅是考慮飛出這個因素,我們需要大量的準備條件,並且我們對太陽系外的世界根本一無所知,一旦失聯,我們該處理當時的處境,這些後果是無法想象的。

要飛出太陽系,首先要考慮的就是飛船動力,我們知道旅行者一號飛出太陽系花了40多年,但是人類並沒有那麼多時間,以我們目前的科技實力,要讓飛船的速度達到一個新的臺階是不可能的。

其次是飛船燃料,要知道飛出太陽系所花費的燃料是不可估量的,即使飛出太陽系後,我們的燃料可能所剩無幾了,那時我們該怎麼辦,只能在宇宙中漂流?

再者是飛船面對太陽系外的未知該如何解決,這是最關鍵的,飛船的後續飛行關乎到人類的生死存亡。

人類要想走出太陽系是一件偉大而艱鉅的工作,人類自有智慧以就沒有停此對宇宙的探索,但是我想這個目標離我們過於遙遠,目前,我們僅僅是登陸月球以及火星就需要花費大量的精力,探索太陽系外在遙遠的未來或許會成為時代的主題吧!


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