人类要多高的文明水平才能飞出银河系?

弄潮科学


前苏联天文学家尼古拉.卡尔达舍夫当年曾将宇宙文明等级分为三级


其中一级文明可以利用所在行星的全部资源,二级文明可以利用所在恒星系的全部资源,三级文明可以利用整个银河系的全部资源,目前的人类文明大致处于0.73级文明,需要数百年才能达到一级水平。

太阳是银河系1000亿到4000亿颗恒星之一,目前正在以220km/s的速度绕银河系中心公转,公转周期为2.2亿年,而人类飞出银河系的“最短路线”是垂直于银道面向上飞,但饶是这样也需要飞行3000光年左右,如果在银河系中心的话则需要飞1.2万光年。


现在的天文数据显示我们的银河系是一个直径20万光年,中心厚度1.2万光年,边缘厚度3000光年的棒旋星系,多达1000亿到4000亿颗恒星在中心超大质量黑洞人马座A*的统御下持续公转,然而对目前仍然以化学动力探索宇宙的人类文明来说,银河系动辄几千上万光年的距离尺度是可望而不可及的。



化学推进技术加上大行星的引力弹弓技术曾让“帕克”号太阳探测器达到过200km/s,但这只是瞬时速度而已,上世纪发射的旅行者一号目前仍在以17km/s的速度飞行,今天航天器的巡航速度和旅行者一号相比并不会有太大的提升,因为化学动力的瓶颈就在那里。

想要飞出银河系,只有曲率驱动飞船和虫洞技术这两条路


前者可以让飞船内的人借助时间膨胀效应在有生之年到达宇宙任何一个角落,后者可以避开时间膨胀效应带来的副作用,实现“无损”飞出银河系,但这两项技术目前还都存在于科幻小说之中。

未来构想中,核聚变飞船是化学动力飞船的继任者,可控核聚变的巨大能量能让人类从此可以在太阳系内自由探索,并将足迹延伸到周围恒星系,但也仅此而已,可控核聚变的能量也不可能让飞船达到近光速。



宇宙观察记录


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。


镜像科普


现阶段的人类文明就连半径1光年的太阳系都飞不出,更不用说半径可达数万光年的银河系。但在未来,人类的文明足够发达,离开银河系将不是问题。可以想象,如果要在一个人的有生之年内离开银河系,肯定需要利用到相对论效应。

根据狭义相对论,如果飞船可以加速到足够接近光速,由于钟慢和尺缩效应,飞船可以在短时间内跨过遥远的星系际空间,到达其他星系。但这种情况面临着严重过载的问题,想要把飞船在短时间内加速到亚光速需要巨大的加速度,人体不可能承受得了。

为此,可以采用相对较为温和的方法。通过让飞船在前半程以1g的加速度加速,然后在后半程以相同大小的加速度减速,这也能产生巨大的时间膨胀效应。如果以这种方法飞到254万光年外的仙女座星系,飞船上的人只会觉得时间过了大约28.6年,而地球上的人会觉得时间过去了254万年。

另一方面,还可以利用虫洞。虽然河外星系离银河系非常遥远,但虫洞可以把河外星系和银河系联系在一起。通过这种时空捷径,星系际的穿越很容易实现。

那么,人类究竟需要发展到什么水平才能离开银河系呢?

基于卡尔达肖夫指数,人类需要发展到III型文明,才有能力离开银河系,飞入星系际空间。目前的人类文明等级估计只有0.7级,距离发展到III型文明可能还要再过数十万年。


火星一号


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


就目前来说,人类是没有办法飞出银河系的。银河系只是宇宙几千亿星系之一,但就是这之一,对于我们人类来说,已经是不可思议的广大。过去,我们认为银河系的直径是10万光年,但是最新的科学研究表明,银河系的直径很可能要增加至少一倍,即20万光年。如果人类的科技水平不能跳跃式发展,以现在的科技发展速度,一亿年后人类也没有可能飞出银河系。

再说,飞出银河系之后,那也是极端危险的。银河系之外是一片极其空旷的宇宙深空,可能几百几千立方千米才有一个原子,没有了恒星和其它星际物质提供飞船的能源补充,而距离其他的银河系达到至少百万光年之遥。如果宇宙飞船真的飞出银河系了,意味着几乎永恒孤寂,很快就会能源耗尽,维生系统也不能保证生命存活那么久远。所以,飞出银河系根本没有任何意义,只是徒劳送死罢了。



那么,假设人类确实想要飞出银河系,需要达到什么级别的科技水平呢?

按照前苏联天文学家尼古拉.卡尔达舍夫在1964年提出的外星文明等级的设想,假设存在地外文明,将可能有三个层次的文明等级。卡尔达舍夫运用了“能量”这个关键核心词。他认为,一个文明想要与外界沟通,就需要使用大量的能量,可以掌握越多的能量与外界沟通,则证明这个文明的等级越发达。

卡尔舍达夫把这个文明等级大致分为三个等级,即:

Ⅰ级:行星级,比如可以主宰整个地球和月亮的能源。

Ⅱ级:恒星级,比如可以主宰整个太阳系的能源。典型特征就是可以有能力建造出戴森球这样伟大的物质构造。



(戴森球假想)

Ⅲ级:星系级,比如可以利用整个银河系的能源。到了这种地位,该类文明可以自由的排列恒星,甚至可以组装恒星,以恒星为材料来构建一台光年尺寸的计算机。

【注】第二级利用能量的能力是第一级的100~300亿倍,第三级是第二级的1万亿倍。



在我来看,只要时间足够,恒星级的Ⅱ级文明就已经足够飞出银河系了。但要到了Ⅲ级文明才有意义。等级低了,尽管也能飞出去,但不过是送死而已,又有何必要呢?


怀疑探索者


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!


科学认识论


人类要达到超光速的水平,才能飞出银河系。

要达到这样水平,首先要具备光速基础,可目前人类没有这种轻巧灵快的科技材料。退一步,既使创造了光速飞行船,要穿梭银河系(10万~20万光年),人类要连续成百上千代人接力,就等于史前文明好不容易派出了友好使者到达彼岸,自己却香消魂断毁于一旦。

而超光超更不可想象,几乎是超神力量。

人类飞出银河糸困难重重。但是也不是从此就再无一点希望。

科学家还在努|力,宇宙天域会不会存在虫洞,目前天文理论巳找到虫洞,可实践中还无一点踪影。

我个人才寻思到,宇宙中如果真的存在虫洞、黑洞,那就应该会发明超光速,有了超光速,人类就可以用各种智能去游遍整个宇宙。而人类就可能"踏遍青山人未老,这遍风景独好"。

我们可能没福,那时人类供不以求,纷纷派到各星糸当总督了。


夏雨风



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


银河系直径非常巨大,大约在10~16万光年之间。

太阳系位于银河系的一个悬臂接近尾端的3/4位置,离银河系边缘有3~5万光年。

如果地球人类想通过人造星际飞船飞离银河系,必须具备银河系的逃逸速度(即第四宇宙速度)。

所谓第四宇宙速度,是指在地球上发射的物体摆脱银河系引力束缚,飞出银河系所需的最小初始速度,约为110-120km/s,这个数据是指在银河系内绝大部分地方所需要的航行速度。

那么依靠目前人类的科技水平远远达不到如此高的初始速度,同时也没有人能忍受3~5万光年的长途跋涉。再说飞出了银河系后又是什么样的景象呢?茫茫的河外真空,离我们银河系最近的仙女星系距离是220万光年。我们的星际飞船飞出去往哪里?去干嘛?

所以说到这里,往往结论就快出来了,但是我要说:慢!我认为结论与上述表示的结果正好相反。

200年后,地球人类是能够飞出银河系的。同时还是有目的的飞出银河系,甚至可以飞到宇宙的任何星系中去,而且还是即时关联着当时的地球人;这是一个怎样的理解呢?以下让我给你慢慢道来。

人类科技发展二百年后,将会达到大脑意识数字化,并通过生物技术、芯片植入技术等将我们的意识(所谓的灵魂)上传网络虚拟世界得永生。

利用量子通信技术将我们人类意识数据包向整个宇宙发射(当然首选是银河系的其它星系),利用量子通信可以跨越时空的约束,设法与宇宙中具备量子技术的智慧文明进行连接(考虑到发射器能量需求的约束,可能只相对银河系星球为首选)。

一旦连接成功,立即将人类意识数据包及侵入程序植入外星文明网络,并实施网络病毒传播及修改、侵占外星网络,通过占领外星网络来初步控制外星文明世界。

再通过人类意识数据包的信息,植入外星机器人主脑,控制外星机器人来繁殖地球生物包括地球人类的生命克隆体,并从外星网络下载我们的灵魂到克隆人大脑中,真正达到跨越时空去征服外星世界的目的。

未来200年后,我们地球人类将是银河系中最伟大的物种,虽然不一定是最高级的文明,但至少也是最坏、最贱的好战者。

臣服就奴役、反抗就杀戮,,这就是人类!





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