【科学 教育】仰望星空



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送交者: 一默 于 October 25, 2010 17:12:51:

先驱者10号和11号携带的人类图像。


家宝兄显然比毛先帝看得远些,毛先帝想的最远的也就是“九天揽月”,而家宝兄则是“仰
望星空”的人--任何一颗星星都不知比月亮远出多少。尤其学了家宝兄“一个民族有一些关
注天空的人,他们才有希望”的语录以后。我便每天仰望夜空,直到脖子酸了为止。然而等
低头沉思片刻,却觉得探索星空这事越来越希望渺茫:))。

按目前航天器的速度,到离开太阳系最近的星球,也得5万年。非得把速度增加一万倍才有
意义。目前的化学助推剂,由于其自重的限制,速度极限为0.001c(光速的千分之一)。以
此速度到达肉眼看到的阿尔法星(Alpha Centauri,距地球4.4光年)也得4000年,还是单
程。需要多少代人的努力,所以宇航员必须男女搭配:),还有,得带多少吃的(实际是当然
不可能的)?美国在70年代发射的先驱者10号11号,旅行者1号和2号到达最近的星球都得4
万年(当然都是无人驾驶。先驱者10号11号都已和地球失去联系)。

困难面前怎么办呢?人类总得不断地总结经验,有所发现,有所发明,有所创造,有所前
进。停止的论点,悲观的论点,无所作为和。。。。的论点,都是错误的。出路也许是核动
力,尤以核聚变发动机效率最高,极限速度可达0.1c。这样一个单程就变成了几十年。可这
几十年宇航员怎么办呢?冬眠?体积巨大,还不知怎们发射。下一个办法就是太阳帆或所谓
束能推进(Beamed Energy Propulsion)。前者加速虽慢,但不间断加速,当然更适合于太
阳系探测。而后者则可把飞船速度提高到0.5c,时间缩成几年了。可光想着推,快到站了怎
么刹车呢?还没有办法。最有效的动力则是用物质与反物质湮灭作为动力的发动机,100%的
质能转换(对比核聚变的1%),速度极限升为0.9c。困难是如何制造和保存这么多反物质
呢。冲压发动机(Ramjet)也许是个更好的办法,张个大伞在太空收集稀薄的氢气作核聚变
燃料燃料,加速度可维持在1g,且可以解决刹车的问题。

原则上说,有1g的常加速度,人类可以探索宇宙的每一个角落。距离越远飞船的速度可以加
速得越快,别忘了,还有爱因斯坦的相对论呢。以1g的加速度,考虑到速度极快时的长度收
缩,到5百光年远的星星仅需12年;到2万8千光年的银河系中心,只需21年;到250万光年的
仙女星系(Andromeda Galaxy) ,也只需29年。可是别忘了,还有时间膨胀呢。天上方一
日,地上已千年啊。走一趟仙女星系,沧海桑田,地球已过去5百万年了。如果“论坛某侠
女”走趟仙女星,回来时老六见了可不能仅仅叫“姑奶奶”了事儿,得叫老祖先了(当然,
那时老六早就先变成老祖先了:))。

费了这么大劲,还未必能成行,人们到底想干什么呢?问题很简单,地球是宇宙中唯一有生
命和文明的吗?人们相信,每百万个星球,其中就应有一个星球存在某种文明。银河系中应
该有10万个这样的星球。如果最初产生一种文明需要50亿年,然后每隔5万年更新一次的
话,那么银河系早已盛世连连了,因为银河系比太阳系老上100亿年!可是,那么先进的银
河文明,三个代表,为什么不和地球组织取得联系呢?一种解释是根本不存在银河文明,因
为文明那是“相当的”稀有,我们是头一个。另外可能是文明无法离开自已的世界,在他们
能够做到星际旅行之前或同时,他们也毁灭了自己(从能量角度说)。最后就是他们对我们
不感冒,有才不露。

迄今为止,地球人类还没有收到任何其他星系文明的信号。60年代发现的脉冲星信号,是人
类唯一的一次激动,以为那么有规律的脉冲电磁波,是外星文明在宇宙中寻求知音呢。

人类对于宇宙的认识还非常有限,实际能力也极其有限。实现星际旅行比起人类从山洞里走
出到今天的“太空”探索要遥远的多。

谢谢阅读。

一默
2010年10月25日

(后记:以上的字是上周四听了一个星际旅行的科普报告后,有感而发。感谢演讲者克雷
顿.海勒博士的解惑。美国做天文学研究的人,或者说“仰望星空”的人巨多(虽然工作非
常不好找),天文爱好者众,科普工作也做得相当靠谱:))。我们系里一个小天文馆,每年
得接待地方老少万余人。按家宝兄的定义,这个民族还是有希望的。

小时候,夜晚外面的灯光很暗(现在叫没有光污染),常常望着银河系里密密麻麻的星星出
神。而现在,由于光和空气污染,在家乡看见密密麻麻的星星,已是一种奢望了。家宝兄在
中南海漫步,仰望星空时,也只有一声叹息了。(那年和坛上的几位朋友去呼伦贝尔草原,
才又找到了儿时的感觉)。

小时候就知道看星星发呆, 看来俺们那时候还有点希望:)),而现在看得虚微儿明白一
点,却觉得希望渺茫了。那距离都是光年,那速度都得接近光速,那动力都得是核武
器。。。额的神那。过两天还是讲讲俺家郁郁葱葱的菜园子吧--虽然家宝兄还有后话:“一
个民族只是关心脚下的事情(比如菜园子:)),那是没有未来的”--我觉着未来这辈子还得
呆在地球:))。





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