為什麼有人說人類永遠都走不出銀河系?

2021-01-15 星辰大海路上的種花家

本文參加百家號 #科學了不起# 系列徵文賽。

銀河系確實夠大,因為根據LAMOST的觀測,銀河系直徑大約比傳統認為的大約50%以上,也就是早先觀測的10萬光年的銀河系直徑可能將會擴大到15-20萬光年,不過無論是10萬還是15萬又或者20萬光年,其實對於現階段科技水平來說,其實都差不多,因為我們真的走不出去!

星戰中的銀河系地圖

甚至連4.22光年外的比鄰星我們都到不了,但要說永遠,似乎這是一個非常沉重的話題,不過我們可以來看看科學發展史,以史為鑑,展望未來,看看能不能為人類找到些許希望。

科學史上的兩次絕對輝煌時刻

縱觀整個科學發展歷史,無疑十七~二十世紀是科學發展的黃金時代,其中也湧現了無數偉大的科學家,但有兩位不僅偉大,而且以講大話為名而名留青史!

「陛下,我的理論不需要上帝這個假設」拉普拉斯是法國著名的數學家,天文學家,是經典天體力學的奠基者,也是天體演化學的創立者之一,他在太陽系軌道的研究上具有相當獨到之處,從中發現了現在被稱為拉普拉斯定理和拉普拉斯方程,在十九世紀初,拉普拉斯將其在天體力學上的成果集中在5卷16冊的《天體力學》之中。

當拉普拉斯將其諸多偉大發現展示給拿破崙看時,拿破崙問道「在你的理論中,上帝在哪兒呢?」拉普拉斯平靜地回答:「陛下,我的理論不需要這個假設。」,這也許是物理學最為榮光的時刻,拉普拉斯敢於如此堅決地回答拿破崙,那是因為對科學的信心。

「物理學的未來,將只有在小數點第六位後面去找。」這是十九世紀末開爾文勳爵(英國著名物理學家威廉·湯姆遜)在十九世紀末的新年祝詞中如此說道,物理大廈已經落成,所剩下的只是一些修飾工作,但他也說明物理學上空有兩朵烏雲,一朵是光的波動理論和關於能量分布的麥克斯韋-玻爾茲曼理論。

但僅僅過了數年相對論誕生打破了絕對時空說,而量子力學的發展則又將拉普拉斯趕走的上帝請了回來,物理學開創性地打開了兩扇大門,無比廣闊的廣相宇宙學,也有細微到極致微觀的量子力學,特別是量子力學中波恩的概率論,海森堡的不確定性原理直接將科學能掌控一切的希望覆滅,但這並不影響量子力學如野草一般生長,而且二十世紀發展到了與大眾生活的方方面面,也許沒有任何一個理論與我們日常有如此接近過,但量子力學做到了!

人類能飛出銀河系嗎?

曾經科學是無比相信因果論和決定論,但現在量子力學的發展連一顆電子的位置和動量都無法同時確定,我們還能作出如此否定的結果嗎,所以人類未來科學技術發展是發散的,甚至我們無法基於當前的科技來判斷幾十年後的未來,就像《三體》中三體人對於人類科學的定義一樣,人類科學的量變積累會導致質變,什麼時候會發生?也許就在在某個時刻出現某個合適的人,輕輕的向前推動一下!

要飛出銀河系,人類的方向在哪裡?銀河系尺度動輒以萬光年計,所以常規動力是不可能飛出銀河系的,《星際穿越》中的蟲洞另一端並沒有超過銀河系尺度,但蟲洞理論並沒有限制它的另一端開口在哪裡,比如仙女星系也沒有問題。

還有大家所熟悉的曲速引擎,這個後期的《星際迷航》中曲速等級為9.9999時,達到了光速的199516c,也就是接近光速的二十萬倍,穿越銀河系大約只需要一年,而到達仙女星系也只有10年,當然這是一個大家都無法想像的速度,但問題的關鍵是我們如何才能實現這種引擎?

蟲洞和曲速引擎方式完全不一樣,但兩者在對空間的理解與應用上有著非常相似的原理,比如曲速引擎是在其後方擴張空間,在前方則壓縮空間,讓這兩個變形的空間推動飛船前進,此時速度不受光速限制,但實現這種技術需要有奇異物質和巨大的能量,但據說最近的進展可以將能量規模減小的幾分之一個太陽的質量能量,當然這是一個笑話!畢竟我們連一個地球質量的能量都無法控制。

但就像早期科學家計算發現太陽內核根本達不到質子-質子聚變的條件,但後來隨著量子力學的發展,伽莫夫發現了量子隧穿效應,從而解決了太陽發光的問題。與之類似的還有上世紀六七十年代預言的希格斯玻色子,2012年歐洲粒子中心宣布發現了它,希格斯玻色子是希格斯場的量子激發。根據希格斯機制,基本粒子因與希格斯場耦合而獲得質量。

我們突破了質量的獲得的原理,而質量在空間中的表現大家都很清楚,根據廣相來看,即質量告訴時空(時間+空間)如何彎曲,而空間將告訴質量如何運動,看來我們實現了一半,另一半什麼時候會突破?

種花家沒有那些神棍的本事,更不是未來穿越來的,所以這個很抱歉未能告訴大家答案,但量子論中的世界,未來具有一切可能,為什麼要將坍縮成不可能的答案告訴大家呢?

相關焦點

  • 為什麼說人類永遠飛不出銀河系?
    然而事實卻並不是這樣,在對銀河系有了一定的了解之後,你就會發現,銀河系就像一個牢籠,人類深陷其中,很可能永遠都逃不出去。那麼為什麼說人類永遠飛不出銀河系呢?其實看看太陽系的真實大小你就明白了,我們先來看一張圖。
  • 為什麼科學家說人類走不出銀河系,或許不光是時間和距離的問題?
    人類靠「走」(飛船飛行)是永遠走不出銀河系的,或許通過蟲洞「跳躍」還有可能。不過,別說我們現在無法製造「蟲洞」,即使製造出來了「蟲洞」內部的性質,時空的結構是如何,我們尚未清楚,或許「蟲洞」也跳不出「銀河」。既然是要去一個陌生的地方,我們肯定要先導航一下,找一條又快又短的路線。
  • 人類可能永遠都飛不出銀河系,就算達到光速,也無法飛出銀河系
    當這個物體的速度越接近光速,那麼它的質量就會越接近無窮大,而光是沒有質量的,所以不需要擔心質量上升的問題。但是我們製造的飛行器是有質量的,所以以目前的科學技術,想要達到光速飛行,簡直就是天方夜譚,除非有一天,人類的科學技術突破了現有的關於光速的理論體系。為什麼我們人類這麼的渴望達到光速?
  • 為什麼科學家說人類可能永遠不會走出銀河系?
    隨著我們對宇宙的不斷了解,我們發現地球只是太陽系中的一粒沙子,而太陽系在銀河系中要小得多,但整個宇宙中像銀河系這樣的星系卻有幾十億個。儘管人類幾百年來從未停止過對宇宙的探索,但似乎無論付出作了多少努力,似乎都無法走出銀河系。
  • 人類有可能飛出銀河系嗎?
    人類當然可以飛出銀河系啊,要有自信,相信聰明的人類可以解決一切困難,相信未來的某一天,人類的足跡可以遍布整個宇宙。當然了,說是這麼說,關鍵是要怎麼做才行呢?我們的銀河系,直徑至少有10萬光年,太陽系處於銀河系的一個獵戶懸臂上,距離銀河系中心為2.6萬光年,所以說,如果我們想要走出銀河系,至少要穿越2.4萬光年的宇宙空間。2.4萬光年的距離,以人類目前的火箭推進技術,估計飛到宇宙毀滅都飛不出銀河系,但是也不要灰心,因為希望還是有的。
  • 人類還需要多久才可以飛出銀河系?科學家:答案都在紙上!
    不過,如今已經是2020年了,我們都知道,人類仍然無法飛離地球,甚至就連想要重新登月,都變得非常的困難。那麼,人類需要多久才可以飛出銀河系呢?這裡,我們就需要先從上世紀60年代,前蘇聯的天文學家卡爾達肖夫提到的宇宙文明等級指數來說起了。
  • 人類星際旅行,能都到達距離銀河系250萬光年的仙女座星系?
    之前的文章有說過人類未來的飛船可能達到的級別,其實悲觀一點的話,人類可能永遠離不開銀河系!根據愛因斯坦的狹義相對論的公式m'=m/√1-(v/c),我們知道光速是物體運動的極限,這個觀點也被粒子加速器證實。如果愛因斯坦的觀點是正確的,那麼人類未來的宇宙飛船就不可能超過光速。
  • 銀河系的外面是什麼?科學家在宇宙中發現超級結構,人類或被鎖死
    人類生活在地球之上,地球存在於太陽系之中,太陽系屬於銀河系,那麼,銀河系的外面又是什麼呢?雖然我們總說,人類出現在地球上的時間已經有500-700萬年的歷史了,不過,人類真正意義上對地球、太陽系,特別是宇宙開始有了一定的了解,這些事情的發生,都不過是近幾百年來的事。
  • 人類沒有飛出銀河系,網絡上各式各樣銀河系照片是怎麼來的?
    人們老有這樣的疑問:人類並沒有飛出銀河系,怎麼網絡上有那麼多銀河系圖片呢,而且有的還惟妙惟肖,細節清晰?其實,銀河系只有一張真正的照片,其餘都是電腦合成或者構想的圖片。就像網絡上有無數張黑洞圖片,其實只有一張是真正的照片一樣,銀河系也只有一張照片是真的照片。
  • 人類文明的等級是幾級?什麼時候才能飛出銀河系?
    然而,人類有限的宇航科技水平以及廣袤的空間阻礙了我們飛到更加遙遠的宇宙。人類最遠只涉足過離地球最近的天體——月球,距離僅38萬公裡,這在宇宙尺度下近在咫尺。雖然人類自身飛不遠,但人類發射了5個能夠飛出太陽系的無人探測器——先驅者10、11號,旅行者1、2號,新地平線號,它們可以代替人類去往宇宙深處。
  • 現在的人類能飛出銀河系?如果擁有光速飛行的話,是否可行?
    說到這裡,內心不免有些失落,一個直徑達到2-3光年的太陽系,人造星際探測器想要飛出,都尚且需要上萬年的時間,而一個直徑達到10萬-15萬光年的大星系,人類要想飛出或許比登天還難。目前,人類飛行速度最快的探測器是旅行者1號探測器,其速度是17公裡每秒,而銀河系的直徑是10萬光年以上,等旅行者1號探測器飛出銀河系,地球很可能早已經消失。當然,旅行者一號探測器不可能飛出銀河系,因為,漫長的時間中它可能早就已經自然銷毀了。
  • 銀河系上一級結構是什麼?其寬廣程度難以想像,人類難以跨越
    地球之外是太陽系,太陽系之外是銀河系,銀河系之外是一個名為「拉尼亞凱亞超星系團」的二級天體系統,在二級天體系統之外還有更大的一級天體系統,宇宙之大,實難想像!地球是一顆生命星球,人類、鯨魚、老虎、豹子等生命都生活在其中。生活在地球之中,我們常常感嘆地球的寬廣與遼闊,想繞地球一圈是一件非常困難的事情,需要花費大量的時間,也需要花費一定的金錢。
  • 人類為什麼找不到外星人?按理論推算,銀河系中應該布滿生命!
    人類為什麼找不到外星人?按理論推算,銀河系中應該布滿生命!有一個話題在科學界一直都沒有準確的答案,外星人是否存在?如果真的有除了人類之外的高級文明,他們的身體構成是否和人類一樣的,他們究竟在哪裡?關於外星人的探討成為了最為熱議的話題。
  • 為什麼說人類最終一定會拋棄地球?星際旅行最終的家在哪裡?
    有人說幾十億時間很長,擔心那事幹嘛?地球上的藍藻、細菌、支原體等等可是在30億年前就存在了,至今它們也沒啥變化。再長的時間也會到來的。人類在既定的嚴峻生存危機之前,必然會拋棄地球,選擇星際旅行。而如果發生其他災難,比如行星或隕石撞擊、氣候災難、冰河期、太陽某次劇烈的周期活動、核戰爭等等,都可能會提前迫使人們提前離開地球。
  • 人類或不孤獨?銀河系或充滿已毀滅的文明,類似悲劇或發生在地球
    既然存在這樣的可能性,那為什麼我們到現在都還沒找到他們的蛛絲馬跡呢?也是因為我們至今都還沒找到外星文明的蛛絲馬跡,哪怕連一些來自外星球的人造無線電信號都沒發現,所以很多人都認為,我們人類可能是唯一的。不過,有一些研究表明,我們人類可能不孤單,宇宙中可能存在一些外星文明,我們之所以沒有發現他們,可能是因為他們已經毀滅了。這是怎麼回事呢?
  • 莫比烏斯帶好比宇宙,它是無限循環的,人類或永遠造不出!
    莫比烏斯帶好比宇宙,它是無限循環的,人類或永遠造不出!人類在探索宇宙的道路上一去不復返,這是一個漫長的過程。雖然人類經歷過不少挫折,但這些挫折並沒有使自信心嚴重受挫,反倒越挫越勇,對宇宙的那種求知慾越來越強烈。
  • 不!它代表的距離人類用盡一生都走不完!
    引言:一釐米很短,一米很近,一千米也不遠。但是,若將單位改為「光年」,一光年遠不遠?不少人或許以為「光年」是時間單位,事實上,它是距離單位,遠得我們難以想像,個人無法在有生之年走完。你知道一光年是多遠嗎?
  • 跨越銀河系需要10萬光年,人類無希望衝出宇宙?科學家找到捷徑
    從宇宙大爆炸開始到至今為止,大約過去了140多億年,在這漫長的歲月中,本身僅僅是一個奇點的宇宙變得越來越大,儘管人類已經通過數據模擬的方法計算出了宇宙的體積,但計算出來不代表人類能夠探索完畢,先不說宇宙究竟有多大,哪怕是銀河系對於我們人類來說也是巨大無比的。
  • 銀河系正在宇宙中高速移動,未來和仙女座星系碰撞,人類怎麼辦?
    宇宙中的一切都是在不斷運動的,包括宇宙本身也在不斷膨脹,科學家認為,宇宙中不存在絕對靜止的行星,所有的行星都在自轉,對於宇宙來說,能量推動物質的運動,或許就是不變的真理。我們都知道地球不僅僅在自轉,同時也在圍繞著太陽公轉,而太陽也沒有閒著,它是巨大銀河系的一個微小組成部分,也在圍繞著銀河中心的引力源旋轉著,引力讓星系達成了美妙的平衡,在銀河系中存在至少三千億個恆星,它們都在圍繞著銀河系的「銀心」運動著。那麼銀河系在宇宙空間中,是靜止不動的嗎?
  • 跨越銀河系需要10萬光年,人類無希望衝出宇宙?科學家已找到捷徑
    從宇宙大爆炸開始到至今為止,大約過去了140多億年,在這漫長的歲月中,本身僅僅是一個奇點的宇宙變得越來越大,儘管人類已經通過數據模擬的方法計算出了宇宙的體積,但計算出來不代表人類能夠探索完畢,先不說宇宙究竟有多大,哪怕是銀河系對於我們人類來說也是巨大無比的。