宇宙,那片廣袤而深邃的未知領(lǐng)域,其尺度之大,動(dòng)輒以數(shù)光年至數(shù)億光年計(jì),令人心生敬畏。人類(lèi)制造的最快飛行器——旅行者二號(hào),其速度每秒不過(guò)17公里左右,而最近的恒星系半人馬座比鄰星,卻遠(yuǎn)在4.2光年之外,以此速度前往需要數(shù)萬(wàn)年才能到達(dá),無(wú)異于漫漫長(zhǎng)夜中的孤舟。
面對(duì)這看似不可逾越的距離,我們將如何跨越?曲率引擎?蟲(chóng)洞穿越?這些永遠(yuǎn)只能存在于科幻作品里。讓我們回歸本質(zhì):速度,才是關(guān)鍵。只要速度足夠快,宇宙的每一個(gè)角落都將在我們的觸手可及之處。
然而,有人或許會(huì)提出質(zhì)疑,這豈不與相對(duì)論相悖?誠(chéng)然,愛(ài)因斯坦的相對(duì)論告訴我們,光速是宇宙中的速度極限,任何有質(zhì)量的物體都無(wú)法超越。但這只是相對(duì)于靜止或勻速直線運(yùn)動(dòng)的觀察者而言。若我踏上前往比鄰星的飛船,你用望遠(yuǎn)鏡目送我離去,那么,無(wú)論如何,我都無(wú)法在4.2年內(nèi)抵達(dá)。但相對(duì)論還揭示了兩個(gè)重要的效應(yīng):空間收縮和鐘慢效應(yīng)。當(dāng)速度接近光速時(shí),運(yùn)動(dòng)方向上的長(zhǎng)度會(huì)顯著縮短,即空間收縮;同時(shí),飛船上的時(shí)鐘相對(duì)于地球上的時(shí)鐘會(huì)走得更慢,這便是鐘慢效應(yīng)。
因此,我們無(wú)需沉迷于那些不切實(shí)際的科幻設(shè)想。人類(lèi)文明的進(jìn)步,核心在于對(duì)能量的掌控和利用。正如吳軍老師所言,人類(lèi)文明的終極答案在于能量和信息。提高我們對(duì)能量的掌控能力,制造出更大功率的引擎,才是我們邁向星際的關(guān)鍵。
但星際旅行并非簡(jiǎn)單的加速問(wèn)題。你我并非訓(xùn)練有素的宇航員,作為平凡的普通人,我們既無(wú)法承受加速時(shí)產(chǎn)生的巨大壓力,也無(wú)法長(zhǎng)期適應(yīng)太空中的失重環(huán)境。此時(shí),愛(ài)因斯坦的廣義相對(duì)論為我們提供了解決方案。廣義相對(duì)論中的等效原理告訴我們,引力和加速度具有等效性。這意味著,我們?cè)诘厍蛏细惺艿降闹亓Γc在宇宙飛船中以一定加速度前進(jìn)時(shí)產(chǎn)生的推力是相似的。因此,我們可以利用這一原理,設(shè)計(jì)出更為合理的星際旅行方案。
例如,前往比鄰星時(shí),我們可以先以一定的加速度前進(jìn)一半路程,然后調(diào)轉(zhuǎn)方向,以同樣的加速度反向加速,直至到達(dá)目的地。這一過(guò)程中,飛船內(nèi)的乘客將感受到與地球上相似的重力環(huán)境,從而大大減輕身體不適。而由于空間收縮和鐘慢效應(yīng)的存在,這一看似漫長(zhǎng)的旅程,對(duì)于飛船內(nèi)的乘客而言,或許只是短暫的幾年時(shí)光。即使前往數(shù)百光年、數(shù)千光年甚至數(shù)億光年遠(yuǎn)的地方,也只需相對(duì)較短的時(shí)間便可抵達(dá)。當(dāng)然,這是相對(duì)于飛船內(nèi)的乘客而言;對(duì)于地球上的觀察者而言,實(shí)際飛行時(shí)間將遠(yuǎn)超過(guò)乘客所經(jīng)歷的時(shí)間。
綜上所述,星際旅行并非遙不可及的夢(mèng)想。只要我們不斷探索、不斷進(jìn)步,終有一天,我們將能夠跨越那片浩瀚的宇宙,探索未知的領(lǐng)域。