怎麼才能達到NASA 發現的新地球,需要什麼條件?


轉自鳳凰新聞,人類該如何到達第二個地球?
2015/07/24 18:36 鳳凰科技
開普勒452b

鳳凰科技訊 7月24日消息,今日凌晨,美國宇航局公布了開普勒空間望遠鏡的新發現——開普勒452b,一顆目前為止各方面最接近地球的系外行星。

它只比地球大60%,和母恆星的距離非常接近地球與太陽的距離,有很大的可能性會是一顆岩石行星,所有的這些都指向一個可能——這顆地球的孿生行星很有可能存在液態水和生命。

但是這一切都只是「可能」,由於不是抵近觀察,開普勒空間望遠鏡所能做的工作其實並不多,那麼我們可不可以發射一個像「新視野號」探測器一類的裝置,到開普勒452b附近去一探究竟呢?

首先我們要知道開普勒452b到地球之間的距離:1400光年,也就是說即使以光速前進也需要1400年才能到達。人類目前製造出來的最快飛行器是1976年發射的太陽神2號太陽活動探測器,它的速度高達70.22千米/秒,太陽神2號的速度之所以這麼快是因為它離太陽足夠近,直接運行在水星的軌道之內,作為向太陽系外發射的探測器,速度最快的自然是1977年發射的旅行者1號,它的速度是17.06千米/秒。

即使是以70千米/秒的速度來看,與光速的30萬千米/秒相比仍是太慢,僅相當於光速的1/4286,太陽神2號需要六百萬年才能到達開普勒452b,旅行者1號更是需要三千萬年才行。那麼,有沒有什麼黑科技能幫助人類在短時間內抵達開普勒452b呢?

核聚變引擎

是指利用核聚變產生動力,推動火箭前進。在核聚變反應中,核子被迫進行聚合從而產生巨大的能量。2009年12月,英國《新科學家》網站,認為這種技術,有可能在數十年之後實現。

一旦科學家掌握了受控核聚變,那麼他們將控制反應中產生的帶電粒子,並讓它們從噴口噴射而出。從核聚變反應堆噴出的粒子能使二級火箭的速度達到光速的12%。核聚變火箭推進的宇宙飛船同採用核裂變火箭推進的星際旅行類似,能很快地飛抵最近的恆星系,但卻沒有更多潛力可挖。

12%的光速雖然是一個很可觀的速度,但對於距離地球1400光年的開普勒452b來說仍然太慢,如果燃料足夠,核聚變引擎可能會帶我們花數十年的時間到達離地球最近的恆星——比鄰星,但到達開普勒452b則需要一萬多年,這還沒有考慮漫長的加速和減速時間。

曲速引擎

曲速引擎:名符其實的黑科技,最早出現在美劇《星際迷航》中,最初只是一個不切實際的幻想,但後來理論物理學家米給爾·阿庫別瑞在1994年提出以他為名的阿庫別瑞引擎,使得超光速航行變得可能。並且不會違反廣義相對論中「沒有物體可以局域地比光速還快」。由於原理相近,人們也把阿庫別瑞引擎稱為曲速引擎,這個概念也在中國著名科幻作家劉慈欣的作品《三體》中出現過。

阿庫別瑞提出,可以製造一種能夠令前方空間收縮而令後方空間膨脹的引擎,以空間的「變形」來推動飛船前進。由於空間膨脹的速度沒有任何限制,所以這種飛船的乘客可以感知到自己的速度超過了光速。如果能夠實現,飛船將會是被一個「曲率泡」裹挾著前進。它在本地參考系內沒有任何加速度,也就不會受到廣義相對論的速度制約,而且不會出現時間變慢等相對論效應。假如有一艘這樣的飛船以單程兩星期的速度飛到潘多拉再回來,其乘員的年齡將比出發前增長四星期,與留在地球上的情形一樣,不必擔心發生所謂的「雙生子悖論」。

2012年,物理學家哈羅德·懷特(Harold White)透露了一個堪稱驚天動地的消息:他和他的團隊正在為美國航空航天局(NASA)研製超光速引擎。駕駛裝備著這種引擎的飛船,從地球飛到電影《阿凡達》(Avatar)中的潘多拉星球,僅需要幾個星期而已。不過他們公布的只是一個理論上的實物模型。不過懷特表示,一旦曲速宇宙飛船真正面世,只須兩周便能到達距離太陽最近的恆星系南門二。南門二距離太陽約4.37光年遠。按照這個速度推算,1400光年也只需6年多的時間即可到達。這比新視野號到達冥王星花的時間都要少。

反物質引擎

1928年英國物理學家狄拉克首先從理論上提出了存在反物質的假說,認為存在和構成普通物質的基本粒子質量相等但電荷相反的基本粒子,並有由這樣的基本粒子構成的反物質。僅僅4年後,這個假說就得到驗證。由於反物質和物質如果相遇,將會湮滅,正反物質的質量將全部轉化為能量,按照愛因斯坦的質能公式E=mc^2釋放巨大的能量。反物質發動機的好處是反物質的湮滅可以自發產生,不需要象核發動機中的核反應那樣需要許多條件,所以就不需要很大的反應堆,可以減輕飛船重量。

就目前所知道的所有物理反應而言,這是效率最高的燃料。正反物質湮滅所釋放的能量巨大,是氫氧化學反應的1百億倍,太陽核心熱核反應的300倍。一片阿司匹林那麼大的反物質同物質湮滅產生的能量足以讓一艘飛船巡弋數百光年。

據科學家測算,以反物質為動力,飛行器的速度則可接近光速,在宇宙空間中可以以光速的70%飛行,那麼到達開普勒452b的時間需要2000年。這對人類來說仍然太過漫長,不過足夠我們到太陽附近的一些恆星做星際旅行了。

蟲洞

蟲洞是在廣義相對論中容許存在的一種特殊結構,它可以把時空中的兩個點直接連接起來,不管這兩點在空間距離上或時間間隔上相距多遠。對它的簡單理解,就如同一張紙上相隔較遠的兩個點,通過摺疊將兩點重合在一起。

利用蟲洞的特性,我們就有可能在較短的時間內完成遠距離的空間旅行,或者進行時間旅行。不過,我們還沒有在天文觀測中找到蟲洞存在的實驗證據。在理論上也還存在各種各樣的困難。例如,製造和維持蟲洞可能需要具有負能量的物質。

著名天體物理學家霍金認為,蟲洞就在四周,只是小到肉眼很難看見,它們存在於空間與時間的裂縫中。如同在3度空間中,時間也有細微的裂縫,而比分子、原子還細小的空間則被命名為「量子泡沫」,蟲洞就存在於其中。不過,霍金表示,這些隧道小到人類無法穿越,但有朝一日也許能夠抓住一個蟲洞,再將它無限放大,或許將來也可以建造一個巨大的蟲洞。

如果能真的製造出蟲洞,那麼通過它來抵達開普勒452b顯然是最節省時間的方式,像《星際穿越》一樣,可能坐一站公交的時間就到啦。
創建於 2015-07-24


首先,讓i、n、a家提高cpu、gpu算力。
接著,發展核聚變、戴森球一類大規模清潔能源。
然後,做出能騙過大腦的腦機介面。
最後,你只需要眨一下眼。
1400光年太遠,只爭方寸之間。
——————————————————以下是認真的回答——————————————————
樓上鳳凰新聞中介紹了幾種推進方式,其中蟲洞、曲率兩種僅僅存在於數學概念之中(nasa幾年前測試的那個是無工質,推力呵呵噠,國內也造出來了)。稍微有點譜的反物質,按照文中所說也要2000年,加上加速減速的時間,這船到達452b得比耶穌祂老人家現在年紀還大。這麼玩我們這代人肯定看不到452b了,至少得咱100世孫往後,咱們對他們來說至少得是秦始皇那個年代的歷史人物。
所以說,1400光年太遠,途中艱難險阻、困難重重,不如好好發展虛擬現實。沒有虛擬現實來排解無聊,蹲在錫罐里飛到火星都能把人逼瘋。


意味著在孫燕姿生日這一天發現了克卜勒。


在東大bbs上看到的一個故事:
轉載

我們是一群生活在一個孤島上的原始人。島上有一片森林。


我們砍伐著木材,用來製造捕魚的船。然而木質的船使用壽命不長,同時也無法前往新大陸。

我們發現我們的孤島四周有一些島嶼,遠遠望去,上面似乎有不同的自然資源。但是那不是木船所能達到的地方。


有一些人提議我們用木柴來鍊鋼鐵,這樣我們可以製造巨大的鋼鐵船,就不會懼怕風浪。然後選十個精壯男子帶上足夠淡水和食物,前往其他島嶼探尋資源。


然而木柴燃燒的溫度遠遠不足以煉出鋼鐵,最後只製造出了一批粗製濫造的鐵皮箱子船。即使如此,島上的勇士們還是完成了一次遠航。


這次遠航耗費了全島足足一年份的食物和淡水。這使得很多老弱病殘怨聲載道。


更糟糕的是,煉製鋼鐵所需要木柴消耗量巨大。而且潛藏著不可預測的風險。一旦發生山火,所有森林就會消耗殆盡,從而再也無法出海捕魚。粗略地估計需要減少80%以上的人口才能依賴近海魚類生存下去。


而遠航沒有帶來想像中的收益,因為鐵皮箱子船只能勉強載人,根本無法再承載開發新土地的大型工具。


有一些樂天派認為我們依舊可以依靠鐵皮箱子船,然後派上30個精壯男子,就可以前往新的樂土。然而大部分鐵皮船工匠對此估計並不樂觀。


島上樹齡超過300年的大樹已經被砍伐殆盡,目前主流消耗的木材是100年樹齡的。然而加工技術的進步使得我們可以用100年的木材製作出不遜於300年樹齡的木材的船隻和日常生活用品。


島上大部分人認為,我們的前途是一片光明。


因為我們的木材挑選技術越來越好,火焰溫度也越來越高。熱處理技術也在提升,配合二次乃至多次熱處理,鋼鐵硬度也在增加。我們似乎可以造更大的鐵皮船了。

這樣鐵皮船里就可以裝更多身強力壯的男人了。他們的力氣可以前往更遠的島嶼。


儘管如此,我們還是很小心地選取位置來點燃木材,以保證一旦失火,損失不至於太大。


有一個叫做牛頓的年輕人提出,人力是無法前往那些島嶼的,必須藉助其他力量。他發展了一套計算理論,詳細地計算了做功和能量消耗的關係,提出了一種利用燃燒木柴來驅動的模型。


但是這個模型卻一直無法成功。這個被稱作人力代替的驅動模型,需要一種能夠長時間耐受高溫蒸汽的材料。這是天神的武器才會使用的材料,非人力所能及。


【島
上的人根本沒有意識到,島上唯一一片礦脈,其實是一片劣質鐵礦,根本無法在較低的溫度下鍛造出高質量的鋼鐵,即使窮全島之力,也無法製造出一台良好的發動
機。只有不計成本前往其他島嶼,才能夠了解到他們技術的極限的原因。他們當時僅有幾次機會能夠突破這個孤獨的島嶼,但是他們都浪費了這些機會。】

這就是復活節島的故事。


新視野號的速度大概兩千八百萬年


哥白尼沒出現之前大家都以為地球是世界的中心
愛恩斯坦沒出現之前,大家都以為c+c=2c
(相對論速度疊加公式c+c=c)

我告訴大家今天很多基本現象依然沒法自恰,
所以大家會假設一個不輻射電磁波的暗能量來解釋那些不知道哪裡來的引力。

真要進行星際航行,
我們必須搞清楚宏觀物體進行亞光速運動是一種什麼體驗。
答案其實很簡單,
離我們最近的超高能物體是五萬光年的銀心
只要跑過去拿到觀測數據
我們基礎物理自然就有提升了。

這個答案其實大家都知道


與其研究如何光速航行不如研究如何長生不老


純粹的驅動技術就不多說了,光速什麼的都太遙遠了,以下假設基於人類目前能達到的最快航行速度:

1. 冬眠技術(最好是集體型的,能多帶點精壯的十七八歲男女)
2. 長期儲能設備(主要用來減速和著陸、飛船內部設備能源的長期供給、與地球之間的信號傳輸以及在新地球上進行勘探、基地建設用的輔助工作用能源)
3. 長期食物儲備設備(按理說應該跟冬眠技術差不多吧,主要藏點蛋白質什麼的)
4. 受精卵孵化設備(冬眠技術能解決長期儲藏問題,到了新家園有條件咱還得繼續繁衍不是)

然後就準備開始長達千萬年級別的長期旅行吧~~
我覺得差不多了


推薦閱讀:

在不登陸月球的情況下直接登陸火星,是否可行?
如何解釋「身體里的每個原子都有可能來自宇宙大爆炸時期爆炸的恆星」?
《星球大戰:原力覺醒》中的死星可以通過什麼技術手段實現?
除了熱寂說以外,關於宇宙的最終命運還有什麼樣的假說呢?
人類科技能否把物品送上太陽?

TAG:物理學 | 宇宙學 | 星際航行 | 宇宙 |