以地球作為飛船飛離太陽系需要什麼科技水平?

假如有一天太陽走到盡頭 位於地球上智慧生物要駕駛地球逃離太陽系 他們需要什麼樣的科技水平才能實現.

具體怎麼操作?


實現人類大逃亡需要一些黑科技。如果不用把地球帶走,這些黑科技裡面現在有的已經漸漸有了雛形。設想有一天,人類不得不離開太陽系,逃往Kepler 452b,它位於距離地球1400光年的天鵝座。

剛開始,人類的政要會先做出決定是否隱瞞事實。實際上,因為參與人員及國家眾多,隱瞞將是一件不可能完成的艱巨任務。

在合適的時間裡,各國政府會同時發布人類即將逃往的決議。並且同時在政治層面拋開所有偏見,組成統一政府。這個在人類歷史上不乏先例,比如面對強曹,孫劉聯盟,面對德意日軸心國有反法西斯同盟。人類在面對不可戰勝的敵人時,自然而然會抱團取暖。

解決了政治層面,就會開始在技術方面解決核心問題:如何離開太陽系?鑒於跨度太大(1400ly),速度不是首要問題。擺在人類面前的第一個問題就是,用什麼飛行器可以將人類都帶走(除了自願留在地球的除外)。

一般來說,會傾向於用成本最低的方法:組建太空城。可以做一個初步的計算,假設當時的地球總人口100億,每個人所需求的空間為100平方米*3米,飛船的空間利用率為30%,那麼容易得到,滿足人類居住及遷移的飛船總的空間大概為:10萬億立方米。如果是一個長方體的話,大概就是長50公里,寬20公里,高10公里的一個大型飛船。這個飛船可以承載所有人類。它的重量大概是四千億噸。

這麼龐大的飛船不可能在地球建設,也不可能選在月球上。實際上,選址將定在地月L4或者L5點上。這兩個拉格朗日點非常穩定,即能受到充足的光照還方便人類去月球採集資源。就近的小行星或者彗星會先行採集完。

太空飛船的建設進度會非常快,大概十到二十年就可能竣工。一方面,因為外部壓力人類會激發前所未有的潛力(想像一下抗日),另一方面建設進度會以指數形式增長。對此,可以借鑒人類第一次登月時的情況。1961年,肯尼迪發表演說,宣布將在十年內送人類去月球。他說:我們決定登月不是因為它們簡單,而是因為它們很艱難。因為這個激動人心的目標,當時的人們被激發了洪荒之力解決了很多不可能解決的問題。

實際上,人類去開普勒452b也是同樣的情況,此時如果沒有點開核聚變這個技能,會在短短五年內突破並在十年內進入商業化。(實際上,現在的核聚變研究一直處於缺少資金的狀態。)材料科學也會突飛猛進的發展,為人類能在太空生活提供幫助。農業工廠隨著核聚變的商業化會遍布各地。人類終於不再靠天吃飯(哪怕太陽熄滅了都不會受到影響)。核聚變所需的氦3在月球和水星上有大量的資源。那時氦3能源公司會非常吃香。

一個令人驚奇的事情是,在這個階段人類社會會湧現大量的超級富豪——萬億級,十萬億級,百萬億級。甚至民間會參與到太空飛船的建設當中。畢竟影響到自己將來乘坐的舒適度。甚至會有專門的公司出售飛船。

當太空船建好後,實際上,當然不是只建一個龐然大物出來。50公里長的太空母艦隻是類似於首都的存在,當時人類的產能被激發後,會在同一時間段開始建幾千艘幾公里長的飛船。人類離開太陽系的時候,不是像一頭牛離開原來的草原,而是像一群蜜蜂離開原來的花園。

當所有的飛船竣工後,人類陸續開始上路。先加速從拉格朗日點掉落到環地軌道,藉助地球的引力加速進入金星軌道通過金星軌道加速進入環日軌道,通過太陽加速再進入木星軌道,最後被木星加速後往天際飛去。陸陸續續的會有十年時間分批撤離太陽系。

飛船上的人會回頭看看地球,但是並不會傷感。那時人類已經習慣了太空城的生活。人們已經不太能理解活在一個星球上並且永不離開的行為了。乘坐飛船生活已經成為了人類的常態。

當然,不是所有的人都是如此。有些人並不會選擇離開地球。有些人會選擇死在這裡或者在這裡迎接末日。但是,這些人是極少數,以宗教信仰者居多。他們否認人類終極的解決方案,他們認為等待上帝或者佛菩薩的救度更加靠譜一些。

人類登上太空船的那天,其實已經不太可能從太空船走下來了。核聚變引擎能把飛船航行速度加速到15%C。人類要一萬年才能到開普勒452b。一萬年的時間啊!真是了不起的文明。

太空基本上都是空曠無物的。在旅行途中,有些人會選擇冷凍起來,到目的地再醒過來建造新的家園。有些人會選擇進入虛擬空間。度過精彩的一生。虛擬空間的技術其實就是現在的腦機介面。但是會發展的超出我們想像,虛擬的視覺虛擬的嗅覺虛擬的聽覺虛擬的觸覺。一個人在飛船里,只要接上腦機介面就可以進入虛擬空間當帝王當神仙經歷各種各樣不可思議的人生。所以太空飛船里,沒有冷凍起來的人類裡面產生的經濟是以虛擬空間為基礎的。富有的人擁有公司開發各種遊戲各種功能,有能力的人依附於公司做技術研發,還有黑客竊取客戶資料。這是一個另一種別樣的人類文明。我們現在的文明還是基於人類的衣食住行,而在衣食住行被徹底解決的星艦文明中,虛擬經濟占人類最主要的部分。

以上設想都是基於人類現在有可能達到的科技產生的推想。一般來說,人類不會瘋狂到將地球帶走,也沒有必要。宇宙裡面,行星遍地都是,沒有什麼價值。但是如果真的有腦殘總統下這種命令,它帶來的可能性都被記錄在劉慈欣的流浪的地球里了。當然他裡面的計算是錯誤的。

設想我們把地球加速到0.1C,那麼需要多少能量呢?根據能量守恆定律:需要2.68425*10^33J。

什麼概念呢?相當於我們的太陽三個月所發出的能量的總和。關鍵是還要減速呢?所以至少需要太陽一年發出的能量。

這個方法太笨了!沒必要!就好像我們旅遊,沒必要把自己的房子帶過去一樣。

這是地球

這是開普勒452b

這是地月拉格朗日點

地月空間感是這樣,別以為很近,九大行星並排放地月之間毫無問題。

微不足道的太陽系,實際上裡面的財富簡直不可想像。但是相比宇宙,又是那麼微不足道。

人類只要走出地球,將來的社會富有的無法想像。


靠人類肉身是無法實現星際航行的,幾千上萬年的航行時間,靠什麼來維持人類的生命呢?要維持穩定的溫度和生態循環需要的能量大的難以實現。另外建造超大規模的星艦也是很不經濟的,需要的物質和能量大到遠遠超出地球的能力。很多人寄希望於黑科技,試圖在理論之外尋找穿越時空的方法,我謹慎的認為這是徒勞的。

實際上人類要實現星際航行,帶上DNA就可以了,其他的信息靠AI和計算機來存儲,這樣根本就不需要建造大規模的星艦,小型的探測飛船就夠裝了,動力方面用化學火箭是不現實的,可行的方案是用太陽光帆加上等離子電推引擎,這樣需要的燃料消耗是最小的。另外,找到宜居星球的概率是很低的,所以需要大量的發射這樣的飛船去各個臨近星系,一旦發現宜居星球就進行登陸並啟動文明重建程序,使用機器人和AI在目標星球上不斷建造可自我複製的機器,然後完成對目標星球的建設,接下來就可以孵化人類這種生物了。這就像隨風飄揚的種子,在不掌握黑科技的情況下,文明在宇宙中的傳播估計只有依靠這種原始的方式了。

補充下,題目是說把地球當作飛船,也就是讓地球脫離太陽系,這個可以說是沒有任何可能性的。要讓地球脫離太陽系,必須把地球的軌道速度增加至少16.7km/s,需要的動能是天文數字,大約是8*10^34kJ的能量,用質能方程計算大約需要10^15噸的質量轉換為純動能,這大約需要太陽燃燒一年所釋放出的總能量吧。就算這樣地球獲得的脫離速度也就46km/s,這點速度要想到達其他恆星系至少也要幾十萬年吧,而在航行過程中地球沒有了太陽的照耀會變成一顆冰冷的死亡星球,要維持地球的溫度又需要巨大的不可思議的能量。就算解決了能量問題,怎麼推動地球加速又是一個無法解決的問題。要讓物體獲得速度必須利用反衝運動反向拋射物質,拋射出去的物質速度必須超過地球的逃逸速度11km/s,否則會被地球的重力拉回來,問題是地球上是有大氣層的,高速粒子與大氣層發生劇烈的摩擦,會將地球變成一片火海,而且很快大氣層會被高速粒子給完全剝離掉,地球變成一個沒有大氣的火球。


劉慈欣寫過一篇小說,《流浪地球》,講的就是這個。聽說正在拍電影。詳見亞馬遜kindle《最璀璨的銀河——劉慈欣經典作品集》。

駕駛地球,首先需要建造超級引擎,推動地球移動。這個引擎至少應該是可控核聚變引擎。由於需要的推力驚人,這個引擎會產生大量熱,核心部分的溫度更是相當高。還要盡量降低廢熱對地球的影響。

地球離開太陽系會經過若干密集小行星帶,地面建築難免遭遇滅頂之災。大氣可能也會受到影響,尤其是當地球越來越遠,地表溫度會越來越低,因此人們需要到地球裡面生活。需要建設大量的地下建築,地殼的深度甚至可能不夠用,更別說還要解決滲水問題。

遠離太陽的旅行,植物無法在自然環境下生存,也就沒辦法持續提供氧氣和食物。因此需要廣泛全面的室內種植高產技術,或者直接合成食物,同時提供氧氣。

超級引擎的廢熱可以作為地球遠離太陽時人們生活的重要保暖熱源,需要建立良好的超級熱循環系統。

以上這些都需要海量的能源,所以又回到了第一個問題,可控核聚變。

暫時想到這些,

以上。


一.我記得有人提出過一個辦法,利用小行星充當引力的運輸工具,在各行星軌道穿梭給地球增加能量慢慢加速提升軌道。雖然時間漫長但相對可行多。飛不出太陽系但至少能避免被吞沒或者燒成地獄的厄運。

二.按電工說的使用核聚變推進,地球的大氣和磁場都會嚴重阻礙噴氣,加上聚變本身的發熱。那太陽還沒膨脹成紅巨星,無數行星級聚變引擎的發熱和超高溫等離子體噴氣先把自己給烤的慘不忍睹了。

要發熱低可以,降低引擎功率推力。不過那樣加速就慢了,可能需要成千上萬年甚至更久慢慢加速。抵達目的地後同樣也成千上萬年減速。那樣的話就牽扯千百代入,社會學難題不比技術問題小。同時地球軌道的改變也會導致跟其他天體引力的互相影響。可能引發撞擊那可能不只是小行星,甚至可能是其他行星、矮行星,例如火星、穀神星的,就不是電工筆下開著小戰機的敢死隊能搞定的了。

三.你希望把地球加速到多快?假設要把地球以1%光速恆星際航行,聚變引擎噴氣速度為20000千米秒,考慮到加速和抵達的減速以及路上地球磁場跟星際介質產生阻力等損耗,大約要把地球近30%的物質當推進劑噴掉。這影響和工程量你說大不大?

四.為什麼要讓地球飛去另一顆恆星?劉電工的那套是徹底毀滅了地球的生態系統,而地球最寶貴的就是生態系統,流浪地球里也強調帶地球一起走就是為了生態系統、完美的循環,然而你帶地球走沒法帶著活的生態系統抵達目的地,一切都要重建,有何意義?如果要保存地球不被太陽吞沒,那加速提升軌道到小行星帶以外就行了。難度比恆星際飛行不知低多少了,當然風險同樣巨大。

五.要延續人類文明,造船跑路更容易,流浪地球說能造出加州一樣大的飛船。能造出那麼大的飛船還無法搞定長期的生命支持系統以及對新家園的適應技術,例如轉基因作物、微生物等?科技樹點錯的偏差也太大了、也太無能了。


參見SCP-3029 - SCP基金會

這些黑心外星人


以上所有答案都沒夠到癢處。

人類只需要一個技能點就可以做到星際航行。

即,反射快中子。


然而真正被欽定的飛船是月球,等到把月球打開就知道了。


大劉的流浪地球描述了一個脫離太陽系的方法,不過代價慘重,生態全毀...

所以我想到了另一個流浪地球2.0方案:引力拖拽法.

補充一些力學的簡單知識:

創建一個虛無的空間,裡面什麼都沒,然後添加點東西:一個"地球",一個"月球",初始狀態靜止.會怎麼樣?很簡單的,看做兩個質點,相互間只有萬有引力,然後互相吸引,速度越來越快,duang,相撞.不想讓地月相撞,怎麼辦,改變初始的運動狀態,某些情況下,不會相撞,比如現實的地月系統.

或者如果月球具備運動能力了,也能避免相撞,比如,從月球噴射工質,指向地球,但有個小角度,工質並不射到地球上,那就能克服萬有引力避免距離縮小,同時整個地月系統,也會離初始位置越來越遠.如果運動方向上是我們想去的新的恆星,那麼,只要不缺能量,不缺工質,總會到達.

如何脫離太陽引力:做個類比,如果地球發射火箭,已脫離大氣層,繞地球轉,僅用推力非常小的離子發動機,依舊可以逐漸遠離地球,最遠到木星都沒問題.同樣的,在地球公轉軌道上,也只需要一個能克服地月相互吸引的後坐力,即可改變地月軌道,逐漸遠離太陽,到達目標恆星.

地月之間有萬有引力,如果在月球上建造巨型發動機(能量來源可以是月球上的氦3,以及額外的補充),就可以控制月球的運轉,只要保持地月距離不變,可以獲得一個持續的加速度,大約1千年時間可以將地月系統加速到光速的5%.加速度比大劉方案慢一半,從能量消耗來看,功率要求也會跟著降低.拖拽質量增加一個月球,是地球質量的1/81,當燃料用的,不算累贅.

月球自轉需減速,1月/圈減至1年/圈,地球自轉無需調控.自轉動能的值,地球的找到了,月球的懶得算.比大劉的方案節能極多.

具體步驟:

1.月球建造巨型發動機.從地球觀看,就是面向地球的月面的周圍一圈,發動機倒在地上的,指向地球的方向稍微偏一點,大劉版地球發動機建在地球上,指向太空,高度10公里,升級版建在重力小很多的月球上,又是躺著的,所以可以建的更長,30公里或更長(可以獲得更高的噴口速度,提高工質利用率,提高比沖).另一組發動機正對地球,噴口工質落向地球,可以調控地月間距(次要),可以調整地球生態(人造太陽,保持生態).另有方向調整用發動機,哪裡需要裝哪裡(我不知道該怎麼裝)

2.月球改變航跡及自轉減速.利用月球發動機改變月球軌道,自轉速度減慢至一年一圈,軌道位置調整到地球繞日軌道上(略偏外),位於的地球的前方38萬公里.(從地球上看,每晚都是下弦月)

3.脫離太陽系.地球受月球的引力作用,會逐漸遠離太陽.最後需要調整飛行的角度,向著目標恆星前進.a階段:月球在前,地球在後,持續加速.b階段可選:繞行滑行.調整月球軌道,使得地月互繞,並指向目標恆星勻速滑行.此階段不耗能,但是生態不可持續(所以是可選階段).c階段減速:調控月球的位置,到地球的後方,然後繼續向地球方向噴工質,可令地月系統不斷減速.

這個飛行過程,力學方面沒什麼問題,不過可惜,能量很可能根本不夠用,我只是假設我們有一顆存有足夠能量的月球,這個問題就當它是解決的好了.

關於生態:

1.保溫.製造最強力的難自然降解的溫室氣體持續釋放到大氣層,用來給地球保溫.

2.月面正中央有一組發動機,垂直向上並指向地球.該發動機開啟,只有這裡的發動機工質落點為地球,以此來給地球帶來光和熱.地球上沒有發動機,自轉也不會停止,還是一天24小時.存在一個不算很嚴重的問題:沒有季節.出發前,可以人為的選擇一個合適的角度,這之後季節就被鎖定了.

其實最大的問題還是能源,即便是氦3核聚變,月球上的能源很有可能都不夠拖拽地月到火星軌道...也就是說,這個方案不可行...

再來一個可行性高的方案:拖走海王星.

這個從簡了.用小型飛船運送人類到達木星至海王星的軌道,這4顆外行星能源非常豐富,4選1,不一定是海王星,需要有至少一顆岩質衛星用於人類移民,然後以小博大,用這顆岩質衛星來牽引它的母星,以此解決能源問題(生態就從略了,有這本事要什麼自然生態啊).前期也可以利用該區域豐富的能源,改造衛星,比如製造撞擊,合併產生體積更大的衛星,清空母星的衛星群,也是必須的一步.


如果拋開有沒有這種必要性不談。單純的分析一下實現這個事情所需要的科技水平。

要把地球當成宇宙飛船離開太陽系,其實只要人類能夠完全的收集利用恆星能量的時候,就可以做到了。按科幻小說里描述的,大概就是人類能夠輕易殖民其他星系的時候。

不過實在是沒必要這麼做,地球之所以這麼重要,就是因為它現在的運行軌道和方式,你一動它,地球就和宇宙中無數的其它行星一樣了,冰冷死寂


你們知道萬能膠囊嗎?

旅行的時候帶著房子也不是不可以啊。


以本人看到的科幻小說和電影,以及目前的黑科技來看。

人類永遠不可能離開地球。

其實人類是很脆弱的,受重力,食物,環境,心理,溫度的影響。

重力改變會骨質疏鬆或變密,這是致命的。

食物單一的問題不大,但是沒有食物的多樣性又會發生礦物質和維生素不均衡,但是可以吃藥丸均衡的。

環境,人類沒有磁場,沒有大氣層的保護,各種射線會亂入,基因突變,致病幾率等問題,不過以空間站的保護層來看這不是問題。

心理問題不是問題。

溫度也不是問題。

能源,從目前來看,是最大的問題,一旦進入太空空間,遠離太陽,會越來越冷,不知道要多少能源才能解決?

帶地球一起去旅行,可行也不可行。

1.可行的,就是我們的太陽大哥本身就帶著我們的地球在太空中旅行,速度還不慢呢?

2.不可行,地球一旦脫離太陽,沒有引力源地球還能不能自轉?

-.目前還不清楚,應該不能自轉了。沒有引力源不自轉的話地表上的一切都不會存在,參照水星,只剩下鐵質內核,這是怎麼發生的?

--.離開引力源,還自轉的話。會不會加速自轉還是減慢還是不變?

以太陽內的物質能量加在一起能不能脫離太陽引力還是個迷。說能,你太小看太陽了。

總的來說,帶著地球到太空旅行是最不安全的,天崩地裂的。不如造太空飛船來得實際,造太空飛船又得解決能源和重力場和生物圈。

所以,人類就準備生在地球死在地球吧。


太陽系本身就是一個宇宙航行器,一直在飛行!


我們不是正坐著太陽系飛船,前往銀心么。


其實不需要什麼科學技術,只要認識q就可以了,一個彈指送到合適的恆星上最合適的宜居帶

——————

其實可以開發曲速科技,在地球上製造一個超大的曲速引擎,用太陽充能,然後充夠了直接把地球包進曲速場跳到相應恆星的宜居帶坐標上,不過這個曲速技術一定要開發到很高的級別了,畢竟你要在幾個小時內送到幾十甚至上百光年外,不然行星的生態系統藥丸,基本熬不過幾天,越快越好(真他媽要像流浪地球一樣搬地球,只要沒多久地球的生態就被徹底摧毀了,時間太漫長了),準確度也要很高,安全係數也要很高,否則跳出曲速不是跳錯位置就是跳進恆星里或者跳進不可描述的空間緯度。

其實有曲速技術完全可以造一堆移民船了我幹嘛還要搬地球,無非就是再開發多一套行星級大氣處理器改造合適的殖民星球的大氣結構就可以了(異形里維蘭德公司就有這種技術,連lv426那種寸草不生的地方都能改成可呼吸的大氣,還能下雨),最好再開發一套行星級護盾系統充當磁場用,還可以順便擋隕石擋外星人,沒有合適的頻率你就進不來,有那種技術我連無磁場的星球都能改造成殖民地,即便是火星 土衛6之類的都能殖民咯夭壽了,最多只是時間問題。

而且搬了地球就算安全到目的地後由於環繞軌道的變化,引力場的變化,地球甚至可能會停轉或者傾斜角度不對或者倒著轉,整個星球生態系統都會大亂,你還需要給星球安姿態控制脈衝引擎重新調整軌道調到類似太陽系的正常運行水平,不嫌蛋疼嗎?

(除了曲速引擎也可以是質量中繼器)


別總想著流浪地球,如果按照《逃離母宇宙》的設定,只需採用多點激發的方式弄出比地球還大的二階真空,輕鬆億倍光速航行


腦洞大開的提問。覺得還是造飛船離開太陽系比較容易的多吧。


操縱引力的技術


劉慈欣寫過了呀。流浪地球。

具體是通過地球上安裝核聚變發動機對地球加速和調姿,並圍繞太陽做超大橢圓軌道運動利用太陽引力和聚變發動機,加速到第三宇宙速度,就可以逃出太陽系了。


為什麼非要飛船,觀測坐標,插眼傳送。


就你的問題很早之前和人討論過。

如果以地球作為單位,進行宇宙航行需要達成以下條件:

1、人造太陽。

2、成熟的生物克隆與基因改造技術,備份生物基因,防止因意外而引發物種大滅絕,以便在中後期復活必要物種。

3、物聯網技術,根據討論我們得出一致的結果,如果要進入太空,與人工智慧對接的物聯網技術必不可少。

4、人工智慧技術,在這裡我們查找過資料,得出結論,宇宙航行是一件極度危險的事情,而以地球為單位的旅行者,如果沒有掌握人工智慧技術,僅僅以人類自己的能力,將會寸步難行。

5、成熟的量子計算機技術。

6、宇宙風險備用方案,例如:地底城市改造計劃,要知道宇宙沒有溫度,一旦發生意外,零下273度可不是玩笑。

7、超級引擎,只能這麼去形容,能夠推動地球偏移軌道逃離太陽系的引擎,鬼知道是什麼級別的。

8、超級武器系統,這個也只能用這個詞,首先要面對的是太陽系的隕石殼,一個能夠為地球開路的武裝部隊或超級武器。

其他的不再詳述。

如果你們問這種科技水平是什麼樣子的?

我不是看不起我們地球人。

就以一艘能夠承載500萬人逃離太陽系的飛船為例,以目前的科技水平在全人類合作的情況下,至少需要50年的時間才能完成。

不要感覺時間太長,認為人類的科技不可能這麼落後!

事實如此。

人類探索太空的時代至少還要等30年。

人類太空移民的時代至少需要等200年。

如果想要以地球為單位飛離太陽系?這種科技水平人類早已經建立了銀河帝國,搬遷地球也純粹是為了保留並紀念自己的母星文明。


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