星际旅行是否是种幻想？

按照目前的科学技术水平，人类不具备星际旅行的条件。在航天领域，人造飞机的飞行速度只有光速的7500分之一。作为太阳系九大行星之间的一次造访，仍然不能令人满意。如果你想去星空旅行，你显然做不到。即使是单程造访离地球最近的恒星也需要近4万年的时间。能源和燃料的问题很难解决，更不用说去遥远的星系了。因此，如何在最短的时间内跨越浩瀚的星际距离是星际旅行中需要解决的核心问题。人们能解决这一切吗？

星际旅行需要克服多少问题

自文明诞生以来，人类一直渴望到其他恒星系统旅行，发现新的世界，寻找新的机会。但现在，这只能是一个梦想。那么，为了实现星际旅行，人类需要取得什么样的技术突破呢？

早期星际旅行的想法是受到爱因斯坦广义相对论的启发。根据相对论，与地球上的时间相比，如果时间在一艘星际飞船上，它会随着飞行速度的增加而减慢；离光速越近，时钟走得越慢。这样，航天员旅行所需的时间在理论上当然可以大大减少，指的是地球上的时间。因此，星际旅行的主要思想是加速飞船接近光速。

首先是推进剂的质量。目前，航天器是由火箭推进的。当推进剂从火箭中向某一方向喷射时，利用反推力驱动航天器向相反方向飞行。我们想跑得越快，我们需要的推进剂越多，质量越好。

如果你想去附近的恒星系统旅行，对推进剂的需求是如此之大，以至于即使地球上的资源耗尽，你也无法满足需求。例如，如果一个航天飞机大小的飞行器以100光年的速度飞向我们邻近的恒星系统，并配备航天飞机使用的化学火箭，我们可能需要10的119次方公斤的推进剂。整个地球的质量只有10的55次方公斤，这说明人类无法完成这一旅程。显然，火箭不是进行星际旅行的方式。

我们希望找到一种新的运作方式，这种方式只需要很少或根本不需要推进剂。这意味着需要一种方法来改变重力或惯性力，或者根据适当的时空结构来促进飞机的运行。

人类面临的另一个困难是能源。即使我们有一个非火箭空间推进器，它可以直接将能量转换为动力而不需要推进剂，它也不能没有大量的能量。初步估计，同一空间电子飞行器到达最近的恒星系统需要50年的旅行时间和7x 10的19次方焦耳的能量。与航天飞机连续飞行50年所需的能量差不多。

有人认为我们可以利用物质和反物质的相互转化来解决能量问题。它也是伟大的智慧和勇气。但事实呢？据估计，即使能够产生物质反物质的火箭推进装置能够以3/4光速访问邻近恒星，往返时间也可以比以前缩短到10年，但它仍然消耗相当于美国可连续使用10万年的能量！今天人类的反物质生产能力如何？让我们来谈谈费米实室，它有世界上最大的高能粒子加速器。它每年的运营成本高于美国政府的预算，一年内生产的反质子只要全部转化成能源，最多只能点燃一个普通灯泡！考虑到投入和产出，绝对收益不值得损失！

人类需要在太空中使用能量，而不是耗尽地球的能量。也就是说，我们需要在能源获取理论上取得重大突破。

此外，即使能源问题有朝一日得到解决，如何避免近光速的电子飞船与空间物体相撞也令人恐惧。如此高的速度，即使是原子也会变成导弹。星际空间也不是空的。只要看看人们对“小行星撞地球”的恐惧感，你就会知道这将是多么悲惨的一幕！

最令人不安的是人性的悲剧。航天员在接近光速的情况下，将经历一场“天上几天，地上几千年”的时间错位游戏。在太空中，虽然他们没有比地球人更多的多余时间，但他们在经历了儿童时代的时空旅行后回到了地球，但他们不得不见证和体验人类遥远而新奇的未来。他们必须面对数百年甚至数千年后的地球上的景象。那时，人类文明仍然存在或不再存在。同时，他们熟悉自己的亲戚、朋友和生活。所有的告别。

人类的星际旅行天才思想

要实现《星际迷航》，避免出现上述悲伤和聪明。从常规思维的角度看，我们只能希望超光速飞行。然而，根据现有的条件，人类甚至不能以近光灯的速度飞行。我们怎么能谈论以超光速飞行呢？

爱因斯坦的质量与能量等积定律告诉我们，一个物体质量将随着其运动能量的增加而增加，也就是说，物体的运动速度越接近光速，它所花费的能量域就越多，其质量增加得越快，这就给进一步研究增加了更多的困难加速。

例如，当速度是光速的10%时，物体的质量将增加一倍以上。如果我们想达到并保持光速，物体的质量将变得无限，消耗无限的能量。这基本上决定了只有光或其他没有内部质量的波才能达到光速，而宇宙中的任何其他物体只能以低于光速的速度运动。这一不可逾越的障碍意味着人类永远无法以光速建造宇宙飞船，更不用说以光速进行星际旅行了。

为了摆脱传统思维方式所面临的根本困境，一些西方天体物理学家开始寻找新的思路。他们没有考虑如何超越光速，而是考虑如何绕过速度障碍。爱因斯坦的弯曲时空观为他们指明了方向。所以爱因斯坦的“广义相对论”的确是物理学和天文学的“金书”。

这种弯曲而复杂的时空观似乎暗示着宇宙中存在着各种不寻常的可能性。它包括两个相距较远的点之间有不同的连接方式的情况。为了找到一条能以较低速度穿越星际距离，甚至在过去和未来之间自由旅行的时空捷径，当代物理学界的精英们在研究黑洞和虫洞的特征以及时空局部曲率的可能性时，提出了一些非常有创意和非常令人费解的观点。

然而，到目前为止，这些都只是一些原理的演绎和天才的猜想，根本无法验证。除非人类对宇宙终极规律的认识有划时代的飞跃，或者人类自身科学技术水平有革命性的突破。否则，星际旅行的梦想将永远只是纸上谈兵。