下个月,一艘飞了将近49年的探测器要创造历史了。据测算,旅行者1号预计将于2026年11月13日成为人类历史上首个与地球距离达到一光日的人造物体,NASA给出的时间则是2026年11月15日左右。
到那时,从地球发出的指令需要一整天才能到达探测器,发回的确认信号也需要再一整天才能传回地球。一光日听起来已经很远,可它只是一光年的三百六十五分之一。
人类飞得最远的探测器,在太空里走了半个世纪,也才走完1光年中的“一天”。载人飞行的数据更说明问题。
今年4月6日,阿尔忒弥斯2号的四名航天员到达距地球406771公里处,打破了阿波罗13号在1970年创下的纪录。这是人类亲身到过的最远距离,而1光年大约是它的2300万倍。
很多人受科幻作品影响,以为光年是时间单位,其实它是距离单位。光在真空中每秒跑约30万公里,跑一年大约是9.46万亿公里。
民航客机以每小时900公里的速度不停地飞,要飞120万年以上才能飞完。数字大到这种程度,人脑基本就“失灵”了。
人类的大脑是在草原和山林里进化出来的,能理解“这里”和“下一座山”这样的距离。到了太空,“非常远”和“远一百万倍”在感觉上差不多,实际上却天差地别。
不妨从速度说起。人类在太空中的最快速度,是1969年宇航员从月球附近返回时创下的每小时约4万公里。
人类造过最快的东西是帕克太阳探测器。它2018年发射升空,借助七次金星引力辅助一步步靠近太阳,2024年12月过近日点时达到每小时约69.2万公里。
按这个速度,绕地球一圈约3.5分钟,飞完地月距离约33分钟。可就算这么快,飞完1光年也要大约1560年。
假设有一艘同样快的飞船,载着航天员出发。现有火箭到火星要7到10个月,它只要两周左右;再飞一年左右到冥王星;又过2年穿过日球层顶,再过1年越过旅行者2号所在的位置,而旅行者2号飞到那里用了将近50年。
下一站是奥尔特云外缘,那里才是太阳系真正的边界,到那儿还要大约2500年,差不多相当于从罗马共和国建立到今天。到了那里,四周什么都没有。
这就是那道看不见的屏障,一道由虚无构成的墙。太空常常是这样:某个地方很远,但凭着智慧和几十亿美元的投入,人类能够到达;镜头再往外一拉,希望就落空了。
而这才刚刚开始往外拉。那能不能飞得更快?
物理学先在这里划了一条红线。根据相对论,有静止质量的物体不可能达到光速,越接近光速,需要的能量就越趋近无穷大。
这不是钱和技术能解决的事,而是自然规律本身不允许。超光速、瞬间移动、人体冷冻,目前都还只存在于科幻作品里。
还有希望的是核聚变或反物质推进,从物理上说,它们有可能把飞船加速到光速的相当一部分。先非常乐观地假设能达到光速的20%,也就是每秒6万公里:3.5天就能飞到太阳系边缘,8年飞出奥尔特云,20年左右到达最近的恒星系统半人马座α星。
如果只能做到光速的1%,跨越1光年就要100年,20岁出发的航天员到达时已经120岁了。速度上去之后,太空本身就成了敌人。
星际空间并不是真空,里面有高能粒子、气体、尘埃,还有更大的东西。以光速的20%飞行时,撞上一个铁原子,就能在船体上留下零点几毫米深的损伤痕迹,时间一长,外壳就会布满细小的弹孔。
工程师可以给飞船装上防护罩,挡住大部分分子,但撞上一粒尘埃,冲击就像一枚手榴弹爆炸;撞上一块高尔夫球大小的石头,释放的能量是广岛原子弹的两倍多。光速的20%,很可能就是一个天然的速度上限。
就算这些问题都能解决,还有一个尴尬的事实:附近的目的地大多很乏味。假设几个人在狭小的舱里熬了20年,终于抵达半人马座α星,4年多以后消息才传回地球。
全世界屏住呼吸,等来的可能是这样的消息:这里很美,但行星都极其致命,根本住不了人;冻干食品早吃腻了,也没有新剧可看。地球回一句话,又要再等4年多。
在这种距离上,实时指挥和紧急救援都无从谈起,飞船一出发,基本就和家园断了联系。如果光速的20%就是上限,一趟现实的旅程按40年算,人类最远只能到达8光年外,而这个范围里几乎没有值得付出几十年光阴的目标。
太阳系偏偏处在银河系里一片相对空旷的区域。以太阳为中心、直径约25光年的范围,只占银河系的0.02%,里面目前已知有34颗恒星和6颗褐矮星,与太阳相似的只有三颗,其中一颗就是太阳本身,另一颗是半人马座α星A。
其余大多是红矮星,它们周围的行星,有的很危险,有的极其危险。有些行星位于宜居带内,但火星同样位于太阳的宜居带,环境却十分恶劣。
就连GJ 1061 d这类被认为最像地球的行星,也不能保证真的和地球相似。花一辈子赶路,最后到达的却是另一个“火星”,那种失望可想而知。
真正可能有海洋、有可呼吸的大气、甚至有生命的世界,也许远在几十光年乃至几千光年之外。当然,未来的人类也许能攻克衰老,也许会派出载着胚胎的人工智能飞船,也许能用更好的望远镜提前选好目标。
中国的深空探测正一步步往外走:天问二号于2025年5月29日在西昌卫星发射中心成功发射,历经约400天、行程约10亿千米的“追星”之旅,与小行星2016HO3成功交会。10月13日的最新消息是,它正开展伴飞探测,为采样返回做准备。
但每往外走一步,都是在向那道屏障靠近。能不能最终跨过去,谁也不知道,但预测科技的未来最容易出丑。
1903年,《纽约时报》发表社论,断言人类实现动力飞行要100万到1000万年;69天后,莱特兄弟首飞成功;66年后,人类登上了月球。但愿一百年后再看今天的“绝望”,也会觉得可笑。最后想问问大家:如果有一张飞往1光年外的单程船票,一辈子都回不来,你愿意去吗?
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