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宇宙飛船在宇宙中飛行的原理

生活 更新时间:2024-08-04 13:06:07

地外文明探索

宇宙飛船在宇宙中飛行的原理(實現宇宙飛船以光速飛行)1

與超光速研究大約是同時(約在1960年)開始的,這是非常有趣的事。可以說,科學界關于地外文明探索的研究給人們以深刻的啟示。目前,人類已在太陽系内廣泛尋找初等生命存在的迹象,

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涉及月球、火星、木衛二、土衛二、土衛六等。一般認為,智慧生命應當是在太陽系外。那麼,在幾十年的探索中為什麼宇宙一直沉默不語?為什麼人類迄今為止一直沒有發現外星智能存在和活動的迹象?這不是同世界多樣性的觀念相矛盾嗎?對此,天體物理學家早已做出了多種解釋。

其次,直到幾億年以前,我們的銀河系還經常受到γ射線爆發的輻射——死恒星碰撞和黑洞都釋放出大量的緻命射線。隻是到了現在,這些碰撞才變得稀少起來,

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外星生命才有可能出現并從自己居住的行星旅行到相當遙遠的地方。也就是說,地球上之所以還沒有外星人,可能是因為它們在到達地球之前,就被γ射線殺死了。直到最近γ射線的爆發周期才越來越長,從而為外星人提供了足夠的時間間隙做星際旅行。

另一種考慮是,設想外星文明中的一部分發展水平遠高于地球,那麼它們會不會乘超光速飛船到地球來?!從邏輯上講不排除這種可能,也就是說我們沒有能力去它們那裡,它們卻有能力來我們這裡。但實際上困難非常大。首先,宇宙中并非空無一物,以光速或超光速飛行即使可能。飛船所受的任何碰撞都将是緻命的。

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由于速度過高,躲避宇宙中粒子和物體的撞擊也無法操作。其次,身處如此高速的飛船中的其他生物,會有怎樣的生理變化和反應,也是難以想象的。這可能也是迄今外星人并未光臨地球的重要原因。

從現實的角度看,實現宇宙飛船以光速或超光速飛行,即使理論上不存在障礙,困難也非常大。

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首先,迄今為止全世界的超光速研究水平并不高。盡管在美國、德國、意大利、中國等國科學家的參與下,已有了一個好的開始,“禁區”已被打破,做了不少超光速的實驗,并由于實驗進展的推動,人們又提出了各種允許超光速運動存在的時空理論,使有關研究更趨活躍;但我們必須說,迄今為止的超光速研究尚處在嬰兒時期,水平不高、成績有限。例如,對于中性物質粒子(如中子、原子)的超光速運動尚無實驗成功的報道,對賣體物質(如固體)的運動更是如此。或許宇宙中已經有由實體物質構成的天體在做超光速運動?有的天體物理學家說:“實際上,呈現超光速運動的天體相當多,天文學家已經習以為常了。”

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不過,20世紀70年代發現的類星體的超光速現象,能否作為“宏觀實體物質可以做超光速運動”的鐵證至今仍有争議。既然實體物質做超光速運動的實證還存在問題,超光速飛船尚不是航天界迫切而現實的課題。

現在,最大膽的設想仍是亞光速。曾有報道說,NASA正在審查兩個研究項目,其一是美國華盛頓大學的專家提出的磁化等離子束推進系統,從地球到火星可能隻需45天;其二是根據德國科學家的設想研究超空間發動機,預期用3小時可從地球到火星,

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據地火間平均距離可算出速度為0.023c。盡管速度還遠小于光速,而且這些也隻是設想,能否實現還很難說.但宇宙飛船僅是手段、工具,而非目的。有沒有不依賴于飛船超光速飛行的遠距離宇航方法呢?一位美國科學家曾設想用量子方法輸送人體。我們知道,愛因斯坦著名的EPR論文實際上是抨擊和否定量子力學的,因為後者含有幽靈般的超距作用。但是,1981年法國物理學家A.阿佩克特領導的實驗如同判據一般宣告了量子力學的正确。自那時以後,對量子糾纏和量子信息的研究蓬勃開展。

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為了避開海森堡測不準原理帶來的困難,人們緻力于發送量子的狀态而不去測定它,亦即輸送的不是物質而是量子信息。這個量子信息學技術不可能(至少是現時不可能)用來發送人體,雖然EPR糾纏即使在若幹光年的距離上也對。況且.描述人體的所有原子的信息量十分巨大

以上我們概述了在地球上進行地外文明探索和超光速研究的基本情況。地外文明探索至今未獲成果,但SETI并未失敗,仍在繼續。這個研究的動力來自一種基本的沖動和思考——想知道我們在宇宙中究竟是不是孤單的?研究和探索自然有重要意義,但是,即便外星人存在并來造訪地球,人類恐怕也是尚未做好應對的準備。

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至于超光速研究。應當說它還處在嬰兒時期。在一般情況下,做基礎研究的科學家是不考慮(至少是不急于考慮)技術應用的,他們的研究動力來自弄清現象本質的興趣。2000年7月10日,王力軍博士在回答記者提問時,就隻做了一個空泛的回答:“希望我們的工作能找到有益于人類和平的途徑。”這正是做基礎研究的科學家常見的态度。不過,既然航天專家提出了問題和任務,從事超光速研究的人們确實應當嚴肅地予以答複。

小百科的觀點是,所謂以光速或超光速航行的宇宙飛船,隻是一種設想。即使理論上的障礙可以不做考慮,實踐上的困難也非常大。也許可以說,它将成為對地球人類的智慧與能力的最大挑戰之一。作為基礎研究,目前的迫切問題是以實驗證明實體物質可以做超光速運動。

我們不主張主要用電子做實驗。衆所周知,1901年的考夫曼實驗早已證明電子的荷質比随速度改變,後來一直說成是電子質量随速度改變,規律符合洛倫茲公式。因此,實驗最好用不帶電的中性粒子(如中子、原子)進行。設計新的、巧妙的超光速實驗是當前最重要的工作。

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