如果现在人类突然获得了所有与星际航行和开发相关的技术和知识，会怎么样

关于人类什么时候可以进行星际航行的问题，如果非要现在来回答，那只能是四个字：遥遥无期。

大家都知道我们现在航天使用的是化学燃料，化学燃料的效率是极低的，在脱离地表引力的火箭发射中，为了得到足够的推力，火箭需要携带数倍于火箭自身重量的燃料，这不单导致燃料的极大浪费，也增加了燃料补给的难度。

目前的化学燃料中比较容易补给的是氢，因为即使在宇宙空间里，氢分子也是随处可见的，但氢需要氧化剂——氧气才能燃烧从而产生推力，而氧气的补给就没有那么容易了，它并非如氢一样满宇宙都是。

氢之所以那么多是因为它是在宇宙大爆炸后就形成的，占了宇宙大爆炸产生元素的70%以上，但在宇宙大爆炸时，氧的含量基本为0，现在所有的氧气都是后期产生的。根据现有理论，氧元素形成于恒星核聚变，在恒星内进行的核聚变反应过程中会产生氧原子核，但这些氧原子核只存在于恒星内部，由于恒星数百公里每秒以上的逃逸速度，内部产生的氧原子根本无法离开恒星，在恒星喷发出的恒星风里，主要也是氢、氦这样的轻元素。而我们目前呼吸的氧，基本上都是末期恒星爆发后喷射出来的，对于目前的银河系，大约每一百年才发生一次这样的超新星爆发，所以氧气的稀有性可想而知。

因此，如果使用化学燃料，在星际航行中要补充是极其困难的，燃料用完很可能就用完了。

就我们目前所知的物理知识，要进行星际航行至少要有使用核聚变技术的航天发动机。然而我们现在连持续的可控核聚变技术都没有，即使在我们有生之年实现了可控核聚变技术，可控核聚变小型化又是另一道技术门槛，因为现在研发中的可控核聚变设备是这样的：

单单实现可控核聚变还不够，必须让它的能效比足够高才有意义，如果输入10份能量才产出11分量那就没有什么意义了。

假如能效比也解决了，那么下一道技术门槛就是发动机的材料问题，即使采用最干净的氦3作为核聚变原料，核聚变所产生的可是伽马射线，也不是一般材料能长期承受的。

即使采用了高密度金属板抵受住了伽马射线的攻击，最干净的核聚变燃料氦3可不是很容易获得的燃料，补给又成了问题……因此，我们需要考虑的是用满世界都有的氢（包括同位素氕、氘、氚）。然而，问题是最常见的氢1（即氕）只有一个质子，所以在核聚变开始前要先实现β衰变产生中子，这个过程随机发生，我们根本不能指望它能在短时间内大量发生。因此直接使用最常见的氕作为燃料并不靠谱。而如果使用氘和氚则会在核聚变到氦时产生多余的中子，这就产生了核污染，大量的中子轰击将会改变容器材料的性质，这是个相当大的问题。所以下一个技术门槛就是如何把所产生的中子定向喷射出去，现在看来好像没有什么好的办法，因为中子不带电性，无法通过磁场定向加速。

所以，要实现航天的核聚变发动机可谓困难重重，反观现在超大型的磁约束装置下实现可控核聚变都举步维艰，就不要怪我对实现星际航行如此悲观了。

不过你可能也听说过一些类似电磁驱动、光压驱动这类的非常规航天驱动方式，但它们无一不面临一个困难，就是机动性太弱。没错，理论上它们可以通过持续的缓慢加速来达到相对较高的速度，但这样的加速需要一个较长的时间，同样的，要实现减速也需要相同的时间，那么在太空中高速航线时出现意外情况怎么办？飞船根本无法及时制动……所以，这种驱动方式根本没法用于载人航行，太危险了……

人类目前处于太空时代的探索期，星际航行需要众多先进技术得到突破，由于人类的科学受到一定的局限性，以目前人类的科技水平来看，建造一艘大型太空飞船是完全没问题的，只是成本太高，而且目前的太空推进器都是使用化学染料，难以实现远距离的太空航行，人类脚步到达最远的地方也只是月球而已，化学燃料可以帮助我们离开地球，但是要是想实现星际航行是远远不够的，目前世界各国也在大力发展可控核聚变技术一旦得以实现，人类能源问题将会得到彻底解决，到时候人类就可以走出太阳系，实现星际移民，不过从目前来看，人类在短时间是无法解决掉这个难题

那么就有很多小伙伴们会有疑问，如果地球的生命走到了终点，人类还没有实行星际航行，那么该怎么办？众所周知，只要是生命都是有寿命的，不管是简单的生物还是复杂的生命，都不可能实现永生不死，也就是说不管是地球上的简单细胞的生命，还是天上的繁星他们都是有一个终点，至于终点的时间长短那是不一的，一旦走到生命的尽头，任何生命都要面临死亡的，这也是宇宙中的真实法则，是不可违例的

不知道大家有没有看过流浪地球这部电影，可能大家看完之后也会有感而发，正如电影中所讲述的那样，太阳在未来也会走向终点，也会在未来的某一天将地球吞噬掉，但是这个时间有可能在几十年之后，也有可能在几十一年之后，有人认为这也只是杞人忧天而已，觉得毫不在乎，但我们不得不承认，我们的地球注定要面临着这样的命运，根据科学家们深入的探索，我们的太阳已经步入到中年时期了，因为我们的太阳是恒星，恒星也是宇宙中普遍的一种大质量天体，他们的内部都是通过燃烧氢来进行氢核聚变的，随着氢燃料的不断减少，恒星的寿命也在慢慢的减少，等到一个时间点，他们会膨胀为红巨星，然后再发生超行星爆炸，最后演变成白矮星或者是中子星，又或者是黑洞

我们的太阳系确实如此一般来说恒星的寿命跟质量是有关的，质量越大的恒星寿命越短，像我们太阳这样的中小恒星寿命长达100亿年左右，根据科学家们的判断，未来的太阳还有一半的寿命，那么很多人也为此感到担心，既然是这样我们的太阳也有寿命，那我们的地球同样如此，如果有一天地球的生命走到了尽头，人类还没有实现星际航行，还没有实现星际移民那么到时候人类该怎么办呢？虽然说现如今还不知道行星的准确寿命是多少，但是人类也不会坐以待毙的，人类肯定要为自己的后路做准备

我们都知道地球上的生物要想生存下去，必须要有一定的资源，地球多年以来有生命的繁衍发展这也依靠于得天独厚的地理优势，而太阳月球以及木星也是功不可没的，对于生命而言，离不开太阳的光和热，如果没有了太阳，也就意味着地球上的生命迎来了终结时期，因此太阳的寿命其实也就代表着人类文明的寿命，如今太阳还只剩下一半的寿命了，若是再过50亿年之后，太阳将会进入到生命的最后时期，那个时候太阳将会急剧的膨胀起来，体积会比现在大几千万倍，到时候会吞噬周围一切的行星，而太阳表面的物质也会大量的抛散出去，那么到时候人类只有等待死亡了吗？

有人会说建造超大型飞船满足成千上万的人星际旅行，但是这也只是假说而已，事实上以人类科技的发展速度50亿年的时间足够让人类发展到无法想象的地步，即使成为不了宇宙最强大的文明，但是成为一个普通的星际文明还是没有问题的，而且就算不移居到其他的星球，到时候人类也可以通过科技的手段来维持生命，目前最关键的也不是太阳的终点而是人类的所作所为我们都知道，地球上的环境已经受了很大的威胁，尽管各国都很重视这个问题，但是地球的生态环境依旧没有得到很大的改善，科技的快速发展虽然给人类文明带来了飞跃式的发展但是也给地球带来了前所未有的伤害，因此，给科学家认为首先做到的就应该是保护地球

星际旅行似乎是不可能实现的场景，但是一些天体物理学家们却不这么认为，来自悉尼大学的教授杰伦特-路易斯认为未来100年我们会实现空间飞行速度上的突破，星际旅行会成为可能，同时他描述了宇宙飞船利用时空的扭曲进行星际旅行的想法，指出目前星际旅行之所以没有突破，是因为我们还没有发现负能量密度的适应材料。

从理论上看，利用时空扭曲实现太空旅行的可能性是存在的，或许不久的将来我们会有所突破。

爱因斯坦的理论影响着人们生活的各个方面，目前该理论已经100岁了，这是一个伟大的理论，描述了时空扭曲的客观现实，但我们只触及该理论的表面。杰伦特-路易斯教授认为在接下来的100年至数百年内，我们将揭示更多关于宇宙理论的奥秘，其中一个突破口就是星际旅行。　

但是科学家首先要获得合适的材料来建造这样的宇宙飞船，如果我们了解爱因斯坦给我们留下的方程，就可以理解时空扭曲理论还有更多的奥秘等待被发现。

在理论上看，曲速驱动是可能的，制造曲速驱动宇宙飞船的材料也存在于我们的宇宙中，但我们仍然不知道如何发现和应用它们。爱因斯坦狭义相对论在1905年指出，没有物体的运动可超过光速，但是后来的科学家发现，爱因斯坦的方程解决方案中却允许空间移动的速度超过光速，如果我们把宇宙飞船前后的时空扭曲，就能够利用时空本身的性质超光速运行。

当前的宇宙观测也发现，恒星间的距离非常遥远，如果没有星际旅行技术，我们不可能完成宇宙殖民地的建设。

即便以光速前进，前往距离地球最近的恒星也需要数万年的时间，前往最近的星系更是需要200多万年。巨大的距离会阻碍我们殖民宇宙，因此需要实现速度上的突破，它的奥秘就存在于爱因斯坦的相对论中。

以人类目前掌握的科学知识和科学技术，要飞出银河系太难了；但是随着科学技术的发展，人类走出银河系是早晚的事。

我们太阳只是银河系中，数以千亿的恒星之一，以奥尔特云为边界，太阳系半径大约一光年，而银河系的半径高达10万光年，这是人类目前难以触及的尺度。

美国在40年前发射的旅行者一号，目前飞行速度为17公里每秒，如果一直保持这个速度，飞出太阳系还需2万年，飞出银河系需要上亿年。

哪怕人类能发明接近光速飞行的飞船，在地球参考系看来，飞出银河系也需要数万年的时间，这个时间成本是相当高的。

好在根据相对论的时间收缩效应，高速飞行的飞船，飞船参考系内的时间流逝速度会减慢，比如0.9倍光速下，飞船时间会缩短2.29倍，0.9999倍光速下，飞船时间会缩短70倍。

也就是说，以0.9999倍光速飞行的飞船，在地球看来飞了100年，但是在飞船内部的人看来，时间只过了100/70=1.23年。

在未来，或许会出现超越现在的科学理论，从而打破现有的物理定律，比如光速限制，维度限制等等，然后出现如曲速引擎、虫洞旅行等星际航行技术，到那时候，人类跨越银河系或许只是一瞬间的事。

也许在广袤的宇宙中，已经有超级文明实现了星际旅行，目前人类还远远没达到宇宙Ⅰ级文明，发展过程肯定是漫长的，或许人类还需要努力数千年，甚至数百万年的时间才能实现。

你可能看过虫洞以及其他方面星际旅行的相关报道， 所以理论上人类不仅可以飞出银河系，甚至可以去的更远。

但是现实是残酷的，以我们目前的技术我们连太阳系上的兄弟行星火星都很难到达。那么飞出银河系有多难呢？

考虑到宇宙的尺度，任何在星系之间旅行的难度都远远超出我们目前认为可行的推进方法，即便是将一艘大型飞船加速接近光速。

根据目前对物理学的理解，时空内的物体不可能超过光速，这意味着通过传统的飞行方式飞离银河系需要数百万地球年的时间。

载人旅行的速度不接近光速，这就要求我们要么用延长寿命的技术来克服自身的死亡率，要么用一艘世代飞船来旅行。

额外的限制包括各种各样的未知因素，还有关于宇宙飞船的耐久性问题。如果没有适当的防护，星系间热辐射介质中的波动温度可能会使宇宙飞船解体。

能量需求巨大

我们人类一直痴迷于速度。也不停的在突破速度的极限。

我们知道第一宇宙速度（航天器最小发射速度）是7.9 km/s。根据动量的方程（E=0.5mv^2），我们还知道物体的质量越大，达到相同速度所需要的能量就要越大。

预计物体具有 110～120km/s 的速度时，就可以脱离银河系而进入河外星系，这个速度就是第四宇宙速度。

可以想象把载人航天器从地球发射，加速到这个速度所需要能量有多大。

人体方面的极限

快速的加速和减速对人体来说都是致命的，我们可以想象下车祸给身体造成的创伤，当驾驶汽车从几十公里每小时的速度降到0时，这样的速度人体都很难承受。

目前的人类速度记录由执行美国宇航局阿波罗10号任务的三位宇航员同时保持。

如果我们能建造速度更快的宇宙飞船，那么我们脆弱的身体将不得不与这种高速旅行所带来的新危险作斗争。

惯性是宇宙的一种特性，任何有质量的物体都能抵抗运动状态的变化。

这一概念在牛顿第一运动定律中有表述，静止的物体保持静止，运动中的物体以相同的速度和方向保持运动，除非受到外力的作用。

对人体来说，保持恒定是好事，我们要担心的是加速度。

大约一个世纪以前，由于发明了可以在高速飞行时操纵的坚固飞机，飞行员报告了与速度和方向变化有关的奇怪症状。

这些症状包括暂时性失明和铅中毒或失重的感觉。这些症状罪魁祸首就是重力。

那些经历负g的人，从脚部到头部，血液都聚集在头部，造成一种充血的感觉，就像我们倒立一样。

相反，当加速度为正时，从头部到脚，眼睛和大脑会因血液下降而缺氧。最初出现的是一种被称为“灰色熄灭”的视力变暗，随后是完全失明或昏厥。

这些高g可以发展到完全晕倒，称为g引起的意识丧失(GLOC)。许多飞行员因昏厥而坠机死亡。

一般人可以承受大约5g的加速度，飞行员穿着特殊的高重力飞行服，经过训练，他们可以弯曲躯干肌肉，防止血液从头部喷溅出来，但他们也只能承受9g加速度。

如果只是一瞬间，我们人类可以忍受更强的重力而不受严重伤害。瞬间重力的记录由美国空军上尉小埃里·比丁保持。

1958年，他驾驶着一辆火箭驱动的雪橇倒车，在十分之一秒的时间里，他的胸部加速度计记录下了82.6 g的加速度，雪橇的速度达到了55公里每小时。

当时比丁昏倒了，但只受了背部瘀伤，这充分证明了身体的恢复能力。

那有没有飞出银河系的可能

1、超高速恒星

理论是在1988年提出的，并在2005年被观测到。恒星的移动速度比银河系的逃逸速度快，并且正在向星际空间移动。这些恒星的速度可达每秒3000公里。

关于它们的存在有几种理论机制，其中一个机制是银河系中心的超大质量黑洞以大约每十万年一次的速度从银河系中喷出恒星。另一个理论化的机制可能是双星系统中的超新星爆炸。

2、时间膨胀

虽然需要大约254万年才能穿越星系之间的空间鸿沟, 但从接近光速的旅行者的角度来看，它需要的时间要短得多。

旅行者所经历的时间取决于速度(任何小于光速的东西)和旅行距离(长度收缩)。因此，从旅行者的角度来看，人类的星际旅行在理论上是可能的。

用相对论火箭加速到接近光速的速度将使飞船上的旅行时间大大缩短，但需要非常大的能量。

3、比光还快的方法

阿库别瑞引擎是一个假设的概念，它能够推动宇宙飞船的速度超过光速(宇宙飞船本身的速度不会超过光速，但它周围的空间会)。

这在理论上可以允许实际的星系间旅行。目前还没有一种已知的方法来产生这种设备所需要的扭曲空间的波，但是这些方程的度量符合相对论和光速的极限。

参考资料：

Intergalactic travel From Wikipedia

How fast could humans travel safely through space By Adam Hadhazy 2021.8.10

百度百科：第一宇宙速度

虽然现在的科技水平在快速的提升，但是目前依据我们的能力想要飞出我们的太阳系都是极其困难的。不禁有小伙伴会疑问，我们到底是否能突破银河系飞往更广阔的宇宙空间呢？