人类如果想要造出能飞到比邻星的飞船需要突破哪些技术?
这是一个开脑洞的话题,感觉到了地球正在建设太阳系舰队的时代,你猜得没错,《三体》中得知三体人飞船正以光速1%的速度前往地球时的心态是一样的,否则怎么会不惜代价呢,毕竟生活还是要继续的!不过既然假设了,那就老讨论下需要突破哪些技术!
如何大规模进入近地轨道?
很多朋友都会认为这不是宇宙造飞船么,为什么要大规模进入近地轨道?其实如果要造一艘恒星际飞船的话,大量的材料从哪里来?总不能去抓颗小行星来在轨道上冶炼金属现场建造吧!所以大量的材料必须在地球上制造好再去太空组装!另一个方式是在太空制造激光快速成型设备,然后运送各种原材料粉末去太空直接制造,这种方式可以减少材料体积,但各种保障设施的体积仍然不会小!当前和不远的未来有两个方式:火箭发动机;空天发动机。前者就是我们常见的火箭发动机,这是当前进入太空的唯一手段,技术成熟,很多国家都有这个条件!但效率低下,成本高企,甚至有效载荷只有全火箭质量比的1%-2%多一点,假如我们要制造一艘十万吨级别的宇宙飞船的话,总共要消耗约千万吨级的燃料,这是在令人无法接受。
后者就是一种涡轮喷气+冲压发动机+超燃冲压发动机+火箭发动机的综合体,或者可以静态点火到极高超音速与火箭发动机自由转换的脉冲爆震发动机,如果使用这种类型的发动机成本将会明显降低,水平起飞,进入轨轨道后返回地面水平降落,发动机可以使用大气层中的氧气,而且利用空气动力提高载荷与燃料利用率,因此成本将会大幅度降低。如果要跨越星际,那么必须要拥有空天发动机进入近地轨道作为敲门砖!
有朋友会认为可以制造太空电梯,其实这种看上去很慢,但制造成本与难度极高的工程,基本上没法操作,因为现在连材料都还没制造出来,更不用说虚无缥缈的制造太空电梯了!空间发动机选哪种?从地面到近地轨道可以用化学能火箭,但到了太空之后的星际飞行化学火箭就不灵光了,因为比冲极低,而星际飞行需要超长时间的加速,才能将飞船提速到能够跨越光年的速度,一定需要一种能持续加速数年甚至数十年的发动机,很明显化学火箭是不可能的。当前比较有希望的发动机类型有几种:太阳帆;离子发动机;裂变发动机;聚变发动机。太阳帆首先就可以忽略了,这种传的神乎其神的星际航行方式只能在太阳系内过家家,在跨越恒星际空间时,太阳帆就是个累赘!
离子电推发动机是当前技术最成熟的,比冲也非常高,比较适合行星际飞行,理论上也适合恒星际飞行,只要携带足够的工质,我们就能去到想要的地方!但电推发动机有一个致命的缺点,就是需要电能,土星轨道内可以用庞大的太阳能电池勉强维持,再向外必须有稳定的电源供给!
曾经猎户座就是在屁股后面丢核弹,不过不要小看这种暴力又很LOW的动力方式,《撤离地球》中拯救地球人的超级飞船用的就是在飞船后方丢核弹,因为人类对核弹小型化技术已经炉火纯青,成本当然主要就是核材料的提取。当然我们不可能真的在后方丢完整结构的核弹,必须用某种中子流来引爆它!
核聚变当然是最理想的,对于星际航行来说,磁约束的明显不如惯性约束,从结构来看,惯性约束有一种天然的作为推进发动机的优势!用激光束将核聚变材料小球聚变释放能量,推进飞船前进!
生态系统需要包括哪些:载人飞船必定需要乘员,也需要维生系统,但如下技术将会使飞船的维生系统要求大幅降低。冬眠。生物圈循环。如果可以达到冬眠状态,那么对飞船的物资需求将会大幅降低,如果技术无法达到冬眠,那么生态循环规模将会大幅增加,一艘飞船可能会有1/3以上的空间来作为生态循环的温室。
......
上述是几个关键技术节点的选择,我们必须要实现的技术路线是:1、空天飞机2、空间组装3、离子发动机+核裂变堆电源4、小型生物圈循环。这几个技术是跨不过去的坎,未来100年内空天飞机有些难度,但实现问题不大,空间组装问题不大,离子发动机和空间核裂变堆也没问题(但这个极速不可能达到1%,也不快,但也布慢),唯一剩下的就是小型生物圈循环,美国在生物圈一号和二号上的失败给了大家一个极大的打击,很难说未来的飞船上生态循环就能永续,跟地球上比较,空间环境会更恶劣,人类在这个循环中需要干预的越多,那么不可控因素就会越大,最终我们会发现,当踏上飞船时仍然还有一大把问题没有解决。
三体人600年内到达地球,我们如果用离子推进,也许要1000年才能到达比邻星,而且还必须留好减速用的燃料。
发动机技术和生物循环技术需要突破。飞到比邻星的飞船的需要一种能持续加速数十年的聚变发动机,现有的发动机技术是不够用的。星际飞船飞行时间非常长,飞船人员需要达到冬眠状态,才能适用十几年或者百年长时间飞行。
只要突破一个技术就行了,那就是核聚变,这可以为星际飞行提供源源不断的能源。
这是一个集思广益的话题。我觉得地球正在建立一个太阳系舰队。您猜对了,当得知Trisolaran航天器以光速的1%进入地球时,Trisolaran航天器的心态是相同的。是的,否则,为什么您会毫不犹豫地付款?毕竟,生活还必须继续!但是,现在假设,在旧的讨论中需要打破哪些技术!
首先需要在能量利用上取得突破,因为超高速的飞行必须需要超级多的能量,最好是能够循环利用的,最好能在核能开发上多下功夫。
人类如何实现星际宇宙航行
张卫民 一、光帆式宇宙飞船--科学家劳民伤财的败笔 长期以来,人们一直都渴望着能够摆脱对火箭的单一依赖,找到新的动力方式,实现人类遨游太空的梦想,其中之一就是制造太阳帆利用太阳能来进行太空航行,2004 年的8 月,日本人研制的太阳帆升空并进行了170 公里高的短暂亚轨道实验,打开了两个长约10 米的树脂薄膜帆板,检验了光帆展开的可行性,之后火箭和光帆坠入大海。美国航宇局目前也在进行太阳帆飞船的研究,并为选择太阳帆的制造材料进行了大量测试工作,还探讨了如何发射以及太阳帆在太空怎样展开等问题。美国预计2021 年成行的太阳帆飞船将历经15 年以上的航程,飞行37 亿公里直到太阳系边缘。 著名天文学家开普勒早在400 年前就曾设想过不携带任何能源,仅依靠太阳光的能量使飞船驰骋太空的可能性。他曾指出,彗星烟雾状的尾部就是在太阳光影响下"不断飘动的"。开普勒还计算出太阳光可为宇宙飞船提供的具体推力。但直到1924 年,俄国航天事业的先驱齐奥尔科夫斯基和其同事灿德尔才明确提出"用照射到很薄的巨大反射镜上的太阳光所产生的推力获得宇宙速度"。正是灿德尔首先提出了太阳帆--这种包在硬质塑料上的超薄金属帆的设想,成为今天建造太阳帆的基础。 1984 年,美国休斯飞机公司研究实验室的物理学家罗伯特·.L.福沃德在其标志性的论文中,提出了采取古老风帆技术进行星际旅行的理念。正如劲风能使帆船漂洋过海那样,强大的激光束也可以推动具有大"帆"的宇宙飞船在太空中畅游。激光的光束射到"帆"上后便转化成动力并推动宇宙飞船前进。科学家设想用太阳系中的激光器为飞船提供动力,让其逐渐提速,并奔向遥远的世界。 同太阳光相比,聚焦的激光束能够将"帆船"推至阿尔法人马座恒星系甚至更远,原因在于激光束不会像阳光那样随着距离的增加出现发散和减弱。根据福沃德的理念,弗里斯比描绘出人类飞向巨蝎座55 星恒星的旅行方案。他采用 600 英里宽的铝制薄膜"帆"推动的宇宙飞船,旅行舱设在"帆"的中间。架设在地球轨道或月球表面的激光器产生的高能激光束经过一面反射镜聚焦在飞船的" 帆"上推动飞船。激光器将工作数年,保证飞船达到其巡航速度。然后在飞船抵达目的地前数年重新开始工作,以帮助飞船降低速度。 金属铝的熔点为华氏1220 度,弗里斯比提出大尺寸"帆"的设想是为了解决 "帆"自身的散热问题,"帆"过热由高能激光束所引起。如果计划在太空组装飞船"帆",那么应采用更轻便、更富有弹性的材料。NASA 格伦研究中心的杰弗里·兰迪斯正在研究采用金属铌(熔点为华氏4490 度)或钻石(在华氏3270 度时断裂成石墨)制作的薄膜。高温材料能够承受光斑更小但能量密度更高的激光束的照射。钻石"帆"具有与弗里斯比的铝"帆"相同的功能,但它对飞船的加速更快,可以缩短星际旅行时间。如果激光束用来帮助人类飞向巨蝎座55 星,那么激光器的输出功率将大得令人不可思议。根据弗里斯比的估算,推动飞船所需的激光器稳定能量输出应达17000 万亿瓦特。要实现如此巨大的能量输出,弗里斯比提出利用特殊装置集聚太阳能来泵浦激光器,也就是说激光器在太阳的作用下产生会聚的、相干性高能光束。实际上,美国芝加哥大学的物理学家已展示了一种新系统,它能将普通光的密度提高84000 倍。至今,工程师们已研制出一种简单的太空帆船,但它利用太阳光能而非激光束提供动力。在未来几个月内,行星学会(一个太空爱好者的私人组织)计划发射其首创的太阳"帆船"。此"帆船"名为宇宙1 号(Cosmos1),重50 磅,其镀铝"帆"宽达100 英尺。"帆船 "计划于2005 年从北冰洋巴伦支海海域利用潜艇发射升空。离开大气层后,太阳光将推动它进入更高的运行轨道。"宇宙1 号"太阳帆飞行器在2005 年6 月 21 日进入太空,并在其后几天内展开它优美的帆体。这是人类千百年来第一次成功并有效利用太阳能量进行飞行的尝试。这个以阳光作为动力来推动前进的宇宙飞行器,并不是以我们常见的地面火箭升空的方式带入太空,而以潜艇水下发射的独特形式开始它的航程。它在发射前四周就已被带到俄罗斯摩尔曼斯克市附近的瑟沃摩尔斯克海军基地,在之后的的四周时间里,经过对光帆的检测和电池设备等的安装和充电,便安置在三级的"波浪"火箭的弹头部,并在发射前三天将火箭运到俄军的"达尔塔"III 型战略核潜艇上,并安卧在潜艇中等待距离发射时间半天的时候开始出海,前往位于巴伦支海的发射地点。2005 年 6 月 21 日,当"波浪"火箭从潜艇上发射出大约 20 分钟后,火箭三级部分脱落,此时"宇宙1 号"应当进入距离地球512 英里远的运行轨道中;37 分钟后,太阳帆打开。仅在一天时间内,"宇宙1 号"将加速至每小时195 英里,同时随着速度的不断加快,飞船出将进入距离地球更远的运行轨道中。"宇宙1 号"上还携带有一张CD,众多发明创造者都在这张CD 上留下了自己的心里话语,其中一位科学家的话是这样的:"我们的祖先很早就学会制造船帆,从而利用自然界的风来弥补自己划桨力量的不足,在大海中远航。尽管我们现在无法得知前辈们姓甚名谁,但是我们敬重他们的才智与勇气,是他们的开拓精神让我们也去探索,如何在茫茫宇宙大海中寻找远航的风帆,于是我们有了'宇宙1 号'这个成果。" "宇宙1 号"的关键之处就是如何利用宇宙中的免费动力。"宇宙1 号"就是利用风帆来感受阳光的微弱压力,从而不断提高自己的速度和高度的。这个风帆由8 片超薄的三角形太阳帆组成,利用接收到的太阳的能量,支持其飞行。这8 片太阳帆每片均长14 米,呈风车状组合。阳光的压力是微小的,我们之所以在最强烈的阳光下也感觉不到任何压力,是因为这个力量在一平方公里的面积上也一共只有9 牛顿。它的好处是不会枯竭,同火箭和航天飞机迅速消耗完毕的燃料相比,阳光是无限的动力之源,会始终推动"宇宙1 号"前进。这些风帆因为是由感光效果非常好的、轻而薄的聚酯膜制成,因此,在接收到阳光后,一点点微小的力就能将其推动前进。将太阳化为推力的"宇宙1 号"最神奇之处就在于不断地加速。如果顺利的话,它进入太空并展开光帆1 天后,它的时速将增加160 公里,100 天后,"宇宙1 号"的时速能达到16000 公里,如果它能持续飞行3 年,速度会被提升到每小时16 万公里,这是人类任何飞行器都没有达到过的高速,相当于人类的宇宙探测先驱旅行者号探测器飞行速度的3 倍!如果用它来探测冥王星的话,可以在不到5 年的时间里达到,而美国宇航局使用普通飞船探测冥王星的"地平线计划"预期需要的时间却是十多年。对此,"宇宙1 号"项目的主要负责人弗里德曼教授表示,试验该飞行器的目的是为了寻求一种新的、星际间的飞行工具。而由于其飞行是依赖太阳风帆获取能量,以后飞行器进入太空不用再带燃料,因此,目前这也将是飞行器在星际间长时间飞行的有效的技术方法。 作为世界首艘依靠太阳能驱动的太阳帆飞船,"宇宙一号"21 日承载着人类实现星际远航的梦想发射升空,但随后不久便与地面失去联系。主持"宇宙一号 "飞行计划的美国行星学会2005 年6 月23 日承认,这艘太阳帆飞船"生还"几乎无望,很可能在发射不久后便坠毁。美行星学会发表声明说,"在过去24 小时中,俄罗斯宇航局作出假设结论,承载'宇宙一号'的沃尔纳火箭在第一阶段发射中失败。这意味着我们失去'宇宙一号'。"声明说,"从其它渠道获得的部分不一致迹象"又显示,"宇宙一号"可能并未坠毁,而是进入了比原计划更低的一条轨道。但美行星学会认为,飞船进入另一条轨道的"可能非常小"。"宇宙一号 "21 日由俄罗斯导弹核潜艇"鲍里索格列布斯克"号在巴伦支海下准时发射,踏上遨游太空之旅。起初地面接收到的多普勒信号表明一切正常,但大约20 分钟过后飞船入轨发动机点火时,地面控制站突然接收到不规则的混乱信号,此后就与飞船失去联系。俄北方舰队军官后来透露说,由于助推火箭引擎熄火,"宇宙一号"可能已经坠毁。 光帆式宇宙飞船的风险:很可能会变为火球消失在茫茫太空。尽管设计轻巧高超,但据设计者承认,风险无时不在:由于太阳帆每片仅仅 0.005 毫米厚,而且由于聚酯膜受太阳高热烤炙,在飞行几个月后,很容易融化变成一个高速运行的大火球坠消失在太空中。 太阳帆的工作原理是,帆将照射过来的太阳光(光子)反射回去。由于力的作用是相互的,太阳帆将光子"推"回去的同时,光子也会对太阳帆产生反作用力。就是这种反作用力推动飞船前进。NASA 喷气推进器实验室太阳"帆船"负责人霍皮·普赖斯认为,这种不携带燃料的推进方式将开辟全新的星际旅行方式。但是,由于太阳光随着距离的增加而减弱,因此太阳"帆船"在远离太阳后将无法继续前进。光帆的姿态控制是相当有难度的一关,没人知道它的稳定性能到底如何。控制人员只能用看不见的电波来遥控它对准阳光,一旦出现技术问题,太阳帆就可能被阳光"吹"偏侧身,并从此迷失方向。利用太阳光的话,缺点很明显,首先是光帆的推重比极其微小,其次是当使用光帆的飞行器远离太阳,阳光的密集度越来越低,压力会越来越小,直到最终可以忽略,也不再对光帆施加压力并产生加速度。针对上述弱点,人们从上世纪80 年代开始就提出一些办法来解决这些问题。其设想是在绕地球轨道,或者环绕太阳的轨道以至月球上安装一组激光器或者微波发送器,用它们的力量来推动光帆。由于人工的方式可以让能量比阳光集中,所以其效果要大大好于阳光,并且能解决深空航行的问题。美国宇航局最近的研究说这样的飞行器速度能最终达到光速的 1/10(大约是每秒3 万公里),而有更乐观的观点认为能达到光速的一半。第一个提出用激光航行的人是Robert Forward,不过他提出的使用一个1000 公里的透镜、产生1 亿亿瓦特激光、以及1000 公里的帆这样的设想虽然很壮观,但实在是缺乏可操作性。这样航行方式遇到的一个困难就是,激光束在如此遥远的距离上会扩散得很大,这就是为什么Robert Forward 要建造巨帆的缘故。而且激光技术必须得到大幅度的发展,以便瞄准数百万公里外的目标。 如果掌握了激光帆技术,那么人类再也不用担心远距离飞行的燃料问题。此外,通过精巧的设计,当飞船到达目的地时,带有旅行舱的"帆"的中间部分将与"帆"脱离,失去中间部分的"帆"将激光束聚焦在旅行舱上,帮助它减速。根据弗里斯比的研究,激光"帆"飞船在不到10 年的飞行时间内,其速度就可达到光速的一半。如果采用直径为200 英里的激光"帆",我们可以在12 年半的时间内抵达阿尔法人马座;采用600 英里宽的激光帆,与巨蝎座55 星中类似地球的行星相会也需86 年。 在太阳帆10 多年的飞行中,航天员的医、食、饮、性、大小便如何解决? 如何避开流星、陨石、彗星的撞击损毁?如何减速?如何降落?如何返航?如何拐弯?如何避免成为外星生物的俘虏?如何避免外星病毒的侵袭?如何不寂寞?如何保持星际通讯? 光帆式宇宙飞船是科学家劳民伤财的败笔,利用光帆式宇宙飞船进行载人飞行是不可能的,但是,在研发光帆式宇宙飞船的过程中,可以研发出功率强大的死光光子武器。 二、张卫民广义物质论可以预言由普通明物质构成的生物在进行宇宙航行的时候可以采用以下四种捷径: 1、把宇宙飞船自身转化为软暗物质,这样在飞行的过程中明物质就不再成为障碍。于是就可以由特异能控制进行宇宙航行,到达目的地后再转化为普通物质。由于软暗物质不受明物质万有引力的作用,软暗物质飞船不存在地球万有引力、自身惯性力、曲线运动离心力的作用,因此,把宇宙飞船自身转化为软暗物质以后,宇宙飞船就可以利用动力系统由特异能控制迅速地加速到 V2=11.2 公里/秒的第二宇宙速度而飞出地球大气层,并且飞船在软暗物质状态下高速运动时不与大气层发生摩擦起热。 使用这种方式进行宇宙航行还是大有希望的,我们的一些气功师不是已经可以利用生物意念能进行普通物质与暗物质的转化了吗?只要我们能够聚集特异能,或把其它形式的能转化为这种目前尚不清楚的特异能,并由计算机或人体置入芯片控制进行施加就可以驾驶宇宙飞船以思维想象的速度进行任意速度甚至以超光速飞行了。这种飞行的关键在于要能持久地、准确无误地控制特异能的施加,以及对飞船速度的控制。如果在超光速飞行时特异能突然失去控制,使飞船变为普通物质,飞船就可能由于质量膨胀而毁坏。 2、在宇宙中,大量暗物质的定向运动形成了许多条宇宙能流--暗物质江河。就象海洋中有洋流的存在一样,能流也有大有小、有快有慢,可以分为若干类。如果我们能够找到能流,就可以随着能流进行宇宙航行,故此宇宙能流在宇宙航行领域就可以称为"星际飞行走廊"。在这些"走廊"中有某种特异能的存在,飞船一进入星际飞行走廊,就立即转化为软暗物质并且以思维所想象的速度飞行,当然可以超光速飞行。 要进行这种星际航行,必须首先弄清楚宇宙能流的位置,绘制出宇宙能流网络图,就像地球上的铁路网或者高速公路网络一样,以便制定飞行路线。这种宇航方式中最危险的地方是进入能流和离开能流的时候,这时如果速度没有控制好,飞船在进行明物质与软暗物质转换时就容易出事故,甚至有可能船毁人亡。 3、喷光式宇宙飞船。这是一种可以向多角度喷射光子或电磁波的飞行器,当飞行器向单一方向发射光子或电磁波的时候,飞行器就向相反的方向运动,就好像火箭是喷火式飞行器、喷气式飞机是喷气式飞行器的根据动量守恒定律进行反推进飞行的原理一样。只不过火箭需要消耗大量的化学燃料,喷出的火焰速度不够快;喷气式飞机需要消耗大量的航空汽油,喷出的热气也不够快。根据动量守恒定律,喷射出去的物质的质量越大、喷射出去的物质的速度越大,那么飞行器所获得的反推力越大,喷射1 千克质量的光所获得的推力相当于以 1km/s 的速度喷射300 吨气体所获得的推力。因为光速是明物质的速度极限,所以喷光式飞行器是效率最高的推进式飞行器。一个可以向多角度喷射光子或电磁波的飞行器可以迅速加速或迅速拐弯。喷光式飞行器可以实现飞碟的即刻停住或起飞等功能。 4、利用"空间--物质"转换器实现宇宙航行。这是较佳方案了,但如果机器在路上出现故障,飞船就会变成一颗人造流星,在宇宙中消亡。由于许多飞碟似乎就是利用这种方式在宇宙中进行跳跃式飞行的,所以我们再重点讨论一下这种宇航飞行方式。 广义物质论认为宇宙间的一切客观实在都是能量的,能量有四种基本存在方式:空间、场、普通物质、暗物质。既然宇宙中充满了能量,那么进行宇宙航行就可以不带能源,而是随用随取。方法就是要制造出"空间--物质"转换器这样一台第三类永动机,把它安装在飞行器的外壳上,那么飞行器的运动便无需能源。只须把"前面"的空间转化为光,飞行器前面因为空间丢失而使飞行器从一个位置一下子无需时间就能够跃进到前面的一个位置,飞行器是跳跃前进的,不是匀速直线运动的。这种使用"空间--物质"转换器的飞碟的速度取决于它的"空间--物质"转换器的功率,只要转换器的功率足够高,飞行器的速度就可以达到或超过光速。由于这种运动方式不影响飞行器物质与外空间进行能量交换,速度对飞行器质量影响不大。由于这种飞碟的推进方式很奇特,惯性对运动影响不大,在不同角度开启"空间--物质"转换器的时候,飞行器就可以任意改变速度的大小和方向。 例如在1947 年发生的阿诺德龙形飞碟事件。肯尼斯·阿诺德是美国爱达荷州的博伊西一个消防公司的老板。他是一个拥有一架私人飞机、能够驾驶飞机的人。在1947 年的6 月24 日,他驾驶自己那架飞机飞行途中目击到了有九个编队飞行的碟状飞行物。他坐的飞机着陆后立即向有关方面报告。他陈述的基本内容是:"1947 年6 月24 日下午,我驾飞机从切哈列斯起飞,15 时许我飞到雷尼尔山脉附近。几天前曾有一架C-46 型海军陆战队的飞机在那儿失踪。我决定花点时间找到它。我爬高到3500 米以便观察巨大的山谷,说不定飞机就坠落在那儿。…我正在观察地面,忽然左边一些闪光的物体引起我的注意。于是我的目光顺着的光源寻去,发现九个非常耀眼的圆盘状的东西…。每个飞行物都跳跃似的前进,就象水上打飘的碟子。…它们的飞行的样子是碟子。"阿诺德认为他看到的是一连串九个物体,其中一个发出可怕的蓝色闪光。如果我们把阿诺德看到的一连串九个飞碟组成的飞碟编队整体称之为龙形飞碟,那么1947 年美国爱达荷州发生的阿诺德事件就是美国最早报道的龙形飞碟事件。1947 年发生的阿诺德龙形飞碟事件几乎在美国所有报纸上得到报道,引起了世界性的飞碟热,以后有关发现飞碟的报告纷至沓来,各国政府和民间机构也纷纷组织对飞碟目击事件调查研究。 "1947.6.24"UFO 是像青蛙似的跳跃前进的,阿诺德看到的飞碟就是使用" 空间--物质"转换器进行跳跃式飞行的航天器。由于飞碟跳跃前进时的加速度特别大,超过8G(地球重力加速度G 的8 倍,G=9.8m/s2,)的时候,地球人类就会七窍流血而亡。因此,飞碟在飞行时必须把乘客转化为准特异物质,才能保护人类不受巨大加速度的伤害。 飞行器在运动过程中由"空间--物质"转换器得到的光可以直接用于飞碟的内部耗能,多余的光可以当光源发散掉或贮存起来。如果把"空间--物质"转换器得到的光向某一方向定向喷射,飞行器就会靠光的推动以极高的加速度加速飞行,可以在瞬间飞行得无影无踪,这时飞行器就是一艘喷光式飞行器。 飞碟的"空间--物质"转换器进行工作时,不仅把空间转化为光,而且把附近的场转化为光,这样,飞行器可以不受外界场的影响,却可以影响外界场。由于不能把转换得到的光全部吸收而有一些光释放出来,使得飞碟表面出现光晕。由于飞碟散发出来的光是不均匀的,看起来飞碟好像在一边旋转一边飞行,实际上飞碟本体并没有旋转,是飞碟发出的光使目击者看起来飞碟好像在旋转着飞行一样。
宇宙中最快的速度应该是人类的意念,瞬移!如何将意念这种暗物质转换成能量流变换到现实中,这将是人类走出地球,奔赴宇宙星空的可能。其它的都是蛮力
人类想要穿越星际时空需要具备哪些条件?
宙那么大,为什么不去看看呢?因为去不了,人类还远远没有达到那样的科技水平。要进入宇宙,必须具备三个基本条件。
1、光速飞行器研制成功
对光速飞行器的要求是:1)速度能够达到光速(按宇宙最大速度);2)可以随时、快速变速,即可以从零速快速转换到光速,也可以快速从光速转换为低速、零速;3)可以隐身,也可以显身;4)可以自由穿越各种实体,即飞碟能够自由穿越太阳或地球,而对飞碟无任何影响。
光速飞行器是思维控制的无机生命体,可以自由在三维状态、二维状态、一维状态和零维状态之间变换或进行时空穿越。
2、人要成为零维人即神仙
与光速飞行器相适应,宇航员必须达到人的最高级状态-成为零维人。根据笔者的人体相对论,人在零维状态,他的寿命无限长,而运动时间为零,即任何漫长的星际旅行,宇航员的时间感觉都是零。(见笔者的博文“人体相对论解双生子佯谬”)
3、能源,即宇航员和光速飞行器的能源问题
按照笔者的状态时空理论,宇宙中同时存在四大状态:三维状态、二维状态、一维状态和零维状态,不同的状态具有不同的能源,不同的生命使用对应层次的能源与物质。我们三维人食用食物和使用低能能源:煤,石油,天然气等,这种能源是无法满足星际航行要求的。星际航行必须使用宇宙中取之不尽的高级能源:二维能,一维能和零维能,而且是无形的生命能。
满足了上述三个条件,人类就可以飞出太阳系,进入宇宙,进行星际航行了,人类真正成为宇宙中的一员了。希望这一天早日到来!
人类如果想要穿越星际时空的话,必须拥有一艘可以穿越黑洞的飞船,而且速度一定要超过光速
星际航行的条件,太难了。只怕到人类灭绝的那一天也不可能实现。。。宇宙飞船能不能造出来(造出来的飞船能不能飞离地球引力都是个问题)?靠什么动力来推进飞船航行?能不能达到光速?能不能有效避开岩体星球?损耗怎么办?靠什么补给?(宇宙间可没有中间补给站的)。拿什么做星际导航?
具备的条件有很多,需要具备一定的科技水平,能够穿越星际时空的机器,以及能够提供人类的保障
需要让我们的速度超过光速,这是穿越必须要满足的条件。
人类能够实现星际穿越的理论来源于哪个科学家?
如果人类能够实现星际穿越,其理论来源于(霍金)。
史蒂芬·威廉·霍金(Stephen William Hawking) ,1942年1月8日出生于英国牛津,父亲法兰克是毕业于牛津大学的热带病专家,母亲伊莎贝尔1930年于牛津研究哲学、政治和经济。霍金本人毕业于牛津大学(University of Oxford)和剑桥大学(University of Cambridge),并获剑桥大学博士学位。他是英国剑桥大学应用数学与理论物理学系物理学家,1979至2009年任卢卡斯数学教授(现为荣誉教授此教席曾由艾萨克·牛顿担任,是英国最崇高的教授职位之一。霍金是继牛顿和爱因斯坦之后最杰出的物理学家之一,被世人誉为“宇宙之王”。
他在21岁时不幸患上了会使肌肉萎缩的卢伽雷氏症(ALS),因此被禁锢在轮椅上,只有三根手指可以活动,疾病已经使他的身体严重变形,头只能朝右边倾斜,肩膀左低右高,双手紧紧并在当中,握着手掌大小的拟声器键盘,两脚则朝内扭曲着,嘴已经几乎歪成S型,只要略带微笑,马上就会现出“呲牙咧嘴”的样子。这已经成为他的标志性形象。1985年,因患肺炎做了穿气管手术,被彻底剥夺了说话的能力,演讲和问答只能通过语音合成器来完成。当时医生预测他最多活两年,但他至今依然顽强的活着。1973年,他考察黑洞附近的量子效应,发现黑洞会像天体一样发出辐射,其辐射的温度和黑洞质量成反比,这样黑洞就会因为辐射而慢慢变小,而温度却越变越高,最后以爆炸而告终。黑洞辐射或霍金辐射(包括de Sitter空间中的霍金辐射)的发现具有极其基本的意义,它将广义相对论、量子场论和热力学统一在一起,其为弯曲时空中的量子场论。
1973年以后,他的研究转向了量子引力论。虽然人们还没有得到一个成功的理论,但它的一些特征已被发现。例如,空间-时间在普朗克尺度下不是平坦的,而是处于一种粉末的状态。在量子引力中不存在纯态,因果性受到破坏,因此使不可知性从经典统计物理学、量子统计物理提高到了量子引力的第三个层次。
1980年以后,霍金的兴趣转向了量子宇宙论,提出了能解决宇宙第一推动问题的无边界条件。2004年7月,他承认了自己原来的“黑洞悖论”观点。《时间简史》的副题是从大爆炸到黑洞。史蒂芬·威廉·霍金认为他一生的贡献是在经典物理的框架里,证明了黑洞和大爆炸奇点的不可避免性,黑洞越变越大,但在量子物理的框架里,他指出,黑洞因辐射而越变越小,大爆炸的奇点不断被量子效应所抹平,而且整个宇宙空间正是起始于此。理论物理学的细节在未来的20年中还会有变化,但就观念而言,已经相当完备了。
史蒂芬·威廉·霍金的生平是非常富有传奇性的,在科学成就上,他是有史以来最杰出的科学家之一,他的贡献是在他被卢伽雷氏症禁锢在轮椅上50年之久的情况下做出的。他的贡献对于人类的观念有深远的影响,所以媒体早已有许多关于他如何与全身瘫痪作搏斗的描述。吴忠超(霍金的学生之一)于1979年第一回见到他时的情景至今还历历在目。那是第一次参加剑桥霍金广义相对论小组的讨论班时,身后门一打开,脑后忽然响起一种非常微弱的电器的声音,回头一看,只见一个骨瘦如柴的人斜躺在电动轮椅上,他自己驱动着电开关。译者尽量礼貌而不显出过分吃惊,但是他对首次见到他的人对其残疾程度的吃惊早已习惯。吃饭他要用很大努力才能举起头来。在失声之前,只能用非常微弱的变形的语言交谈,这种语言只有在陪他工作、生活几个月后才能通晓。他不能写字,看书必须依赖于一种翻书页的机器,读文献时必须让人将每一页摊平在一张大办公桌上,然后他驱动轮椅如蚕吃桑叶般地逐页阅读。人们不得不对人类中居然有以这般坚强意志追求终极真理的灵魂从内心产生深深的敬意。从他对译者私事的帮助可以体会到,他是一位富有人情味的人。每天他必须驱动轮椅从他的家——剑桥西路5号,经过美丽的剑河、古老的国王学院驶到银街的应用数学和理论物理系的办公室。该系为了他的轮椅行走便利特地修了一段斜坡。霍金虽然身残但志不残,非常乐观。
他还证明了黑洞的面积定理。在富有学术传统的剑桥大学里他拥有几个荣誉学位,是最年轻的英国皇家学会会员。在公众评价中,被誉为是继阿尔伯特·爱因斯坦之后最杰出的理论物理学家。他提出宇宙大爆炸自奇点开始,时间由此刻开始,黑洞最终会蒸发,在统一20世纪物理学的两大基础理论——爱因斯坦的相对论和普朗克的量子论方面走出了重要一步。
他因患肌肉萎缩性侧索硬化症,禁锢在轮椅上达50年之久,他却身残志坚,克服了残疾之患而成为国际物理界的超新星。他不能书写,甚至口齿不清,但他超越了相对论、量子力学、大爆炸等理论而迈入创造宇宙的“几何之舞”——无边界条件。尽管他那么无助地坐在轮椅上,他的思想却使人们遨游到广袤的时空,渐渐解开宇宙之谜。
霍金的魅力不仅在于他是一个充满传奇色彩的物理天才,也因为他是一个令人折服的生活强者。他不断求索的科学精神和勇敢顽强的人格力量深深地吸引了每一个知道他的人。患有肌肉萎缩性侧索硬化症的他,几乎全身瘫痪,后来又因为实行气管造口手术,从而失去语言能力。
1988年,霍金的科普著作《时间简史:从大爆炸到黑洞》发行,从研究黑洞出发,探索了宇宙的起源和归宿,该书被译成40余种文字,出版逾1000余万册,但因书中内容极其艰深,在西方被戏称为“读不来的畅销书”(UnreadBestseller),有学者曾指这种书之所以仍可以如此畅销,是因为书本尝试解答过去只有神学才能触及的题材:时间有没有开端,空间有没有边界。2001年10月又一部作品《果壳中的宇宙》(TheUniierseinaNutshell)出版发行。该书是《时间简史》的姐妹篇,以相对简化的手法及大量图解,诉说宇宙起源。2006年,他在香港透露正与女儿合撰写一套类似于《哈利波特》、但主题是理论物理学而非魔法的小说。
霍金亦试图通过通俗演讲,将自己的思想与整个世界交流,除了常在英国及美国发表演说,他90年代曾两次到访日本,2002年8月曾到访杭州发表《膜的新奇世界》(BraneNewWorld),2006年6月在香港科技大学发表《宇宙的起源》时,哄动一时,被戏称受到“摇滚巨星”级的接待。霍金的声望,令他多次获邀到外地演说,常获国家元首接见。
霍金曾指,大众会好奇一位残障人士,为何会想到这么多宇宙论,令他成了大众媒体的宠儿。事实上,他在“星舰奇航记”中的电视系列剧“银河飞龙”饰演过自己,与爱因斯坦及牛顿一起打桥牌;他亦曾在美国卡通片《辛普森一家》中“演出”,拯救剧中的女孩。其形象也在卡通片《飞出个未来》中的一集里出现。卡通片《居家男人》中则有与其类似的角色(Steve)对其进行了滑稽的模仿。
北京时间2021年4月6日播出的热播美剧《生活大爆炸》第五季第21集中,史蒂芬·霍金本色出演参与了客串 。
1、美国著名理论物理学家基普索恩也许不会料到,以自己的科研成果为基础拍摄的《星际穿越》会引起如此大的反响;马修麦克康纳也没有料到,在参与拍摄《超时空接触》17年后,会主演另一部同样建立在坚实科学基础上的科幻大片;安妮海瑟薇也应该高兴,自己也会和当年奥斯卡影后朱迪福斯特一样,参与这部含金量极高、注定要名留影史的一部巨作。
2、17年前,以著名科学家兼科普作家卡尔萨根的同名科幻小说制作的《超时空接触》带给观众非同一般的冲击。这种冲击,不是烂俗科幻影片天马行空的视觉骚扰,而是真正的科学带给人的震撼和思考。如今,诺兰大神带着这部《星际穿越》横扫全球,收获了赞誉,也收获了口水,最主要的是,再次收获了人们对科学的探索与膜拜。
3、当很多人在低头走路、行色匆匆之际,有几个人能够花一点时间仰望星空?当我们享受科技带来的无数便利之时,又有几个人曾经对科学充满兴趣?当很多人对着神像俯首跪拜,希望耶稣佛祖降下恩惠的时候,又有几个人会明白,靠别人不如靠自己的道理?如果我们安于大自然的施舍,终归会挣扎在饿殍遍地的死亡线上;如果我们没有忧患意识,最终会面对自己的苍凉墓碑暗暗啜泣;如果我们失去了探索和冒险精神,只能眼睁睁地看着种族灭绝。
4、很多人对这些大道理都不屑一顾,好像天永远是蓝的,水永远是清的,生活永远是安逸的,死亡是遥不可及的。其实,按照现在人们这种脆弱的抵抗力,老天爷随便打个喷嚏都会变成弥天大祸。不相信?汶川大地震发生后,救援队仅仅晚到了半天,就发生了因为害怕饥饿而抢劫食物的暴行,如果真的发生了电影中那样漫长的饥荒,人类灭绝的时间不会超过十年。
5、如此看来,这部《星际穿越》主题很绝望,也很恐怖。但绝望和恐怖的背后,还蕴含着希望。在沉甸甸的希望背后就是令人心酸的乐观主义。
6、但是,这种乐观主义是如此细若游丝,仿佛一不小心,就会被一小时相当于七年的那颗星球上的滔天巨浪打得粉碎;这种乐观主义是如此隐蔽,仿佛只有穿越虫洞和黑洞之后才能发现它的踪迹。然而,再艰难、再坎坷,那种乐观主义精神还是弥漫于电影始终,即使,它如此难以被发现,就像铺天盖地的沙尘暴遮住了无数人的眼睛。
7、诺兰将这种乐观主义隐藏在基普索恩的天才大脑的背后,也隐藏在探索者死亡牺牲的背后,让它站在飞船的一隅,看着库珀无助地面对自己的孩子长大成人又慢慢衰老,看着他忍住悲伤噙着眼泪,为了人类种族的希望,在一瞬间穿越了千百年。
8、这种乐观主义是如此珍贵,诺兰在电影里打造了三重外壳对它加以保护。第一层外壳就是科学。虽然,科学对大众而言是身外之物,是地球上一小撮掌握着人类未来命运的人的烧脑游戏,但是,科学的重要性贯穿于当今社会的方方面面,每个人须臾都不能离开,就像水和空气,我们熟视无睹又必须依赖。科学会带来希望和光明,也会带来很多烦恼,即使有一些小小挫折,也瑕不掩瑜。诺兰将科学作为保护乐观主义精神的第一重外壳,重要意义不言自明。整部电影,就是建立在基普索恩厚厚的方程式的计算单上,这种坚实的根基,会带给那些走上末日危途的人类种族以强烈的信心和无穷的勇气。所以,当我们坐在电影院里,看着主人公一次次陷入绝境,却会相信,他能够再次冲出重围走向新生。这就是科学的力量,而不仅仅只是相信导演安排的剧情。
9、诺兰打造的第二重外壳就是时间。时间是如此神秘,是如此难以割舍,我们穿越时间之海,却无法挣脱,只能随波逐流,看着镜子里的帅哥一天天变成老叟,看着镜子里的美女被岁月之刀雕琢成老妪。然而,在电影里面,时间已经变成了实体存在,当你置身于五维空间的时候,时间就像图书馆的书柜,你可以随意浏览。所以,在这里,时间的魔法爆发出了巨大威力,让思女心切的库珀,不断穿越于三维空间里的过去和未来,不断与还是儿童的女儿和已经长大成人的爱女隔墙相望,并且通过莫尔斯电码向另一个咫尺时空传送拯救人类未来的秘密。有了来去自如的时间之舱,频于绝境的人们才获得了希望。
10、诺兰打造的第三重外壳就是亲情。科学让我们过得更好,时间让我们珍惜生命,而亲情才是我们能够快乐生活的强劲动力。不可想象,没有亲人和朋友的世界该有多么可怕,犹如一座白雪皑皑的荒原,无论你走到哪个方向都没有归宿,也没有彼岸。当你独孤地游走于这颗星球之上的时候,孑影单只,满腹悲凉,哪里还有乐观可言?亲情的力量是无穷的,它可以让库珀迷失于太空之际还能找到回乡之路;亲情的魔力就像灯塔,再大的惊涛骇浪,都能指引主人公安全回家。我们不妨做一些假设,如果库珀单身一人,毫无牵挂,那么他漫长的寻找未来家园之旅,最终会被黑暗的宇宙所吞没。只因为没有牵挂,即使他将自己的精神境界上升到肩负全球命运的高度,也无济于事,毕竟,别人的命运与我何干?但是,当他走出家门那一刻,女儿的泪水和悲伤变成了一条坚韧的细线,将他和亲人紧紧缠在了一起,即使跨越无数时空,那根线还在,最终,也是这根亲情之线让他拯救了人类。
11、三重外壳里面包裹着的是乐观主义精神,也是电影所要表达的宏大主题。汉斯季默的配乐,让三个小时的电影高潮迭起;马修麦克康纳的卓越演技,最终会让这部电影成为不朽。
12、诺兰悲天悯人的情怀,也在电影里面展现得淋漓尽致。
引言:在科幻电影《星际穿越》中,地球爆发了生态危机,人类已经无法继续在地球上生存。于是,世界政府便组织了一支远征军,这支队伍由世界顶尖的科学家组成,他们的任务是探索遥远的宇宙中是否还有第二个适合我们居住的星球。库珀和他的伙伴们驾驶着一艘宇宙飞船,在极短的时间内到达了以正常速度根本不可能到达的一个星系,他们是如何做到的呢?2021年4月10日,人类公布了历史上第一张黑洞的照片,继引力波的发现之后,又一次在全世界刮起了学习物理学的浪潮。与此同时,这也印证了爱因斯坦生前的预言。爱因斯坦曾通过方程式计算出黑洞的存在,在心生敬佩的同时,爱因斯坦的另一个预言也引起了我们极大的兴趣,那就是虫洞。虫洞又名爱因斯坦——罗森桥,意为在宇宙中可能存在的能够连接两个不同时空的狭长的隧道。爱因斯坦认为,虫洞可以将时空折叠起来,通过虫洞,我们可以做瞬时的时间旅行和时空转移。简单来说,我们可以把虫洞看做一个传送门,站在传送门前,我们可以看到另一个距离我们遥远的地方,当我们穿越这道传送门时,我们可以瞬间到达这个地方。然而,根据科学家长时间的研究发现,虫洞虽然可能在宇宙中不断的出现,但是存在时间很短,也很小,小到仅可以让基本粒子通过。这样的虫洞显然是不能支持人类进行星际旅行的。那么, 这个极小的虫洞又是如何产生,靠什么能量来维持它的存在的呢?我们可以创造一个更大的虫洞吗?科学家一致认为,想要创造更大的虫洞,我们需要足够多的负能量。负能量既不是反物质,也不是暗能量,它是客观存在的一种能量形式。我们通常认为的真空环境是空无一物的,然而,如果我们看的足够近,会发现这是一片量子的海洋。就像看起来风平浪静的海面,实际上有波浪,有泡沫,一点都不平静。但如果我们想办法让它平静下来,真空就会产生负能量。荷兰的一位物理学家卡西米尔曾经做过一个实验,证明了两块不带电的金属板就能产生负能量。在这个实验中,让两块金属板靠的很近,从而限制它们之间的量子波动,这时金属板外面的量子波动就会对金属板产生压力,使金属板相互靠近。此时,金属板外面的能量密度如果是0的话,那么,金属板之间就是负的能量密度。换句话说,如果我们能够制造出两块足够大的金属板,我们就可能创造出一个通向远方的虫洞。我们目前的技术还远不能达到这一点,因为将负能量和正能量分开,对于现在的人类来说比登天还难。虽然负能量到处都是,但我们还无法将它们收集起来。因此,星际旅行还只存在于科幻小说和科幻电影中,但种种迹象表明,爱因斯坦又对了。笔者觉得,虫洞也许并不属于我们的三维空间,它可能广泛的存在于四维空间中,我们所研究的不过是四维空间里的虫洞在三维空间里的投影。也许,未来会有一些高维度的生物为我们放置一些虫洞,让我们去一些未知的地方探索宇宙奥秘。亲爱的读者,你觉得未来虫洞会在哪里出现,又会把我们带到哪里去呢?
文章标题: 在人类向星际跨越时首先会出现什么
文章地址: http://www.xdqxjxc.cn/gushi/174683.html