腦洞!假如我們穿越銀河,會需要多久?
根據(jù)哈勃太空望遠(yuǎn)鏡觀測的數(shù)據(jù),宇宙中至少有1000億個星系,但這我們離完全了解宇宙還早著呢,甚至是對于我們自己星系的了解。銀河系包含數(shù)十億顆圍繞著一個超大質(zhì)量黑洞運(yùn)行的恒星和行星,盡管它“只是”一個中等大小的星系。
但是,我們已經(jīng)快要理解這個壯觀的螺旋的所有懸臂了嗎?這是公開的,今天我們來回答這個特別的問題——穿越銀河系需要多長時間?你喜歡真實(shí)的現(xiàn)狀嗎?你對神秘的宇宙有一種好奇心嗎?
由于太空中所有的物體都在運(yùn)動,我們現(xiàn)在正在穿越銀河系。當(dāng)太陽系正以每小時500,000英里的速度繞銀河系中心運(yùn)行時,地球可能以每小時67,000英里的速度繞太陽運(yùn)行。以這個速度,我們大約需要2.3億年來完成我們螺旋星系的一整圈,這也被稱為“宇宙年”。這需要很長時間,以至于大約有45億歲歷史的地球,只完成了19個(可能20個)銀河系的完整循環(huán)。由于我們的星球已經(jīng)過了預(yù)期壽命的一半,它剩下的時間只能再做相同數(shù)目的循環(huán)了。
銀河系的直徑至少有105,000光年。由于一光年的長度為5.88萬億英里,這使得銀河系從一端到另一端超過600萬億英里,當(dāng)然了,事實(shí)上這還只是一個保守的估計。其他研究表明,銀河系的圓盤可能達(dá)到200,000光年,因?yàn)槲覀円呀?jīng)在比我們之前認(rèn)為可能的更遠(yuǎn)的地方發(fā)現(xiàn)了繞銀河系中心運(yùn)行的恒星。這意味著根據(jù)你畫的宇宙邊界,一個光子以光速旅行20萬年才能穿過銀河系。然而,與光子不同,人類不能以光速旅行。
而且,退一萬步講即使我們可以以光速旅行,20萬年對我們來說還是太漫長了,雖然這在太空的歷史中并不算多長,但是現(xiàn)代人類的進(jìn)化只是在近20萬至30萬年前的時間。所以即使當(dāng)你以光速完成了你那理論上不可能的銀河系之旅時,你花費(fèi)的時間也足以讓猿猴進(jìn)化成你身后邊的那群人類了。
當(dāng)你從太空旅行回到地球時,如果人類仍生活在地球上的話,你可能會完全認(rèn)不出他們。但是,鑒于人類無法(并且可能永遠(yuǎn)都做不到)以光速行進(jìn),假如我們今天想要啟程的話,有什么方式可供我們選擇呢?在地球上最常見的交通工具是轎車,現(xiàn)如今在這個星球的公路上就穿行著超過10億輛車。
顯然,汽車并不能飛行,但在這里我們假設(shè)汽車可以飛行。假如你以每小時60英里的速度持續(xù)悠閑地開車,那么你將需要2萬億年才能橫跨銀河系。
幸運(yùn)的是,我們有一些速度更快的交通工具可供我們用于太空旅行。旅行者號太空探測器以大約每小時3.5萬英里的速度在太空穿行,這是一個能夠減少我們旅行時間的更令人贊嘆的速度,但只能將時間控制在大約20億年而已。
那么,我們能夠更快嗎?
2016年,朱諾號太空探測器在其速度最高峰時能夠達(dá)到每小時16.5萬英里,問題是,朱諾號只有同時在木星的引力作用下才能達(dá)到這個速度。但是,如果我們能夠以某種方式保持這個速度,那么現(xiàn)在越過銀河系就只需要花費(fèi)大約4億年了。
接下來是帕克太陽探測器,它是美國宇航局NASA針對太陽的一個開創(chuàng)性任務(wù)。美國宇航局認(rèn)為當(dāng)它的旅程結(jié)束時它能夠達(dá)到每小時43萬英里的速度——一個不可思議的速度。假如能夠保持這個速度,我們將僅耗時1.5億年來完成我們的旅行。這是一個比我們假想的飛車更高效的往返方式!
然而實(shí)際上,在利用太空探測器能達(dá)到的速度來進(jìn)行這個特定想法的實(shí)驗(yàn)中存在大量的問題,尤其是太空探測器遠(yuǎn)遠(yuǎn)沒有足夠大或者足夠安全的空間來容納人類。這就在某種程度上限制了我們能夠切實(shí)地用于長途太空旅行的方法。那么,我們該如何應(yīng)對呢?
世代飛船目前被視為我們近距離觀測整個銀河系的最佳選擇之一。 它是一艘理論上可以在銀河系漂流的巨大方舟,能夠承載上千人,目標(biāo)是探索并記錄銀行系的一切。世代飛船也不會回避人類壽命短的問題,而是在基于船上每個人都會衰老和死亡這一事實(shí)的前提下運(yùn)行。
注:
世代飛船是一種設(shè)想中的以遠(yuǎn)低于光速進(jìn)行恒星際旅行的星艦。由于船速較慢,飛船需經(jīng)過幾百年甚至上千年才能到達(dá)目的地,原來的船員會老去死亡,而他們的后代會生活在船上,直到飛達(dá)目的地。
在許多代人輪回流轉(zhuǎn)中,都沒有再見過一個新的行星或恒星,但是比起被留在地球上的人而言,他們始終有一個更好的機(jī)會去做一些事。隨著他們離地球漸行漸遠(yuǎn),他們就離未知領(lǐng)域更進(jìn)一步。但同樣,這極緩的歷程會走的有多遠(yuǎn),超出了人類存在至今的認(rèn)知,人們無法預(yù)測物種在上百年的時間里將會在宇宙飛船內(nèi)產(chǎn)生怎樣的變化。
等他們到達(dá)目的地的時候,他們與被留在地球上的人會有完全不同的演化路徑,不論哪天遇見,都將會是彼此不可認(rèn)知的存在。更進(jìn)一步說,隨著時間流逝,那些在世代飛船上的和那些被留在地球上的,終將會彼此遺忘。所以,即便有一次會面,也沒有哪一方會明白它的意義。但是,或許有另一種方法,一種在開啟銀河之旅時不與其后代失去連接的辦法。
作為科幻小說的最愛,讓人類進(jìn)入“休眠期”或許是怎樣讓宇航員在長途中存活的最受歡迎的建議之一。在現(xiàn)實(shí)世界中,這個方法被建議用于各種各樣的任務(wù),其中有相對距離較短的火星之旅或更遙遠(yuǎn)的外太空。理論上說,睡眠艙(或假死狀態(tài))可以讓地球用更小更快的工具送出較小的船員,這個速度比巨大的世代飛船更快。
只有當(dāng)有被值得關(guān)注的事物出現(xiàn)時,才會將他們從休眠期精準(zhǔn)的喚醒。不幸的是,比起科幻事實(shí),睡眠艙現(xiàn)在更像科幻小說,但是這并不代表著我們沒有在努力想辦法解決它。事實(shí)是,不論哪個船員都可能決定是否值得停下來。畢竟,在穿越銀河系的旅程中,我們將有意整個銀河值得去考慮,關(guān)于我們是否要停下,并且調(diào)查每一個星球,每一個已于太陽系,每一個黑洞?這完全是另一個問題。即便在這龐大的過境時間里遺忘了,它也將存在于每一個瞬間,在銀河系至少有1000億的行星,如果要在每個行星上花費(fèi)一天,那么將需要1000天,即超過2億5千年。
縮小這個數(shù)字,這樣我們只訪問可能適合居住的、可能是類似地球的行星,這個數(shù)字仍然很大......至少有110億個,但可能超過400億個符合條件的世界,所以這至少是3000萬年。人類平均壽命為72年,宇航員候選人在美國訓(xùn)練前的平均年齡為34歲。如果每個宇航員都工作到死亡,他們可能平均享受大約35年的探索時間,即12,775天。
在一個假設(shè)的時代,當(dāng)訪問行星(或衛(wèi)星或任何其他類型的物體)時,一天是可能的(顯然,這絕對不是現(xiàn)在),這意味著人類一生中只有12,775次進(jìn)站......當(dāng)涉及到銀河系時,這甚至幾乎不會劃傷表面表面!歸根結(jié)底,即使以盡可能快的速度旅行,這次特殊的旅程仍然需要長達(dá)20萬年才能完成。即使你的移動速度是光速的十倍,也需要比一個人的壽命長得多!因此,也許充分而奇妙地探索我們銀河系的最佳方式真的是簡單地看著夜空......因?yàn)檫@就是在銀河系旅行所需的時間。
相關(guān)知識
銀河系是包括我們太陽系在內(nèi)的星系,其名稱描述了銀河系在地球上的出現(xiàn):在夜空中看到的朦朧光帶,由肉眼無法單獨(dú)區(qū)分的恒星組成。銀河系一詞是拉丁語通過乳糖的翻譯,來自希臘語γαλακτικ?? κ?κλο?,意思是“牛奶圓圈”。從地球上看,銀河系是一個帶狀,因?yàn)樗膱A盤狀結(jié)構(gòu)是從內(nèi)部看到的。伽利略·伽利略于1610年首次用望遠(yuǎn)鏡將光帶分解為單個恒星。直到20世紀(jì)20年代初,大多數(shù)天文學(xué)家都認(rèn)為銀河系包含宇宙中的所有恒星。在1920年天文學(xué)家哈洛·沙普利和希伯·柯蒂斯之間的大辯論之后,埃德溫·哈勃的觀測表明,銀河系只是眾多星系之一。
銀河系是一個棒狀螺旋星系,估計可見直徑為10萬至20萬光年。最近的模擬表明,暗物質(zhì)區(qū)域也包含一些可見恒星,直徑可能高達(dá)近200萬光年。銀河系有幾個衛(wèi)星星系,是本地星系團(tuán)的一部分,該星系團(tuán)是處女座超星系團(tuán)的一部分,處女座超星系團(tuán)本身就是拉尼亞基超星系團(tuán)的組成部分。
fy:Tessa,三個小老虎,どきどき
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