能制造出太空喷气发动机吗?代达罗斯探测器这类宇宙飞船必须携带足够的燃料才能到达太阳以外的另一个恒星上,因此飞船的体积和重量都相当大。但是宇宙飞船要穿越的宇宙空间并不是完全空旷的,氢原子占宇宙中所有物质的3/4。
然而,恒星之间的空间中氢气并不是特别多,一袋牛奶大小的空间可能只找得到一个氢原子,和地球上的大气相比,这个数量非常小。不过,宇宙中还是可能存在足够的可以用作燃料的氢原子。人类所需的只是一个能够捕捉到氢原子的火箭推进器,然后通过一个聚变器获得能量。由于宇宙中的原子数量不多,火箭推进器的吸入装置必须拥有几千米的直径。
如果成功制造出这样的推进器(很多科学家认为这是有可能的),飞行到其他恒星的时间就会大大缩短。宇宙飞船的速度越快,能够捕捉到的氢原子就越多。反之,氢原子越多,飞船的速度也越快。经过这个良性循环,宇宙飞船的速度可以不断提高,直到接近光速。
科学家用字母c来表示光速,即宇宙中的光以1c的速度运动,目前最好的宇宙飞船能够达到c的千分之一,即0.001c,代达罗斯空间探测器也许能达到0.15c。在这样的速度下,人们几乎感觉不到空间站里的时间比地球上过得慢——地球上过了1个小时(即3600秒),宇宙飞船则过了3582秒。
当宇宙飞船的速度达到0.5c时,差别就显而易见了。地球上过了1个小时,宇宙飞船中才过了52分钟。越接近光速,时间走得越慢。当宇宙飞船达到0.99c的速度时(即光速的99%),地球上1个小时的时间,宇宙飞船中只过了8分钟!在速度为0.999c时,宇宙飞船中才过了两分钟不到。也就是说,宇宙飞船中的时间是地球上的1/30。
奇怪的是,宇航员觉察不到这一点,对他们来说时间和平常一样。当宇宙飞船能够以光速前进时,飞向其他星球的时间将大大缩短。对宇航员来说,距离30光年的恒星仿佛只过了1年就到了,而地球上却已经过去了30年!
这趟旅行仿佛进入了时光隧道。当宇航员经过长途旅行重新回到地球时,他们只经过了两年的时间,但地球上却已经过去了60年。未来的宇航员必须接受的事实是,他们可能在一次空间之旅后再也见不到自己的亲朋好友。
而实际上,这类宇宙飞船不可能达到1c的速度。因为速度增加的同时,不光时间会发生变化,宇宙飞船的重量也会增加。当时间演进的速度是原来的1/30时,物质重量会变成原来的30倍。到那时,宇宙飞船的发动机必须不断提高功率,才能保证不断加重的飞船能继续飞行。越接近光速,发动机就必须产生越大的推动力。根据爱因斯坦的相对论学说,当达到光速时,宇宙飞船中的时间几乎停止不动。
然而,恒星之间的空间中氢气并不是特别多,一袋牛奶大小的空间可能只找得到一个氢原子,和地球上的大气相比,这个数量非常小。不过,宇宙中还是可能存在足够的可以用作燃料的氢原子。人类所需的只是一个能够捕捉到氢原子的火箭推进器,然后通过一个聚变器获得能量。由于宇宙中的原子数量不多,火箭推进器的吸入装置必须拥有几千米的直径。
如果成功制造出这样的推进器(很多科学家认为这是有可能的),飞行到其他恒星的时间就会大大缩短。宇宙飞船的速度越快,能够捕捉到的氢原子就越多。反之,氢原子越多,飞船的速度也越快。经过这个良性循环,宇宙飞船的速度可以不断提高,直到接近光速。
科学家用字母c来表示光速,即宇宙中的光以1c的速度运动,目前最好的宇宙飞船能够达到c的千分之一,即0.001c,代达罗斯空间探测器也许能达到0.15c。在这样的速度下,人们几乎感觉不到空间站里的时间比地球上过得慢——地球上过了1个小时(即3600秒),宇宙飞船则过了3582秒。
当宇宙飞船的速度达到0.5c时,差别就显而易见了。地球上过了1个小时,宇宙飞船中才过了52分钟。越接近光速,时间走得越慢。当宇宙飞船达到0.99c的速度时(即光速的99%),地球上1个小时的时间,宇宙飞船中只过了8分钟!在速度为0.999c时,宇宙飞船中才过了两分钟不到。也就是说,宇宙飞船中的时间是地球上的1/30。
奇怪的是,宇航员觉察不到这一点,对他们来说时间和平常一样。当宇宙飞船能够以光速前进时,飞向其他星球的时间将大大缩短。对宇航员来说,距离30光年的恒星仿佛只过了1年就到了,而地球上却已经过去了30年!
这趟旅行仿佛进入了时光隧道。当宇航员经过长途旅行重新回到地球时,他们只经过了两年的时间,但地球上却已经过去了60年。未来的宇航员必须接受的事实是,他们可能在一次空间之旅后再也见不到自己的亲朋好友。
而实际上,这类宇宙飞船不可能达到1c的速度。因为速度增加的同时,不光时间会发生变化,宇宙飞船的重量也会增加。当时间演进的速度是原来的1/30时,物质重量会变成原来的30倍。到那时,宇宙飞船的发动机必须不断提高功率,才能保证不断加重的飞船能继续飞行。越接近光速,发动机就必须产生越大的推动力。根据爱因斯坦的相对论学说,当达到光速时,宇宙飞船中的时间几乎停止不动。