“半人馬”座可能存在類地行星
美國加利福尼亞大學的科學家日前稱,在距離地球4.37光年外的“半人馬座”,很可能存在著一顆適宜生命的類地行星。由于人類的壽命有限,如果他們想要前往這顆行星上生活,那么他們通過什么方式才能夠順利抵達這顆類地行星呢?
科幻小說作家、美國宇航局物理學家杰弗里-蘭迪斯稱,這顆新發現的類地行星距離地球約4.37光年,這一距離是地球到太陽距離的27.6萬倍,因此這一星際航行將異常艱難,依靠傳統火箭是絕對不行的,因為它們的最大速度只有約每小時28300公里。假如用傳統火箭攜帶太空飛船上天,那么將需要約16.5萬年的時間才能抵達半人馬座阿爾法星。蘭迪斯說,傳統火箭的問題在于無法攜帶足夠的燃料。
利用反物質提供動力
或許反物質發動機可以被用來提供動力,其動力來自于反物質與物質相互湮滅時釋放出的巨大能量。然而,這種反物質發動機的問題在于如何在航行中產生足夠多的反物質并將其儲存下來。蘭迪斯說:“目前,所有制造反物質的方法都需要大型粒子加速器,并且產生的反物質還為數不多。此外,如果要儲存一克反物質的話,則需要一噸磁鐵。儲存大量反物質的想法聽上去非常輕松,但是實施起來卻不那么輕松了。這個設想目前還未被推翻,一點反物質就可以幫我們一個大忙。”
英國著名物理學家施蒂芬-霍金此前曾表示,人類未來必將會離開太陽系尋找別的可生存行星,反物質能源將是星際旅行中飛船的主要動力。霍金說:“如果我們使用阿波羅任務中的化學燃料,飛抵最近的恒星需要5萬年。這一時間太長了,因此科幻小說中常常有時空穿越的描述。不過,這一想法違背科學定律,因為不可能有物體的運動速度超過光速。不過,我們仍可以在科學定律的限制下找到辦法,即利用物質/反物質對沖產生的能量,使飛船達到亞光速。這樣我們僅需六年就能夠飛抵最近的恒星,這一時間對于星際旅行者來說還可以接受。”
盡管從原理上來說,科學家可以冷凍反氫,從而回避磁鐵需求問題。但蘭迪斯表示,一旦有些微反氫漏出并碰到四壁,就可能產生大量熱量,結果加熱冷凍的反氫,導致災難性后果。然而,科學家們可能可以在星際太空船中利用反物質,引發核反應。反物質推進被看作是恒星際航行中極有前途的方式。根據著名的愛因斯坦相對論能量定律,物質和能量不僅是聯系著的,而且質量和能量是不可分割的,質量可以全部轉化為動能。由此利用物質——反物質湮沒反應能把質量全部轉變成動能,因此最大限度地發揮了物質的潛能。
通過電磁場吸收純氫
物理學家羅伯特-布沙德提出的一個設想就使用電磁場,通過吸收氫來為核動力火箭提供燃料。科學家們把核燃料做成很多細小的顆粒--“微型氫彈”,然后通過激光或者粒子束加熱到極高溫度并引起微型氫彈爆炸,產生的沖擊波和粒子流將形成反作用推力。逐個點燃“微型氫彈”可獲得脈動式的持續推力。不幸的是,布沙德的這種噴氣引擎可能無法工作。蘭迪斯說:“星際媒介并不如布沙德想像的那么密集。到目前為止,所有嘗試設計某種噴氣引擎的想法產生的都是后拖力而不是后推力。況且,我們并不真正了解如何利用星際中的純氫作為聚變燃料。實驗室中的聚變燃料使用的是氘-氚或帶氦3的氘,而對于聚變反應中的純氫,我們不得要領。這個主意雖然不錯,卻不現實。”
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