星际旅行论文

星际旅行

在天文学中，我本人对星际旅行这一概念特别感兴趣。在地球环境污染日益严重的今天，寻找另一处代替地球的人类生存场所确有必要。而星际旅行就是探索类地行星，也是寻找星外生命的必经过程。所以我想在本次论文中，就星际旅行的概念、星际旅行的手段、星际旅行的可行性、对星际旅行的畅想等方面进行些讨论与发表一点自己的看法。

关于星际旅行的概念，其实我在网络上并没有查到关于这个天文学名词的准确、统一、权威的大家都公认的定义。但从字面意思释义也很简单，就是在各个星球之间的旅行。说是“旅行”，其实只是为了描述并不强求这样行为的探索目的，而更加注重于过程。所以星际旅行也就是指人类在星球与星球，星系与星系之间进行旅行

但凡有基本天文常识的人，都明白星际旅行存在一个巨大的问题就是，出发地和预定目标地距离遥远。举个例子，假如乘坐人类迄今为止最快的星际探测器——美国的“旅行者1”号探测器——以每秒17千米的速度离开太阳系，人类将在7.4万年后才能到达比邻星。所以在目前的科学水平上，毫无疑问，星际旅行是不可能实现的。而要进行星际旅行，在天文学和物理学上关于旅行手段也就是所谓的旅行方式、交通工具，已经有提出了许多的猜想，并逐渐在理论上完善以及评估其可行性，在这里我就简要介绍其中较为著名的几点吧。

其一是“人造黑洞”飞船，对于星际旅行者来说，如果你乘坐“人造黑洞”飞船以接近光速的速度飞行，那么时间将会变慢，你的衰老速度也将远远小于你在地球上的家人和朋友。

美国堪萨斯州立大学的数学家路易斯·克兰提出了他的星际飞船设计方案——用“人造黑洞”作为星际飞船的动力120世纪70年代，英国理论物理学家斯蒂芬·霍金就论证出了黑洞并非全黑，当其中的物质转化为亚原子粒子团时，黑洞便会“蒸发”，从而出现霍金辐射。霍金辐射包含所有种类的亚原子粒子，但最主要的是伽马射线光子。克兰相信，霍金辐射将可以成为星际飞船遨游银河系的主要动力源。

根据克兰的方案，创造“人造黑洞”需要将庞大的能量聚集到很小的范围内。他建议用一个宽达250千米的太阳能板为一个巨大的伽马射线激光器充电，这个庞大的太阳能板运行在距太阳数百万千米远的轨道上，它需要花1年时间来吸收能量，最终在激光的焦点位置会形成一个黑洞。由此产生的“人造黑洞”将重达数百万吨，但体积却只有一个原子核大小。科学家接下来要做的事，就是设法将这个“人造黑洞”置入星际飞船后部一个抛物面镜的焦距内。

根据科学家的理论，小型黑洞散发出的霍金辐射要远远超过恒星质量的大型黑洞。克兰根据黑洞公式推算出，一个重约100万吨的黑洞将会成为星际飞船完美的能源：它既小到可以产生足够的霍金辐射来推动太空船，同时它的质量也足以确保其不会在100年内消耗殆尽。100万吨的“人造黑洞”将是一艘黑洞飞船所需动力的最佳平衡点。

其二是“太空驱动”，将之作为星际旅行交通工具的驱动力。

“太空驱动”可以定义为一种理想化的推进形式，利用质量和时空的基本特性在太空的任何位置创造推进力，无须携带或排出反应物质。这样一来就绕过了对推进剂的需求，这对空间旅行来说意味着一场革命。米利斯模拟并分析了各种太空驱动假设以发现并解决其中具体的问题，使这些方案能够合理可行。

另一种驱动力理论是阿尔库-比埃尔“曲速引擎”。

尽管狭义相对论认为，在时空内任何物体的速度都小于光速，但时空本身的运行速度是个未知数。让我们做一个类比：假设你在航空港的一条移动的人行道上，阿尔库-比埃尔“曲速引擎”就如同这一条移动的人行道，尽管我们的步行速度是有限的（类似于光速限制），但是如果你在移动速度比自己步行速度更快的陆地上会怎样（类似于时空模块移动）？

其实关于扩充时空这个理论早已提出，根据暴张宇宙的观点，人们认为，在大爆炸初期

时空扩充的速度比光速更快。因此，如果大爆炸时时空扩充的速度比光速快，为什么不用于“曲速引擎”？但至今认为论证其科学性。

我本人在中国知网上阅读到辽宁科技大学刘声远教授的《星际旅行狂想曲》（该文讲述太阳系以外的星际旅行），该篇文章中就提到了曲速引擎。而我们所熟知的美国著名科幻片《星际迷航》即是通过曲速驱动，进行飞船的星际旅行。这也侧面证明，曲速引擎的理论正在被人们逐渐接受。

而该文中还提出了一个想法，即是让星际旅行的导航指令脱离或者减少地球的依赖，使之直接以宇宙间特定的中子星x射线作为导航信号，既提高目标地定位的精确性又提高其稳定程度。可集中精力于保持同地球的联络通信上。但当然，这种方法也有其限制性与缺点。

而星际旅行假设实现，在这个过程中，也依然面临诸多问题。