星際旅行可能使用外部能源

         星際旅行更可能使用外部的能源。在一些研究者看來，某種類型的光帆將是人類星際旅行的最佳選擇

北京時間1月13日消息，據國外媒體報道，費米悖論指出了一個顯而易見的矛盾——宇宙是如此之大，而允許生命在地球上演化的物理定律在宇宙中任何地方都是一樣的，因此宇宙中一定充滿了生命；然而，到目前為止，我們還沒有發現任何太陽系外生命存在的證據。

考慮到人類現有的技術水平，我們能夠探測到外星智慧生命的唯一方法是等待這些生命來到太陽系，或者發現他們來過太陽系的證據。到目前為止，還沒有任何令人信服的證據表明外星人造訪過地球。那么，外星人都在哪里呢？

對費米悖論的解釋有很多，其中不乏可取之處。例如，一個非常有說服力的解釋是：星際旅行真的很難。絕大多數描述超光速旅行的科幻小說很可能是錯誤的。在這些幻想故事中，超光速飛船是跨越多個世界的必要情節設定，但現實情況卻截然不同。

目前還沒有一種可行的，甚至只存在于理論上的超光速飛行方法。蟲洞幾乎肯定是行不通的。超空間或多維空間也不行，曲速引擎、跳躍飛船等更是遙不可及。愛因斯坦的理論還沒有被否定，目前我們所知的物理學定律似乎完全不允許超光速旅行。當然，宇宙中可能存在一些我們所不知道的東西，能夠讓我們進行超光速旅行。但這似乎不太可能。而且，即使這在理論上是可能的，也極有可能需要令人難以置信的先進技術，也需要用到大到令人無法想象的巨量能源。

因此，費米悖論的一個簡單解釋是，超光速旅行是不可能的，再多的科學或技術進步也改變不了這一點。因此，即使是先進的外星文明也必須滿足于亞光速旅行。這意味著什么呢？首先，這意味著即使是到達最近的恒星系統也要花費數年的時間。距離地球最近的是半人馬座三合星系統，大約4光年遠。如果我們的平均速度是0.5倍光速，那將需要8年的時間。即使是最先進的星際飛船，這樣的速度可能已經是最理想的狀態了。

那么，什么樣的飛船在理論上可以進行星際旅行？我們現在只能推測。很明顯，這樣一艘飛船不應該自己攜帶燃料來完成星際間的長途飛行?；鸺匠滩辉试S這樣的情況——你必須攜帶足夠的燃料來推動燃料，而這又要求更多的燃料，以此類推。對于長距離星際飛行，火箭方程會受到極其苛刻的燃料限制。唯一可行的燃料來源似乎是反物質，因為反物質湮滅能釋放出大量的能量，如果能有效利用這些能量，就能提供推進動力。即使我們能做到這些，前往距離相對較近的恒星系統也需要幾年到幾十年的時間。

星際旅行更可能使用外部的能源。在一些研究者看來，某種類型的光帆將是人類星際旅行的最佳選擇。另一個選擇是所謂的巴薩德沖壓發動機（BussardRamjet）。這是物理學家羅伯特·巴薩德在1960年代構想的一種航天器推進設計，利用巨大的電磁場吸收星際物質中的氫，使其壓縮到足以發生核聚變的程度；物質轉變所產生的巨大能量將透過磁場導引至發動機的排氣方向，利用反作用力的原理推動飛行器加速前進，進而達到星際飛行的目的。然而，最近的一項研究重新計算了這種發動機需要多少資金才能發揮作用，結果非常悲觀。據估計，這樣的飛船需要一個直徑1.5億公里、深度1個天文單位的磁場，而飛船本身承受的壓力也將非常巨大，這將使飛船的最終速度限制在光速的20%左右。

因此，即使是一個極為先進的文明，也可能只會制造出一艘達到光速20%到50%的星際飛船。另一方面，這需要大量的資源，使星際旅行變得沒那么有吸引力。

此外，如果你想在星際空間中運輸活體生物的話，挑戰的難度將提高好幾個數量級。最大的問題是宇宙射線，其中的高能粒子會不斷地傾瀉在星際乘客身上。這對于長期的星際旅行而言尤其危險。目前，我們還沒有抵御宇宙射線的技術，因為這些射線的能量太大了。有效的防護盾可能會非常厚，因此也會很重，使得星際飛船在加速時需要耗費更多的資源。當然，你也可以用一個強大的磁場作為防護，但這需要更多的能量，而這些能量必須以某種方式產生——我們又回到了火箭方程。

當然，我們也并非不可能找到一些優雅的方案，來解決所有這些問題。但現實地評估星際旅行具有多么高的挑戰性，會讓我們遠離科學幻想（科幻作品在很大程度上忽視或神奇地解決了所有這些問題），讓事情變得更加清晰。當我們完全理解這其中的巨大挑戰后，就會得出結論：即使是先進的外星文明也不可能在星系中遨游，或者根本就不會這么做，這一點是可以說得通的。

因此，一些科學家提出，先進的外星文明可能不會費心將有機物質送上星際之旅。相反，他們將發射能夠承受宇宙射線或巨大加速度的機器人探測器，能夠在沒有食物和水的情況下存在數千年。簡而言之，派遣機器人進行星際旅行要比派遣生物（顯然這里說的是人類）簡單好幾個數量級。這其中涉及的物理學問題仍然極具挑戰性，但有關如何確保人類生存的問題都會迎刃而解。那么，我們為什么還沒有發現外星探測器呢？如果一個先進的文明存活了足夠長的時間，擁有這樣的技術，他們應該有數百萬年甚至數十億年的時間，用機器人對宇宙的其他部分進行探測。這些機器人為什么沒來？

可能的答案有很多。一種解釋是，外星探測器已經造訪過地球，也許造訪了很多次，但現在沒有。也許它們進行過飛掠地球的任務。另一種可能是，它們就在地球上，但未被我們發現。它們可能被加了設定，不會讓任何潛在的智慧生物發現它們的存在。很明顯，如果外星探測器存在的話，它們的技術優勢肯定高于我們，因此可以很容易做到不被我們發現。也有可能外星人不會費心向太陽系發送探測器，至少最近沒有。我們不能假設任何外星智慧物種會有和我們一樣的行為和意圖。他們可能對探索其他恒星系統沒有興趣?；蛘?，他們會把不干涉原則放在首位。當然，也有可能在銀河系中還沒有出現這樣的文明，我們可能會是銀河系第一個星際文明。

無論如何，當我們對星際旅行的困難和成本進行適當評估時，費米悖論就不再是一個悖論了。即使對最先進的外星文明來說，星際旅行很可能也很難實現。這或許會讓科幻迷們失望，但在短時間內，我們確實很難沖出太陽系，更不用說銀河系了。