在未來的幾十個世紀內(nèi),人類將開始進行恒星間的旅行,人類不僅會在太陽系中“航行”,還將沖出太陽系,在銀河系中“遨游”。
建立人造行星
恒星間旅行需要建造一艘巨大的飛船,實際上是一艘運行的人造行星,它要在沒有太陽的環(huán)境下至少生存一萬年。這艘飛船的建造大約需要花費150年之久。在建造期間,數(shù)千億噸的燃料和建筑材料需要運送到地球近地軌道,并在那里進行安裝,飛船最初的質(zhì)量必須在1000億噸左右(相當于2000萬艘超級油輪)。
為什么飛船必須建得如此之大呢?因為,按現(xiàn)有的宇宙速度,越過最近的星系——半人馬座α星,也需要500年~1000年的時間。因此,這種旅行要經(jīng)過幾十代乃至上百代人的延續(xù)。大量的人口是保持遺傳和文化的長期穩(wěn)定性的一種途徑,在這假設(shè)的飛船達到目標時,它將裝載一億以上的人口。
這艘飛船的實際形狀可能像一個煎餅或者圓盤,直徑約為500千米。扁平狀飛船的作用在于提供數(shù)億平方米的表面積,在上面分布有推沖器和燃料,表面積最大的方向?qū)χ\動方向。生活區(qū)、工廠、商店、醫(yī)院等別的建筑采取模塊化、分格式設(shè)計,可以有效地減少由于碰撞、空氣泄漏和別的災(zāi)禍帶來的損害。
飛行的時間
在旅行開始之初,一艘1000億噸的“人造行星”幾乎有一半是由“反物質(zhì)”組成的?!胺次镔|(zhì)”為飛船提供了一半的燃料,它與飛船本身結(jié)構(gòu)的物質(zhì)進行反應(yīng),從而為飛船提供巨大的動力。它供給飛船足夠的熱量,為飛船上的工業(yè)和交通運輸提供了能源。
這艘巨大的人造飛船有100臺發(fā)動機,它每秒鐘所產(chǎn)生的能量,差不多等于目前全世界所有核武器庫存貯的總能量;每10秒鐘,發(fā)動機能量的輸出等于現(xiàn)在整個人類每年所需要的能量。
分布在飛船“底部”的發(fā)動機將提供5000年不間斷的推力,使飛船逐漸加大到巡航速度。以這樣的速度飛行,飛船能在一年內(nèi)飛越太陽系,約100年后能飛到最近的恒星,約500年左右的時間可到達銀河系的邊緣,到達銀河系的中央大約需要1000年。
遇到的問題
在計劃這次航程的社會問題時,需進行多方面的考慮,其中文化的穩(wěn)定性,飛船上的社會要記住它從哪里來,要到哪里去,這是至關(guān)重要的。在這么長的時間里,哪一種政府能夠保持長期的穩(wěn)定性?文化能夠有意識地保持其長期的穩(wěn)定性嗎?這些都是科學(xué)家們面臨的問題。
當飛船到達目的地的鄰近地區(qū)時,飛船開始進入100年的減速期。飛船的速度要減慢下來,與半人馬座α星圓盤邊緣附近的某些看起來閃閃發(fā)光的星星的速度相適應(yīng),這些星星至少已經(jīng)穩(wěn)定了100萬年之久,它們是地球人類到達的第一個目的地。
旅行的相對論
在“遨游”太陽系時,愛因斯坦的相對論在指導(dǎo)著宇宙旅行。在經(jīng)典力學(xué)中,度量時間的尺度是不變的。而相對論則認為,我們周圍的空間和時間都不是絕對不變的,它們往往是隨著物體的運動而變化的。當一個物體在高速運動時,長度在收縮,時間在膨脹。假如飛船速度很高,人的呼吸、血液循環(huán)以及思維活動等都要減慢2000多倍。在飛船上度過12個小時,地球上就要經(jīng)過3年之久,就像神話中的“天上一日,地上三年”。所以,飛船的速度接近光年時,可以把幾萬年的事情在幾小時內(nèi)完成。這是相對論的奇跡,它向我們展現(xiàn)了人類生命所蘊藏的巨大的神奇力