高峰
人類自誕生之日起,就執(zhí)著于追求更快的速度。文學名著中也不乏這方面瑰麗而浪漫的描述,最典型的就是中國古典名著《西游記》中“孫悟空一個筋斗十萬八千里”。目前,人類最快的飛行速度為39897公里/小時,這一紀錄已保持了47年,那么,它什么時候會被打破呢?人類最終能以多快的速度遨游太空?
超越速度極限已不足夢想
目前,人類的飛行速度紀錄由美國國家航空航天局(NASA)參與“阿波羅10號”探測任務的三位宇航員所保持。1969年,“阿波羅10號”從發(fā)射起點抵達太空終點時的速度高達39897公里/小時。
我們知道,光在真空中的行進速度約為10億公里/小時,那么,我們能否安全地填補目前飛行速度與光速之間的巨大鴻溝?
答案是肯定的。因為速度——也就是運動的快慢,對于我們的身體本身而言并不存在什么極限,只要我們持續(xù)不斷地朝著一個方向加速前進就行。
斯蒂芬·霍金就曾經(jīng)表示,有朝一日人們有可能制造出飛行速度接近光速的飛船,理論上可以達到每小時6.5億英里,而這種飛船上的時間流逝速度則會相對較慢,因此,人們能搭乘這種飛船造訪遙遠的星系,實現(xiàn)夢寐以求的星際旅行夢想。
三種方案讓太空飛行速度更快
為了讓人類前往火星甚至更遙遠太空的飛行速度更快,科學家們意識到,他們需要另辭蹊徑,采用新的方案。
第一種方案是核裂變,也就是分裂原子,就像在商業(yè)核電站中發(fā)生的那樣。第二種方案則是核聚變,在核聚變反應中,核子被迫進行聚合從而產(chǎn)生巨大的能量——給太陽提供能量的正是這一反應。盡管我們心急如焚,但人類目前還未能完全掌控這項技術。
當然,最強大的推進方案是第三種,也就是利用反物質(zhì)的湮滅實現(xiàn)推進。
物理學原理已經(jīng)闡明,當普通物質(zhì)與反物質(zhì)相遇時,將會彼此湮滅,正反物質(zhì)的質(zhì)量將全部轉(zhuǎn)化并釋放出巨大的能量。就目前所知道的所有物理反應而言,這是效率最高的,這種湮滅釋放的能量巨大,是氫氧化學反應的100億倍、太陽核心熱核反應的300倍。一片阿司匹林那么大的反物質(zhì)同物質(zhì)湮滅產(chǎn)生的能量足以讓一艘飛船巡弋數(shù)百光年。據(jù)科學家測算,以反物質(zhì)為動力,飛行器在宇宙空間中可以光速的70%飛行。而且,反物質(zhì)發(fā)動機的好處是反物質(zhì)的湮滅可以自發(fā)產(chǎn)生,不需要像核發(fā)動機中的核反應那樣需要許多條件,所以就不需要很大的反應堆,從而減輕飛船的重量。
今天,粒子物理學家們已經(jīng)實現(xiàn)了對反物質(zhì)的少量制造和儲存,但要想制造出有實用意義的大量反物質(zhì)粒子仍然需要等待下一代新型設備和技術的問世,而將其轉(zhuǎn)變?yōu)閷嶋H的飛船推進技術,也將是對人類工程學技術的極大考驗。