到比邻星要多久，人类何时能去那个三体世界一观？

来源：互联网 2024-11-10 22:15:32 版权归原作者所有，如有侵权，请联系我们

《三体》小说描述的三体世界，是以比邻星为背景的，那里有三颗太阳，比邻星是其中最小的一颗，也是距离我们最近的一颗恒星。那里的大致环境状况我在上篇文章《现实中的三体世界在哪里，会与科幻小说描述一样吗？》已有阐述，这里就不展开说了。

海内存知己，天涯若比邻。从银河系尺度来看，比邻星就是我们太阳系最近的邻居，也将是人类走向恒星际的第一站，由此人们对那里充满了兴趣，天文学家们一直在持续不断的对那里进行了观测，截止到2022年2月份，发现比邻星至少有3颗行星相伴，而且在其中的两颗上可能存在液态水和生命。

实际上，现在用最大最强的天文望远镜，也只能看到这颗红矮星昏暗的亮点，更别说看到比恒星小十数万倍的行星了。现在对比邻星及其行星的了解，是通过观测其光谱变化，科学分析和建模得到的，还只是一个假设和猜想，要真正证实这个三体世界的样子，还得要派出探测器或载人飞船到那里一观。

可惜，这颗恒星虽然距离太阳系最近，也有4.22光年，也就是约40万亿公里，凭着人类航天技术，对于这种恒星际尺度还是可望不可及。那么人类何时能够到比邻星一观呢？我们来分析了解一下。

先了解一下目前人类的宇航水平

人类制造发射的无人探测器飞行最远的叫旅行者1号，这艘由美国NASA于上世纪70年代发射的探测器，在太空孤独的飘荡了45年，现在已经到达距离我们238亿公里的太阳系外围，前几年就飞越了太阳风顶层，接触到了太空星际等离子体，可以说已经进入了星际空间。

但太阳系的范围被普遍认为是一个半径1光年左右的球体，这个球体边缘包裹着一个彗星外壳，叫奥尔特云。当然这还是假设，而且这个外壳远没有人们想象的那么密集，总体是很稀疏的，稀疏到观测太阳系外的宇宙空间毫无遮挡，探测器想要撞上一颗小行星或彗星比中彩票大奖的概率还要小很多。

旅行者1号目前的速度为每秒约17公里，凭着这样的速度，要飞出太阳系的奥尔特云带还需要17600年，要飞到比邻星需要74000多年。

现在飞行最快的人造探测器为帕克太阳探测器，它依靠行星和太阳引力加速，现在的飞行速度已经达到每秒100公里以上，到2024年12月底，帕克探测器将在距离太阳仅600万公里的高温日冕中掠过，届时速度将达到每秒200公里。

如果造一艘这种速度的探测器飞往比邻星，需要1500年。

而且，这些探测器都是无人探测器，如果要改成载人宇宙飞船，还有许多无法克服的难关，如动力、燃料、生命保障系统等等。即便这些能够克服，一来一回也需要3000年，这得选拔多少童男童女，在遥遥征途中传宗接代多少代，才能够归来啊。

即便能够归来，地球早就物是人非了，谁知道谁啊。

结论：凭着人类现在的航天速度，前往比邻星考察是完全不可能的。

那么，未来什么时候有条件前往比邻星呢？

人类的足迹目前还只到达过距我们平均约38.4万公里的月球，无人探测器已经光顾过太阳系所有行星和部分矮行星、小行星，飞得最远的无人探测器还只有237亿公里，如果折算成光年只有0.0025光年。因此，这点距离与比邻星4.22光年距离完全不是一个数量级。

人类多久能够前往比邻星考察呢？据目前世界一些航天计划来看，大概需要100年。

这个让人类有望飞出太阳系，走向深空的计划叫“百年星舰”计划，是老美的NASA（航空航天局）和DARPA（国防部高级研究计划局）联合开发的一项宇宙探测计划，目标是在百年内让人类飞跃太阳系，抵达其他恒星系统。

这个计划的关键是要设计制造出一艘适合星际旅行的太空船，网上披露的信息有：星舰设计整体重达5万吨，由核聚变能源驱动，能达到12%光速的速度在太空飞行；更激进的研究计划认为，星舰最终的速度要达到四分之一光速。

如果达到光速的12%，前往比邻星也需要至少35年时间，如果探险者出发时是20岁，回来时至少也有90岁了；如果达到光速四分之一，到比邻星就只需要16年多点，来回有40年就足够了，这样一个20岁的探险者前往比邻星回来后，年龄才60岁，还是正当年呢。

因此，只有将飞船速度提升到光速的五分之一以上，加上人类寿命的提升，才能在一代人之间完成一次比邻星往返之旅。有人担心在这种高速飞船中时间膨胀效应，会不会回来后物是人非呢？

这种担忧是多余的，因为时间膨胀效应在非常接近光速时才显现得很明显，25%光速时间膨胀效应只有约1.03倍，也就是说，飞船中的人比地球人时间会慢3%，这样4.22光年距离来回探险者们花了33.76年，地球人过了34.77年。

也就是在地球家园的人们只会比乘坐25%光速飞船的探险者们老了1岁，这点年龄变化在六七十岁的人们基本看不出来，只是由于各自经历的环境不一样，会对人的面貌影响更大。

百年星舰计划获得时任美国总统克林顿的支持，于2012年9月13日正式启动。后来，这项计划还沸沸扬扬了一阵子，飞船想象图和首任船长都出台了，但近年来却鲜有消息，是在低调秘密的进行，还是搁浅了，不得而知。

此外还有英国上世纪70年代提出的代达罗斯计划，以及老美提出的猎户座计划，都是建造高速飞船或无人探测器，前往比邻星等附近恒星系统的计划。前者被认为由后来启动的百年星舰计划继承，后者是采用核弹连环爆破方式加速探测器，由于资金短缺以及对核弹污染环境争议很大而废弃。

那么，只有百年星舰计划还没有正式宣布停滞或失败，这是世界上迄今为止唯一已经启动的载人深空远航长远规划，如果能够成功，人类很可能将在本世纪末飞出太阳系，飞向半人马座的比邻星。

无人探测器会早一些到达比邻星吗？

著名的物理学家、科普作家霍金在生时，启动了一项叫突破摄星的计划，这个计划的核心就是发射一系列迷你探测器前往比邻星。

霍金团队的设想是，制造1000艘迷你探测器，这种探测器只有指甲盖大小，是一种质量为克级的晶片，上面安装有迷你摄影机、光子推进装置、动力系统、导航和通讯设备。这种探测器用火箭一次就能发射1000艘。

当火箭将这些探测器发射到地球轨道后，探测器就会张开巨大的光帆，这时，地球上安装的高能激光阵列将精准照射光帆，为光帆加速。经过间歇性持续加速，最终将光帆载着的探测器加速到光速的20%，也就是秒速6万公里。

这样，只要21年就能到达比邻星，拍摄和探测那里的情况再发射回来，电波传递4.22年就到达地球，人类就知道那里的基本情况了。

但事情并没有想象得这么简单，许多中外科学家认为，这个计划本身实现的可能性不大。首先，这么小的一艘探测器，要搭载摄像设备、动力系统、推进装置、导航和通讯设备，目前的技术是难以实现的；第二，激光推动光帆达到光速的20%，也是天方夜谭，因为要将1克物体加速到光速的20%，至少需要400多吨TNT炸药的能量，地球发射的激光还要经过大气层的衰减，不可能形成这种能量。

还有，4.22光年距离，需要极为精准的导航和方向调节系统，失之毫厘谬以千里，稍有差池这些探测器就会不知所踪；而这么远的距离，通讯传输要强大的功能，小小的迷你探测器上的通讯设施能做到吗？