为什么有人说人类永远走不出银河系「美国宇航员被困太空」

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为什么有人说人类永远走不出银河系

随着科技的发展，我们人类也实现了“飞天的梦想”，对宇宙的了解程度也越来越深。

到目前为止，除了成功登上月球，距离我们最远的航天器旅行者1号也已经飞行到了距离地球200多亿千米之外的位置，未来人类在宇宙中探索还会继续前进，那么人类有可能走出银河系吗？

对太阳系的认识历程

先来说一下太阳系，在天文望远镜还没有发明之前，我们对太阳系边界的认知只能到土星，所以那个时候大家认为土星轨道就是太阳系的边界。

后来在1781年威廉谢赫尔发现了天王星，太阳系的边界就自然的拓展到了天王星轨道；到了1846年海王星又被发现了，而太阳系的边界就又拓展到了海王星轨道。

1930年克莱德汤泊发现冥王星以后，太阳系的边界再次向外拓展，拓展到了冥王星轨道；后来上个世纪末随着人们对柯伊伯星带的研究不断深入，太阳系的边界又被拓展到了柯伊伯星带的边缘……

根据目前的观测数据，科学家们普遍都认为太阳系的范围是以奥尔特星云为边界的。奥尔特星云是一片包裹着整个太阳系的球体星云，主要由冰质天体组成，其半径约为1光年。

旅行者一号

旅行者1号是截止到目前为止，人类发射最为成功的一艘探测器，在1977年9月5日发射升空，时至今日它在太空的总飞行距离超过了200亿公里，突破了太阳的日光层，厚度约为0.5天文单位。

但日光层只是位于柯伊伯带之中的一部分，柯伊伯带的直径为500个天文单位，即750亿公里，而且在柯伊伯带的外面还有一个奥尔特云，距离太阳大约50000~100000个天文单位，被认为是太阳引力和附近恒星引力的交界点，直径大概在2光年的范围。

换句话来说，人类要想飞出太阳系，只有离开奥尔特星云才算得上是彻底离开了太阳系。目前飞的最远的探测器是旅行者一号，当前速度为17km/s，但还需要2万年的时间才能飞出奥尔特云。

所以仅仅是飞出太阳系，对于目前的我们来说，毫无疑问是不可能的事。即便人类的探测器可以达到第三宇宙速度（从地球表面发射的航天器摆脱太阳引力作用所需的最小初速度，大小约为16.7千米/秒），要想逃离太阳系所需时间也是漫长的。

银河系

与太阳系相比较而言，银河系简直是太大了！目前认为银河系的直径在10到16万光年左右，而光年是衡量宇宙空间的一种距离单位，是指光（光的速度为30万千米每秒）在真空中一年所走过的距离。

银河系最少由2000亿颗恒星组成，具有巨大的盘面结构，有一个银心和四条旋臂，由恒星、灰尘和气体构成，盘旋在银河系中心，旋臂之间相距4500光年，而太阳系就位于银河系的一个猎户臂上，距离银河系中心大约2.6万光年，我们的地球又只是太阳系的一颗行星。

由此可以发现，我们人类要想在飞出太阳系都是十分困难的，更何况是银河系呢！

那么人类为什么不可能走出银河系呢？

首先是宇宙飞船的燃料问题，人类目前只能依靠化学燃料作为宇宙飞船的动力来源。但化学燃料的效率非常低，一枚火箭的90%质量都被化学燃料所占用。

最后飞行器的速度还不高，而且要想走出银河系就需要很多燃料去支撑宇宙飞船的系统，唯一的方法就是用可控核聚变技术来解决能源问题，但显然这种技术在短时间内并不能实现。

根据主流理论，宇宙大爆炸之后，宇宙是在不断膨胀的，而在宇宙膨胀的过程中，银河系也在不断地扩大。

宇宙飞船的速度问题，目前人造物体的最高速度为帕克号太阳探测器的220km/s，但这个速度是靠金星引力弹弓换来的，并非发动机加速，连光速的千分之一都达不到，一光年的距离，我们的飞船都要飞几万年。

总而言之，宇宙实在是太大了，距离都是以光年为基本单位，所以说光速与宇宙相比简直是太普通了，以光速飞行我们都需要几万年的时间才能飞出银河系，但还有重要的问题，人类的寿命是有限的。

退一万步讲，就算离开银河系，由于光速的限制，通讯的时间又会翻倍，人类寿命太短了根本是不可能完成的事情，这样看来人类有可能会被限制在银河系内。

遇事不决，量子力学，量子君来回答这个问题。

只能说，以目前人类太空飞行技术，看起来是没有走出银河系的希望。可我们还是要有梦想，寄希望于人类航天技术飞越的未来。

银河系是我们太阳系所在的巨大星系，由上千亿颗太阳这样的恒星组成，据我国郭守敬巡天望远镜的观测，银河系的直径约为20万光年。也就是想要穿越银河系，即使是以光速，也需要20万年。从上图可以看到，太阳系在银河系中的位置，太阳和它的行星小伙伴们绕着银河中心运行，每一周期所需时间约为2亿年。

对于以万光年计算的距离，以光速都要飞行数万年，这对人类来说，简直无法想象。目前人类发射的旅行者系列飞船是地球上发射最快的飞船，也只能以光速万分之一的速度飞行。想要到达离我们最近的恒星，也需要4万年的时间，想要跨越具有千亿颗恒星的银河系，目前确实是天方夜谭。

人类的航天技术也在不断精进，目前可以期望的是未来百年内，通过核聚变实现光速十分之一的速度，这样只需要几十年，就可以到达半人马座恒星。至于更高速的飞行，就只能是存在于理论之中了，也许人类通过上万年的科技发展，能够达到接近光速的航行，但这对银河系以万光年计算的尺度来讲，也是难以跨越。

上面讲了，即使是人类实现了接近光速的航行，面对银河系的浩渺，也需要万年的飞行时间，这听起来也很可怕。路途太远，只能找出捷径，抄近路。好在爱因斯坦提出有虫洞一说，这种可以连接太空中遥远地点的假想通道称为“爱因斯坦-罗森桥”，被各种科幻作品广泛引用，透过虫洞，人类可以实现太空中的瞬间移动。

但虫洞目前只是爱因斯坦理论上的预言，是否存在，如何启动虫洞，人类都还一无所知。但考虑到爱因斯坦预言的引力波，黑洞，最近都不断在实验所验证，我们就深信爱因斯坦的虫洞早晚也可以实现吧。

宇宙无限之大。以后地球上的人将会走出银河系，去漫游超强的银河天堂。旅行广浩的森林天空。遨游太空天际宇宙。

最后，只先能得到一个认识，然而对银河系有着更进一步的了解和探索，深透地得知银河系的整个真相和它的未知世界。

38万公里之外的月球是人类目前去过最远的地方。随着宇航科技的发展，人类在宇宙中能飞多远？我们在未来可以飞出银河系吗？为什么有人会说人类永远无法飞出银河系呢？

探索宇宙，飞向星辰大海，这一直是人类美好的愿望。但宇宙实在太大了，人类或许会被限制在银河系中，很难在宇宙中飞得更远。

目前，人类只能依靠化学燃料作为宇宙飞船的动力来源。但化学燃料的效率非常低，一枚火箭的90%质量都被化学燃料所占用，最终也只能让小小的宇宙飞船加速到每秒十几公里的速度。虽然这个速度可以让宇宙飞船飞出太阳系，但却要耗费极为漫长的时间。

旅行者1号以17公里/秒的速度飞向星际空间，等它飞出太阳系时，已是1.8万年之后。这还只是半径1光年的太阳系，考虑到银河系盘面的直径至少为10万光年，就连银盘的厚度都有2000光年，秒速十几公里在浩瀚的宇宙中犹如蜗牛爬行。

事实上，如果没有持续的动力，每秒十几公里的速度根本飞不出银河系，这是因为第四宇宙速度高达550公里/秒。也就是说，包括旅行者1号在内的任何一艘宇宙飞船都无法飞出银河系。

然而，即便未来通过核能可以让宇宙飞船的速度加速到第四宇宙速度，飞出银河系的时间仍然至少需要几百万年，这样的星际旅行对于寿命只有百来年的人类而言根本不现实。当然，有些人可能会想到通过低温冷冻进行冬眠，但飞船上需要持续提供几百万年的能量，这是不现实的。而且离开银河系之间，星系际空间非常广阔，去往其他星系需要更长的时间。

因此，为了实现星系际旅行，需要解决时间的问题。根据相对论，时间在运动参照系中流逝更慢，通过时间膨胀效应，星系际旅行是有可能实现的。

通过计算可知，如果宇宙飞船的速度能够达到光速的99.999999999992%，飞到250万光年外的仙女座星系只需1年的时间。但对于地球上的人来说，宇宙飞船需要大约250万年的时间才能飞抵仙女座星系。

不过，这只是理想的情况，因为让宇宙飞船在短时间内加速到亚光速的状态，需要非常大的加速度，这是人体所无法承受的。

我们在地球上长期受到1g的重力，我们已经习惯了1g加速度的环境。因此，如果能让宇宙飞船一直以1g的加速度飞行，长期的太空旅行是可以承受的，而且这样也能实现星系际旅行。

通过计算可知，如果宇宙飞船以1g加速度持续加速125万光年，然后再以相同大小的加速度持续减速125万光年，这样宇宙飞船只要大约29年的时间就能飞抵仙女座星系。在这种情况下，结合冬眠技术，星系际穿越是可行的。

除此之外，更为高效的方法是通过虫洞。广义相对论预言，穿过虫洞，我们可以去往任意想去的地方。

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