有人说人类永远走不出银河系,这是为什么?
银河系是由恒星聚集形成的一个聚合体,主要成员就是恒星,银河系属于棒旋星系,在中心核球的两端延伸出主要由气体尘埃和恒星构成的旋臂,恒星主要都聚集在两条旋臂之上,而另外两条尚未完全形成。太阳系就是位于银河系的猎户臂上,这里是恒星的聚集区。
银河系属于棒旋星系由恒星、行星、卫星、小行星、彗星、星云等组成,直径有16万光年。银河系里有数不清的恒星系统,每个恒星系统中心存在着一个恒星,也就是我们看到夜空中的星星,数量大约有4000亿颗。我们的太阳就是其中的一员,太阳系处在银河系的猎户座悬臂上,距离银河系中心2.5万光年,围绕着银河系中心旋转,速度高达220公里每秒,虽然速度很快,但2亿多年才会完成绕中心完成一圈。
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。
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。
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。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。