大约100年前,阿尔伯特·爱因斯坦发表了一些具有开创性的声明,谈到了在太空中高速飞行的人所面临的挑战。特别是关于他们将如何“体验”时间的问题。
虽然大多数人认为时间是恒定的,但爱因斯坦的“狭义相对论”证明了,随着时间的推移,一个物体会相对于它周围的环境移动得很快。
一个人在穿越太空的速度越快,那么他对时间的感知就会变化得越多。这种现象被称为时间膨胀。
如果宇航员能以接近光速的速度飞行,那么时间对他来说就会慢得多。当他回到地球时,他的朋友们会比他更老。
爱因斯坦认为,光速是物质世界的基本速度极限。根据爱因斯坦的理论,具有质量的物体不能超过光速,因为它们需要无限的能量。从宇宙飞船到中微子,一切都适用。
克服光速
第一个尝试克服光速(甚至比光速还快)的例子是在一部科学电视连续剧中得到了证实。
该节目创造了一个虚构的“子空间气泡”,它把自己包围在一个弯曲的场中,超越光速,但没有经历相对论效应,如时间膨胀。利用这项技术,星舰企业号能够在几秒钟内飞行几十亿公里。
对于那些希望寻求新生活和新文明的人来说,科学家假设星际旅行者是可能的。
在太空中,光子会引起阻力,因此,一个快速移动的航天器将会遇到更多的光子,这一点,我们能够探测到。
这意味着,如果存在外来文明的话,那他们也能探测到我们。
现代空间问题
现代太空技术的问题就在于所携带的燃料。也就是说,要想星际飞船飞得更远或者工作得更长时间,那么就需要更多的燃料用来提供动力,这样一来,飞船就更重了,这是一个恶性循环。
但是,包括斯蒂芬·霍金在内的一些最聪明的头脑认为,新技术能使星际旅行成为可能。
在突破基金会发起的倡议中,霍金和他的团队筹集了超过1亿美元的资金,将微型船只送到我们最近的恒星系统-阿尔法半人马座。他们声称,现在的激光技术已经足够先进了,这足以帮助发射星际空间探测器。
目前,研究人员可以创建一个相控阵激光器的矩阵。这些阵列包括一组相对温和的激光放大器,可以同步作为一个单一的强大激光器。
结论
科学家们希望制造出一个50-70千兆瓦的激光电池,其大小为10公里。将该阵列发射到环绕地球的轨道上,可以发射一个“小饼干”大小的航天器,其重量为一枚回形针的重量,并配备一个一米宽的帆。
科学家估计,大约经过10分钟的照明之后,这将使微型探测器的速度比光速快25%。
在这种情况下,它可以在30分钟内到达火星,并在内到达半人马座阿尔法星。
激光阵列每年可以发射大约40,000个相对论性探测器,大小为1m的板,并携带传感器,相机、通信设备、电源和其他系统。