研究称:人类可借宇宙黑暗力量实现星际旅行(图)

来源：中国经济网综合     作者：许甲猛    2009-11-30

跟随黑洞去旅行

　　据国外媒体报道，道格拉斯?亚当斯在他的《银河系漫游指南》一书中写道，“宇宙空间无比巨大，你简直无法相信它是多么的浩瀚无际，其程度令人难以置信。

　　距离我们地球最近的半人马座比邻星也有4.2光年远，这是地球和太阳之间距离的20多万倍。假设我们搭乘美国国家航空航天局的“旅行者1号”去半人马座的比邻星旅行，以每秒大约17公里的速度前往尚需7万4千年。

　　现在有两种全新的恒星飞船可能性设计方案摆到了桌面上，这些可能性设计方案能够使我们，或者更确切地说能够使我们遥远的后代到达恒星。

　　纽约大学的物理学家Jia Liu(刘嘉，音译)初步设计出以暗物质为动力的太空船。此后不久，数学家路易斯?克瑞恩和曼哈顿岛堪萨斯州立大学的肖恩?韦斯特摩兰(Shawn Westmoreland)提出了一个以人造黑洞为动力的航空器的计划。

　　我们来看一看刘嘉的暗物质恒星飞船。由于暗物质对恒星和星系的重力牵引方式，多数天文学家认识到暗物质的存在。这样的观测报告显示，暗物质比宇宙中看得见的物质重6倍，因此一艘暗物质恒星飞船应该拥有大量的燃料供给。

　　因为宇宙中的暗物质非常丰富，刘嘉设计了一个不需要自身携带燃料的火箭。这一点立即超越了其他许多恒星飞船的不足之处，这些恒星飞船的巨大燃料供给极大增加了飞船的重量，妨碍了它们的加速能力。刘嘉说，“暗物质火箭将在途中获得自身的燃料。”

　　他的计划是利用暗物质粒子的湮灭所释放的能量来推动火箭。刘嘉的想法更多地依靠理论物理学。实际上没有人知道暗物质是由什么构成的。一种领先的理论断定，暗物质是由中性伴随子组成，这些粒子没有电荷。中性伴随子非常古怪，它们有自己的反粒子：在恰当的情况下相互碰撞的两个中性伴随子将互相湮灭。

　　如果暗物质粒子以这种方式湮灭，它们将会把全部质量转化为能量。1公斤暗物质粒子将释放出大约1017焦耳的能量，是1公斤炸药的100亿倍，足够推动火箭前进。

　　刘嘉指出，暗物质火箭穿行得越快，捕获的暗物质就越多，速度就越来越快。精确的加速度值依赖于周围暗物质的密度、发动机的搜集区域和火箭的质量。在刘嘉的计算中，他假设宇宙飞船只有100吨重，搜集区域为100平方米。这样，抵达比邻星的旅行时间将会从几万年缩减到只有几年的时间。

　　当然，还有一个小问题。为了更有效地工作，刘嘉的火箭将不得不穿越浓厚的暗物质区域。迄今所知，最大的暗物质聚集区距离银河系中心有2.6万光年之遥。刘嘉指出，现在还没有人详细地绘出银河系暗物质的分布图，他希望能发现较近的聚集区。

　　为了抵达其他恒星，需要充分利用燃料的每一滴能量。化学火箭效率非常差，只能把它们质量的10-10之一转化为能量。即使是核燃料也只能把不到百分之一的质量转换为能量。反物质火箭将成为黄金标准。

　　1970年，斯蒂芬?霍金演示了并不全黑的黑洞：当黑洞的全部物质转换成季度紧缩的亚原子粒子团时，它们能够“蒸发”，克瑞恩相信，用于推动宇宙飞船穿越星系的将是这种辐射。

　　实际上，我们必须自己做一个黑洞。为了创建一个黑洞，克瑞恩说，你需要把大量的能量聚集到一个很小的体积内。他设想利用太阳能给一个巨大的伽玛射线激光器“充电”。用一个250公里宽的太阳能面板搜集能量，这个面板在距太阳几百万公里的轨道上运行，在大约一年的时间里吸收阳光。

　　根据克瑞恩的说法，百万吨级的黑洞宇宙飞船将在几十年内加速到光速。如果这仍然很慢，还会有一种办法来提高速度。较小的黑洞将会释放更多的霍金辐射，因此，只要你供给它一些额外的物质，它就会更快地推动飞船前进。一旦你在飞船中以这种速度旅行，你自己的时间将会变慢，你的年龄要比地球上你朋友和家人的年龄要过得慢。克瑞恩说：“在一个人的有限生命时间里，到达250万光年远的仙女座星系是完全有可能的。”