研究稱:人類可借宇宙黑暗力量實現星際旅行(圖)

來源：中國經濟網綜合     作者：許甲猛    2009-11-30

跟隨黑洞去旅行

　　據國外媒體報道，道格拉斯?亞當斯在他的《銀河系漫游指南》一書中寫道，“宇宙空間無比巨大，你簡直無法相信它是多么的浩瀚無際，其程度令人難以置信。

　　距離我們地球最近的半人馬座比鄰星也有4.2光年遠，這是地球和太陽之間距離的20多萬倍。假設我們搭乘美國國家航空航天局的“旅行者1號”去半人馬座的比鄰星旅行，以每秒大約17公里的速度前往尚需7萬4千年。

　　現在有兩種全新的恒星飛船可能性設計方案擺到了桌面上，這些可能性設計方案能夠使我們，或者更確切地說能夠使我們遙遠的后代到達恒星。

　　紐約大學的物理學家Jia Liu(劉嘉，音譯)初步設計出以暗物質為動力的太空船。此后不久，數學家路易斯?克瑞恩和曼哈頓島堪薩斯州立大學的肖恩?韋斯特摩蘭(Shawn Westmoreland)提出了一個以人造黑洞為動力的航空器的計劃。

　　我們來看一看劉嘉的暗物質恒星飛船。由于暗物質對恒星和星系的重力牽引方式，多數天文學家認識到暗物質的存在。這樣的觀測報告顯示，暗物質比宇宙中看得見的物質重6倍，因此一艘暗物質恒星飛船應該擁有大量的燃料供給。

　　因為宇宙中的暗物質非常豐富，劉嘉設計了一個不需要自身攜帶燃料的火箭。這一點立即超越了其他許多恒星飛船的不足之處，這些恒星飛船的巨大燃料供給極大增加了飛船的重量，妨礙了它們的加速能力。劉嘉說，“暗物質火箭將在途中獲得自身的燃料。”

　　他的計劃是利用暗物質粒子的湮滅所釋放的能量來推動火箭。劉嘉的想法更多地依靠理論物理學。實際上沒有人知道暗物質是由什么構成的。一種領先的理論斷定，暗物質是由中性伴隨子組成，這些粒子沒有電荷。中性伴隨子非常古怪，它們有自己的反粒子：在恰當的情況下相互碰撞的兩個中性伴隨子將互相湮滅。

　　如果暗物質粒子以這種方式湮滅，它們將會把全部質量轉化為能量。1公斤暗物質粒子將釋放出大約1017焦耳的能量，是1公斤炸藥的100億倍，足夠推動火箭前進。

　　劉嘉指出，暗物質火箭穿行得越快，捕獲的暗物質就越多，速度就越來越快。精確的加速度值依賴于周圍暗物質的密度、發動機的搜集區域和火箭的質量。在劉嘉的計算中，他假設宇宙飛船只有100噸重，搜集區域為100平方米。這樣，抵達比鄰星的旅行時間將會從幾萬年縮減到只有幾年的時間。

　　當然，還有一個小問題。為了更有效地工作，劉嘉的火箭將不得不穿越濃厚的暗物質區域。迄今所知，最大的暗物質聚集區距離銀河系中心有2.6萬光年之遙。劉嘉指出，現在還沒有人詳細地繪出銀河系暗物質的分布圖，他希望能發現較近的聚集區。

　　為了抵達其他恒星，需要充分利用燃料的每一滴能量。化學火箭效率非常差，只能把它們質量的10-10之一轉化為能量。即使是核燃料也只能把不到百分之一的質量轉換為能量。反物質火箭將成為黃金標準。

　　1970年，斯蒂芬?霍金演示了并不全黑的黑洞：當黑洞的全部物質轉換成季度緊縮的亞原子粒子團時，它們能夠“蒸發”，克瑞恩相信，用于推動宇宙飛船穿越星系的將是這種輻射。

　　實際上，我們必須自己做一個黑洞。為了創建一個黑洞，克瑞恩說，你需要把大量的能量聚集到一個很小的體積內。他設想利用太陽能給一個巨大的伽瑪射線激光器“充電”。用一個250公里寬的太陽能面板搜集能量，這個面板在距太陽幾百萬公里的軌道上運行，在大約一年的時間里吸收陽光。

　　根據克瑞恩的說法，百萬噸級的黑洞宇宙飛船將在幾十年內加速到光速。如果這仍然很慢，還會有一種辦法來提高速度。較小的黑洞將會釋放更多的霍金輻射，因此，只要你供給它一些額外的物質，它就會更快地推動飛船前進。一旦你在飛船中以這種速度旅行，你自己的時間將會變慢，你的年齡要比地球上你朋友和家人的年齡要過得慢。克瑞恩說：“在一個人的有限生命時間里，到達250萬光年遠的仙女座星系是完全有可能的。”