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研究稱:人類可借宇宙黑暗力量實現(xiàn)星際旅行(圖)
來源：中國經(jīng)濟網(wǎng)綜合
作者：許甲猛 2009-11-30
跟隨黑洞去旅行
據(jù)國外媒體報道，道格拉斯?亞當(dāng)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(yuǎn)，這是地球和太陽之間距離的20多萬倍。假設(shè)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(xiàn)在有兩種全新的恒星飛船可能性設(shè)計方案擺到了桌面上，這些可能性設(shè)計方案能夠使我們，或者更確切地說能夠使我們遙遠(yuǎn)的后代到達(dá)恒星。
紐約大學(xué)的物理學(xué)家Jia Liu(劉嘉，音譯)初步設(shè)計出以暗物質(zhì)為動力的太空船。此后不久，數(shù)學(xué)家路易斯?克瑞恩和曼哈頓島堪薩斯州立大學(xué)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(zhì)恒星飛船。由于暗物質(zhì)對恒星和星系的重力牽引方式，多數(shù)天文學(xué)家認(rèn)識到暗物質(zhì)的存在。這樣的觀測報告顯示，暗物質(zhì)比宇宙中看得見的物質(zhì)重6倍，因此一艘暗物質(zhì)恒星飛船應(yīng)該擁有大量的燃料供給。
因為宇宙中的暗物質(zhì)非常豐富，劉嘉設(shè)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(zhì)火箭將在途中獲得自身的燃料。”
他的計劃是利用暗物質(zhì)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(xué)。實際上沒有人知道暗物質(zhì)是由什么構(gòu)成的。一種領(lǐng)先的理論斷定，暗物質(zhì)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(dāng)?shù)那闆r下相互碰撞的兩個中性伴隨子將互相湮滅。
如果暗物質(zhì)粒子以這種方式湮滅，它們將會把全部質(zhì)量轉(zhuǎn)化為能量。1公斤暗物質(zhì)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(jìn)。
劉嘉指出，暗物質(zhì)火箭穿行得越快，捕獲的暗物質(zhì)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(zhì)的密度、發(fā)動機的搜集區(qū)域和火箭的質(zhì)量。在劉嘉的計算中，他假設(shè)宇宙飛船只有100噸重，搜集區(qū)域為100平方米。這樣，抵達(dá)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(dāng)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(zhì)區(qū)域。迄今所知，最大的暗物質(zhì)聚集區(qū)距離銀河系中心有2.6萬光年之遙。劉嘉指出，現(xiàn)在還沒有人詳細(xì)地繪出銀河系暗物質(zhì)的分布圖，他希望能發(fā)現(xiàn)較近的聚集區(qū)。
為了抵達(dá)其他恒星，需要充分利用燃料的每一滴能量。化學(xué)火箭效率非常差，只能把它們質(zhì)量的10-10之一轉(zhuǎn)化為能量。即使是核燃料也只能把不到百分之一的質(zhì)量轉(zhuǎn)換為能量。反物質(zhì)火箭將成為黃金標(biāo)準(zhǔn)。
1970年，斯蒂芬?霍金演示了并不全黑的黑洞：當(dāng)黑洞的全部物質(zhì)轉(zhuǎn)換成季度緊縮的亞原子粒子團時，它們能夠“蒸發(fā)”，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(chuàng)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(nèi)。他設(shè)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(jù)克瑞恩的說法，百萬噸級的黑洞宇宙飛船將在幾十年內(nèi)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(zhì)，它就會更快地推動飛船前進(jìn)。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(dá)250萬光年遠(yuǎn)的仙女座星系是完全有可能的。”
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