星际旅行并非科幻片描述那样简单科幻作品中的太空旅行者经常利用曲速

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科幻作品中的太空旅行者经常利用曲速引擎前往遥远星球。人类能够实现超光速飞行吗?

虽然专家们一直在研究星际旅行的设想，但也警告称，我们对超光速飞行的期待可能过高。科幻小说作家、致力于研究星际推进系统的美国宇航局科学家杰弗里·兰迪斯表示:"绝大多数科幻作品的问题在于，将难度超乎想象的超光速飞行描绘得过于简单。"

利用纯粹能量加速一艘飞船需要耗费大量的推进剂，最终会遭遇光速屏障。根据爱因斯坦的广义相对论，随着速度接近光速，物体的质量将变得无限大。换句话说，飞船无法在物理层面进行光速飞行。

但星际旅行仍具有可行性。据我们所知，最明智的选择是将目光锁定本地宇宙。距离太阳系最近的恒星系统是半人马座α星，一个三合星系统。2016年，科学家在半人马座α星系统的比邻星(一颗红矮星)适居区发现一颗类地行星。

如果以光速飞行，我们只需短短4年时间就能达到半人马座α星。但如果速度较慢，这个恒星系统仍遥不可及。因此，我们需要速度更快的推进系统。

1998年，兰迪斯的一项星际旅行设想获得美国宇航局"创新先进概念"计划(NIAC)的资助。兰迪斯表示，他的想法虽然行得通，但如果不能制造出微型飞船，便无法在短时间内抵达半人马座α星。他在接受太空网采访时说:"我们的唯一选择就是派遣微型探测器。探测器的尺寸越小，速度越快，如此才有可能在几十年内抵达这个距我们最近的恒星系统。"

另一个选择是核聚变。2012年NIAC提议将目光聚焦核聚变火箭，用于快速前往火星或者其他星球。这项提议由华盛顿大学的约翰·斯隆提出。上世纪70年代，英国行星际协会也将目光投向核聚变，实施了"代达罗斯计划"。在这项计划的基础上，伊卡洛斯星际旅行协会继续进行研究。伊卡洛斯的目标是，在2100年前设计出一艘采用核聚变技术的星际飞船。问题是，当前的核聚变反应堆效率低下，消耗超出产出。

伊卡洛斯协会前主席理查德·奥伯塞在接受太空网采访时表示:"我们至少能够制造热核弹，聚变反应堆技术也不断取得进步。如果齐心协力，我们有望在几十年后让这个梦想成为现实。"

其他可能性包括离子推进系统和核电推进器，前者利用电加速离子，后者虽然推进力很少但燃效更高。为了提高飞行速度，科学家提议打造反物质发动机，利用反物质与正常物质之间的交互，推动飞船高速飞行。不过，这项提议面临巨大挑战，不仅要产生大量反物质，同时还要确保在需要的时候产生爆炸。如何获取反物质至今仍是一个未知数。一旦反物质与物质相遇，二者相互湮灭，同时释放巨大能量。

除了上述超前方式，我们也可以利用化学燃料火箭这种传统手段。当前的火箭主要利用液态氧和液态氢作为燃料，将航天器送入太空。如果能够产生足够的推进力，飞船的速度可以达到光速10%。虽然按照宇宙的标准，这一速度并不算快，但也足以让我们进行星际旅行。奥伯塞指出，单级火箭进行光速飞行所需的质量超过已知宇宙的质量总和。虽然多级设计能够缓解这个问题，但由此得知，利用化学燃料火箭来做光速飞行是一个不切实际的选择。

兰迪斯和奥伯塞指出，如果能够找到进入星际空间的理想方式，人类将获得大量益处，不仅能够进一步加深对宇宙的认知，甚至能够让半人马座α星之旅变成一次短途旅行。星际旅行能够为人类找到一个"备用家园"，一旦太阳系不适于居住，我们可以迁往另一颗星球，继续繁衍生息。此外，科学家也将有机会对星际介质(恒星之间的气体和尘埃)进行深入研究。公众将欣赏到遥远世界的特写照片，感受宇宙的壮丽与神奇。

如果能够上演星际旅行，很难预测我们将遭遇怎样的星球。兰迪斯说:"宇宙内存在大量我们无法想象的星球。为了探索这些奇异的世界，我们需要战胜星际旅行的各种挑战，最终飞出太阳系，前往更为遥远的宇宙角落。"(撰文/伊丽莎白·霍维尔翻译/牛树军)

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