图:银河的红外线照片
银河系是一个棒旋星系,其直径在10~18万光年之间,其质量大约有1500亿个太阳质量。恒星数量在1000亿到4000亿之间。并以每秒约600千米的速度相对于宇宙运动。
地球在银河系猎户臂靠近内侧边缘的位置上,属于银河系的中间位置。这个位置非常重要,是所谓的星系宜居带。太阳系离银河系的边缘大约在5万~13万光年。也就是说,如果我们以光速直线离开银河系,至少需要5万年时间。
如果从太阳系的位置发射一颗火箭跑出银河系,它的速度需要达到525千米/秒才能摆脱银河引力的束缚。这个速度叫第四宇宙速度。由于不能准确的知道银河系的质量和大小,这个数值是一个估算值。这个值有很多的估算结果。
目前人类还没有办法制造出如此大推力的火箭,即使是达到第三宇宙速度(16.7千米/秒)都还需要利用引力弹弓效应来进行加速。即使是制造出这样一个火箭,离开银河系也需要至少3亿年的时间。所以,利用目前的技术是无法离开银河系的,即使只是发射一颗无人探测器也不行。
人类要想离开银河系,必须发展出能够绕开相对论限制的宇航技术。现在能够想象得到的,能够避开光速限制的技术就是所谓的“曲速引擎”。
图:
曲速泡的图示。船前方的空间收缩而后方空间扩张。
从宇宙的膨胀来看,在138亿年间,宇宙的可观测直径就达到了930亿光年。这说明,空间的膨胀是可以超越光速的。而且还不违背相对论。有一种设想,可以制造一个时空泡,在这个时空泡后面扩张时空曲率,在前端压缩空间曲率。这个时空泡就会被前方的时空拉过去。这样就回避了光速的限制。这样的飞行器可能超越光速前进。
图:行星级、恒星级、星系级文明能够利用的能源水平
这种飞行器即使能够被制造成功,它所需要的能源也是整个太阳系所不能提供的。所以,按卡尔达舍夫对文明的分类来看,行星文明和恒星文明是不能制造曲速引擎的(它们分别只能利用整个行星或整个恒星系的能源)。至少要达到星系级文明的水平才可能制造出这样的引擎。
这种超理念的话题,不会找到正确的答案。不切实际,不需要考虑。