开普勒 452b,因其各方面与地球极为接近而备受瞩目。



它的体积仅比地球大 60%,与母恒星的距离和地球与太阳的距离相差无几,并且极有可能是一颗岩石行星。这些特征让我们对它充满了遐想,它或许存在液态水,甚至孕育着生命。

然而,由于我们无法进行抵近观察,开普勒空间望远镜所能获取的信息有限,这不禁让我们心生疑问:能否发射类似 “新视野号” 的探测器,前往开普勒 452b 一探究竟呢?

要实现这一目标,首先得面对一个巨大的难题 —— 距离。

开普勒 452b 与地球相距 1400 光年,这意味着即使以光速前行,也需要漫长的 1400 年才能抵达。而人类目前制造出的最快飞行器,当属 1976 年发射的太阳神 2 号太阳活动探测器,其速度高达 70.22 千米 / 秒。太阳神 2 号之所以能有如此高的速度,得益于它离太阳极近,直接运行在水星轨道之内。

至于向太阳系外发射的探测器中速度最快的,则是 1977 年发射的旅行者 1 号,其速度为 17.06 千米 / 秒。但即便以太阳神 2 号 70 千米 / 秒的速度来计算,与光速 30 万千米 / 秒相比,仍显得微不足道,仅相当于光速的 1/4286。



按照这个速度,太阳神 2 号需要整整六百万年才能到达开普勒 452b,旅行者 1 号所需的时间更是长达三千万年。如此漫长的旅程,显然是当前人类无法承受的。那么,是否存在一些 “黑科技”,能够助力人类在较短时间内抵达开普勒 452b 呢?
核聚变引擎

核聚变引擎,是一种利用核聚变产生的强大动力来推动火箭前进的技术。



在核聚变反应过程中,核子相互聚合,释放出巨大的能量。一旦科学家能够掌握受控核聚变技术,就可以对反应中产生的带电粒子进行控制,使其从喷口喷射而出,从而推动火箭。通过核聚变反应堆喷出的粒子,能够让二级火箭的速度达到光速的 12%。

这种核聚变火箭推进的宇宙飞船,与采用核裂变火箭推进的星际旅行有相似之处,能够较快地飞抵距离地球最近的恒星系。然而,对于距离地球 1400 光年的开普勒 452b 来说,12% 的光速仍然远远不够。即使燃料充足,核聚变引擎可能需要数十年的时间才能将我们带到离地球最近的恒星 —— 比邻星,而到达开普勒 452b 则需要一万多年,并且这还未考虑到漫长的加速和减速过程所需的时间。
曲速引擎

曲速引擎,这一充满科幻色彩的概念最早出现在美剧《星际迷航》中,起初被认为是不切实际的幻想。但在 1994 年,理论物理学家米给尔・阿库别瑞提出了以他名字命名的阿库别瑞引擎,让超光速航行有了理论上的可能性,并且不会违背广义相对论中 “没有物体可以局域地比光速还快” 的原则。由于原理相似,人们也将阿库别瑞引擎称为曲速引擎,这个概念在我国著名科幻作家刘慈欣的作品《三体》中也有出现。



阿库别瑞提出的原理是,制造一种能够使前方空间收缩、后方空间膨胀的引擎,利用空间的 “变形” 来推动飞船前进。由于空间膨胀的速度没有限制,飞船内的乘客能够感觉到自己的速度超过了光速。如果能够实现,飞船将被一个 “曲率泡” 包裹着前行。



在本地参考系内,飞船没有任何加速度,也就不会受到广义相对论的速度制约,同时也不会出现时间变慢等相对论效应。例如,假如有一艘装备了曲速引擎的飞船以单程两星期的速度飞到电影《阿凡达》中的潘多拉星球再返回,飞船乘员的年龄只会增长四星期,与留在地球上的情况相同,不会出现所谓的 “双生子悖论”。

2012 年,物理学家哈罗德・怀特 带来了一个令人振奋的消息:他和他的团队正在为美国航空航天局 (NASA) 研制超光速引擎。如果驾驶装备这种引擎的飞船,从地球飞到电影《阿凡达》中的潘多拉星球,仅仅需要几个星期。虽然他们公布的只是一个理论上的实物模型,但怀特表示,一旦曲速宇宙飞船真正问世,只需两周便能到达距离太阳最近的恒星系南门二(南门二距离太阳约 4.37 光年远)。按照这个速度推算,到达距离地球 1400 光年的开普勒 452b 也只需 6 年多的时间,这比新视野号到达冥王星所花费的时间还要少。

反物质引擎

1928 年,英国物理学家狄拉克从理论上提出了反物质的假说,认为存在与构成普通物质的基本粒子质量相等但电荷相反的基本粒子,并且存在由这些基本粒子构成的反物质。仅仅 4 年后,这一假说就得到了验证。反物质与物质一旦相遇,就会发生湮灭,正反物质的质量将全部转化为能量,按照爱因斯坦的质能公式 E=mc² 释放出巨大的能量。反物质发动机具有显著的优势,其湮灭反应可以自发产生,无需像核发动机中的核反应那样需要满足诸多条件,因此不需要大型的反应堆,能够有效减轻飞船的重量。



在目前已知的所有物理反应中,反物质是效率最高的燃料。正反物质湮灭所释放的能量极其巨大,是氢氧化学反应的 1 百亿倍,是太阳核心热核反应的 300 倍。一片阿司匹林大小的反物质与物质湮灭产生的能量,就足以让一艘飞船巡弋数百光年。

据科学家测算,以反物质为动力,飞行器的速度可接近光速,能够在宇宙空间中以光速的 70% 飞行。然而,即便以这样的速度,到达开普勒 452b 仍需要 2000 年的时间,这对于人类来说依旧太过漫长。不过,这样的速度已经足够让我们前往太阳附近的一些恒星进行星际旅行了。

虫洞

虫洞,是广义相对论中存在的一种特殊结构,它能够将时空中的两个点直接连接起来,无论这两点在空间距离或时间间隔上相距多么遥远。简单来说,就如同将一张纸上相隔较远的两个点通过折叠使其重合在一起。利用虫洞的这一特性,我们有可能在较短的时间内完成远距离的空间旅行,甚至进行时间旅行。

然而,目前我们尚未在天文观测中找到虫洞存在的实验证据,并且在理论上也面临着诸多困难。例如,制造和维持虫洞可能需要具有负能量的物质。著名天体物理学家霍金认为,虫洞其实就在我们周围,只是由于它们极其微小,肉眼难以察觉,它们存在于空间与时间的裂缝中。在 3 度空间中,时间也存在细微的裂缝,比分子、原子还小的空间被命名为 “量子泡沫”,虫洞就存在于其中。

不过,霍金也指出,这些隧道目前小到人类无法穿越,但未来或许能够捕获一个虫洞,并将其无限放大,甚至有可能建造出一个巨大的虫洞。如果真的能够制造出虫洞,那么通过它抵达开普勒 452b 显然是最节省时间的方式,或许就像电影《星际穿越》中那样,仿佛坐一站公交的时间就能到达。



尽管目前我们距离抵达开普勒 452b 还有着巨大的技术挑战,但这些充满希望的 “黑科技” 让我们看到了未来星际旅行的可能性。随着科学技术的不断发展,或许在不久的将来,我们真的能够揭开开普勒 452b 的神秘面纱,探索这颗与地球如此相似的星球的奥秘。

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