太空旅行可能吗？我们需要在爱因斯坦的相对论中寻找答案

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恰恰相反，相对论使太空旅行变得可能，至少在人类的有生之年是可能的。

原因就是加速度。人类是相当脆弱的生物，我们无法承受很大的加速度。如果给人体施加大于1个重力加速度大小的加速度，持续一段时间后，我们会感受到许许多多的健康问题。(当施加的加速度大于10个重力加速度时，对健康的威胁会严重到使人迅速失去意识，甚至猝死。)

要想去到非常遥远的星际空间，我们首先需要加速到旅行速度，然后在终点减速。我们权且保守一点，按照1.5个重力加速度计算，施加这般大小的加速度一段时间后，我们将面临一点“小问题”：在我们到达目的地之前，所有人都会死掉。如此看来还不如送去一个机器人，至少要比人类的血肉之躯更为坚硬。

但相对论帮了大忙。当我们以接近光速的速度去往某处时，宇宙飞船上的时间将会膨胀，所以我们可以花费比在牛顿宇宙少得多的时间到达目的地。(换句话说, 让我们从飞船上的一个宇航员的角度来看: 当速度加速到接近光速时，到达目的地的距离将会缩短——效果是一样的，他们会更快到达目的地。)

让我们来做一个基于推测的模型。人体对加速度承受的极限是1.5个重力加速度左右。我们需要在旅程的前半部分以这个程度加速，然后在后半部分以同样的加速度慢慢减速，这样才能刚好停在我们想要拜访的物体旁边。

你可以看出，想要到达比50光年更遥远的地方，相对论的裨益是极其巨大的。至于1000光年以外，多亏了相对论的效果我们才能在有生之年到达那里。

实际上，如果我们持续这样做，我们甚至可以利用相对论效应在人类寿命内（28年左右）穿越整个已观测到的宇宙 (大约470亿光年) 。

由此可见，利用相对论，我们仿佛可以随心所欲地去往任何地方！

然而事情并没有这么简单。

这里有两个问题。

首先，相对论效应只对太空旅行者有用，他们仍在地球的家人们将会正常地老去、死亡。当他们返程，他们可能会发现地球上已经过去了千年的时光（粗略的回程时间计算方法是光年数乘2，再加上0.25）. 所以，即使我们真的派出了星际探索者，留在地球上的我们也不会知道他们究竟发现了什么。但是对某些探索者来说，这也许也有好的一面：“去参宿四旅行一次往返只需要18年的时间，但他们却经历了太空旅行的冒险和另一样神奇的事：时空穿梭到1300年后的地球！

第二，这是一个更加急迫和务实的问题。为了将某种东西加速到相对速度，我们需要花费的能量会是一个——字面意义上的——天文数字。以去往蟹状星云为例，我们需要为每千克飞船提供大约7×1020焦耳的动能来加速到我们需要的最大速度。

这是一个很大的数字，但不是一个不可能的数字：太阳放射能量的功率是3×10^26W，所以理论上来说，你只需要几秒钟内放射出的太阳能（加上一个戴森球）就能收集到足以让一个合适大小的宇宙飞船加速的能量。这同时也假设你可以在不增加其质量的前提下转化这些能量。比如说：通过激光锚定一个大型行星或者恒星;，如果我们的飞船需要同时承载着这些化学物质/反物质燃料来加速，那么你将会误入“火箭方程式的独裁”，所需的能量将会大幅增加。

不过我只是将这些问题很随便地看待为工程问题（尽管是以我们现在可以想象到的科技水平远远无法解决的问题）。假设我们可以将我们的飞船加速到那种速度，我们才可以看到相对论效应将如何帮助我们进行太空旅行。颠覆常识，却无比真实。

参考资料

1.维基百科全书

2.天文学名词

3. forbes- Ayue

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原文地址：今日头条