为什么科学家说，人类永远会被束缚在银河系中？

赤脚晓涛

银河系直径10～18万光年的区间，我们处于银河系猎户臂内侧的边缘，距离银河系中心还有2.6万光年的距离。
按照类似旅行者一号的飞行方式，人类没有任何希望飞出银河系，甚至连太阳系都飞不出。
旅行者一号于1977年9月5日发射，装载着核动力电池的旅行者一号已经达到第三宇宙速度，目前已经飞出太阳系的主行星序列范围，进入奥尔特星云的星际空间，预计彻底脱离太阳的引力范围还需要数万年。


既然人类无法横向飞出银河系，那纵向可以飞出银河系吗？
我们都知道银河系是个椭圆盘形的星系，圆盘的厚度远小于圆盘的宽度。银河系纵向厚度大约1000光年。横向宽度最小也有10万光年。


横向飞出银河系起码需要两亿五千万年。
按照逃离银河系的第四宇宙速度计算。飞船起码需要120km/s的速度才得以摆脱银河系的引力束缚。


按照120km的秒速，飞行一年大约为3,784,320,000公里。一千光年约为9460730472580000公里。按照飞船的速度纵向飞出太阳系也需要250万年。
即便用上反物质推进器将飞船速度提高到亚光速，也会出现新的致命问题。
宇宙空间中并不是完全真空，除了正反粒子对的不断产生和湮灭，真空也存在氢元素等星际物质。科学家预算：星际空间中氢原子的密度大约是每立方厘米约1.8个。


飞船一旦达到亚光速，相对论效应将极其显著，按照尺缩效应，在飞船内的人看来：撞击他们的氢原子通量密度越来越大。
氢元素的能量和通量和飞船的速度并不是线性关系，而是指数增加的方式。飞船速度每提高1m/s，其带来的风险也是指数级增加。


氢原子通量密度的增加意味着氢气体会变成致命的辐射，这种强烈的辐射会破坏飞船内的电子仪器，并导致航天员死亡。
可以说，用传统飞船形式逃离银河系不仅在空间和时间尺度上不允许，在技术上也不允许。
目前唯一的希望只能寄托于超光速穿越
超光速穿越目前只有两种，一种是曲速引擎，另一种是虫洞。


我之前发过一篇文章，系统论述了最新关于曲速引擎的研究。曲速引擎在理论上被否定了，因为要实现曲速引擎用到的能量恰好等于全宇宙的总能量，这在理论上是不可能的。
剩下的希望只能寄托于虫洞了。
但到目前为止，虫洞依旧只是广义相对论引力场方程的一个无用解，我们依旧没有找到虫洞存在的任何证据。
即便发现虫洞，要维持其“大门”的开启也需要足够的负能量。这对目前的人类来说还是天方夜谭的想象。