2013年2月15日上午9时15分,一颗直径15米重达7000吨的小行星在空中解体,碎片和冲击波共造成1491人受伤,这起发生在俄罗斯车里雅宾斯克的陨石袭击事件,威力相当于50万吨TNT爆炸。

在天文学家看来这只是一次普通的小行星解体事件,但由于当时录像并不清晰,很多人都把小行星的瞬间解体当成了外星人在保护地球的证据,而且视频处理专业人士在降低亮度和提高对比度后还发现,小行星爆炸的一瞬间有一个不明飞行物高速穿过了小行星本身。
由于小行星本身的速度就高达30km/s,远超人类的高超音速武器,所以很多人都认为是外星人摧毁了这颗小行星。
但这些都属于阴谋论范畴,科学界目前没有发现任何外星文明存在的证据,太阳系也并不是什么圈养人类的动物园,上世纪70年代发射的旅行者系列探测器,早在几年前就飞出了太阳系日球层,虽然距离飞出半径一光年的太阳系还有很长一段距离(还需要3万年才能飞出去),但也证明了只要速度足够快,太阳系是困不住人类的。
航空航天领域,飞出地球所需的第一宇宙速度是7.9km/s,脱离地球前往其他星球的第二宇宙速度是11.2km/s,飞出太阳系的第三宇宙速度是16.7km/s,人类目前的探测器最高速度能达到每秒数百公里,看起来飞出太阳系绰绰有余,但相比宇宙的浩瀚无垠,这个速度还是太慢了。

对于人类文明来说,想要成为真正的星际文明,第一步其实并不是研制速度更快的飞船,而是尽快掌握大规模进入太空的技术,因为不论是早已停用的航天飞机,还是目前在用的运载火箭,亦或者是马斯克未来的可重复利用星际飞船,它们都无法让进入太空像坐飞机甚至坐火车一样大众化,换言之就是说只有大部分人都有能力进入太空后,或者太空电梯技术成熟后,人类文明才算拿到了星际文明的入场劵。
但进入太空和探索太阳系相比,只是万里长征的第一步
人类的探测器目前靠核电池和引力弹弓提供动力,一般需要半年才能飞到火星,飞一年半才能到达木星,更外侧的土星,天王星,海王星,则需要更长时间。
在未来的太阳系开发时代,动辄几个月甚至几年的航行时间是无法被接受的,因为太空中的宇宙射线和微重力环境并不适合土生土长的地球人长时间生活,所以大规模进入太空后的第二个任务是研制新型宇航推进系统,比如可控核聚变加上霍尔推进器。
只有巡航速度达到光速的百分之一,也就是3000km/s后,太阳系才算是人类文明的后花园,对太阳系内的资源和居住地的开发,也才具备实际意义。

如果宇宙中真的存在大量高等智慧文明,那么人类和它们在探索宇宙的路上肯定会遇到一个相同的问题:时空限制
我们的宇宙在宏观上呈现三维空间+一维时间的模式,其内信息传递的极限速度是光速,而在星系间距数百万光年的宇宙中,光速其实是很慢的一个速度,所以人类文明想要遨游整个宇宙的话,必须从宇宙时空本身的结构入手。
爱因斯坦的广义相对论认为,时空结构是可以被扭曲的,天体公转和黑洞本质上都是质量扭曲时空的产物,所以理论上人类可以通过扭曲时空,将三维时空中相隔数百万光年的两个星球用虫洞连接到一起,从而在半径465亿光年的宇宙中自由穿梭。
在科幻小说《三体》中,人类科技被一种超微型人工智能 智子 锁死了,从而直到数百年后末日之战来临时,人类最先进的科技都还是可控核聚变,根本无法抵御 水滴 的物理撞击。
但在现实中,人类有限的寿命和时空的广阔就是 人类文明的天然囚笼 ,在资源耗尽之前如果不能离开太阳系,就会成为旱死在水坑里的鱼。
太阳亿万年来发光发热依靠它实现,如今人类也不断钻研这项技术,试图将它转化为可稳定使用的能源。
相比传统能源与核裂变,核聚变原料储量充沛、安全环保,被视作未来能彻底改变能源格局的终极能量来源。
人类最早认知核聚变,来源于头顶的太阳。
太阳核心区域拥有超高温度与巨大压力,氢原子核在极端环境下摆脱斥力束缚,不断相互碰撞融合,持续发生聚变反应。
反应期间损耗少量质量,按照质能关系转化为光和热,源源不断向整个太阳系输送能量,滋养地球上所有生命繁衍生息。
宇宙之中的恒星,内核运转本质都是稳定的核聚变反应。
人类熟知的核裂变,是重原子核分裂释放能量,日常核电站大多运用这一原理。
核聚变和它反应形式截然相反,选取氢的同位素氘、氚作为主要原料。
这类物质广泛存在海水当中,储量取之不尽,不会出现化石能源枯竭的问题。
反应结束后几乎不会产生高放射性废料,不存在核泄漏、核爆炸的巨大隐患,安全优势十分突出。
想要触发核聚变反应,条件严苛到极致。
原子核之间存在排斥力,常态下无法相互靠近融合,必须创造上亿摄氏度的高温,再配合超强压力,才能打破粒子之间的壁垒,让原子核顺利聚合。
如此极端环境,在地面自然环境里无法生成,只能依靠人工装置模拟打造。
科研领域主流采用两种技术路线探索可控核聚变。
磁约束依靠强磁场,把高温等离子体束缚在密闭空间内,维持稳定反应状态;
惯性约束则借助高能激光瞬间轰击原料,瞬间加压升温触发聚变。
一代代科研设备不断迭代升级,科学家一次次突破温度、时长纪录,稳步向着持续稳定供能的目标迈进。
核聚变释放的能量级别远超常规能源。
同等质量下,聚变产生的能量远高于煤炭、石油,也大幅超越核裂变能量产出。
少量海水提取的聚变原料,就能满足一座城市长久的用电需求。
一旦实现商业化应用,能够彻底摆脱化石能源依赖,缓解资源短缺难题,大幅减少废气排放,助力生态环境改善。
目前可控核聚变还处在实验攻坚阶段,暂时无法大规模并网发电。
反应装置耗能巨大,如何做到输出能量大于输入能量,长久维持稳定聚变状态,都是亟待攻克的技术难关。
距离走进千家万户、全面替代现有能源,依旧还有漫长的探索路程。
但这项技术的发展前景不容小觑。
全球多国携手开展科研合作,不断刷新实验纪录,稳步解决各类技术难题。
未来核聚变真正实现落地后,不仅能彻底改写能源使用模式,还能助力航天远行、工业发展,以清洁充沛的磅礴能量,推动人类文明迈向全新阶段。
人类对于黑洞的好奇一直都没有停歇,就连科学界都对此争吵不断——霍金甚至一度想证伪黑洞的存在,更别说民间的无数科幻作品了。
很多小说都有过人类的末日是太阳死亡变成黑洞进而吞噬地球这样的桥段,地球被黑洞吞噬,到底会是一幅怎样的场景?近日,一位美国科学家给出了答案。
"面条化"假设!有一个非常著名的黑洞假设——物体在靠近黑洞时,由于引力作用,会被"面条化"(spaghettification,这个单词来源于spaghetti,意大利面)。
简单来说,如果你离黑洞过近,就会被黑洞的引力拉成像面条一样长长的一条。
这种效果的产生是重力梯度作用于你身体而产生的变化。
想象一下,你正在一脚踏进一个黑洞,因为你的脚跟头部相比,离黑洞更近,所以它会受到来自黑洞的更强的引力,同时,你的手臂因为摆臂的关系,与你的脚还不在一个方向上,所以手臂还会受到一个来自不同方向引力的牵引。
不同的位置、不同的方向,这就使得身体的不同部位从边缘向中心聚集,最终的结果不仅是身体整体的延伸,更让身体的中间变薄变长,因此,你的身体,地球也是一样,就会像被拉成了一根长长的面条,被黑洞的大嘴吞噬进去。
黑洞视界让你短暂拥有"上帝之眼"!假设一下,如果我们的地球旁边突然冒出来一个黑洞,会出现怎样的情景? 首先,导致面条化的引力效应开始发挥作用,地球接近黑洞的部分会比另一边受到更强的引力,于是地球开始解体,如果这个黑洞的质量非常巨大,那么我们甚至有可能感觉不到自己正在被吞噬,因为在一段时间之内,由于时间变慢的影响,地球的视界(Event Horizon)会低于黑洞的视界,我们看到的东西将会一如寻常。
视界之所以叫"视界",正是因为这是一个事件的边界,边界内发生的事件对于边界外的观察者来说,永远不会发生。
所以,从灾难降临到灾难发生,你会感觉自己向黑洞跌落的过程没有任何异常,就像从高处走向地面一样。