人类需要多久才能离开银河系？需要多久才能开发出反引力飞船？ 第1页

这件事根本不需要反引力。

如果人类没有自我毁灭，按人类文明现在每年百分之二点五到百分之三的总功率发展趋势，三百年内造出有限航程的宇航工具的可能性就是有的。黑洞引擎晚不过两千五百年。三万年内拿出高级推进手段是有可能的，只要人类不把自己玩死，每年百分之零点一的发展率都可以支持无限航程的宇航技术的完成：52293年之后将会达到卡尔达肖夫文明等级指数3型文明。在那个阶段，曲速引擎的效果大抵可以达到穿透整个宇宙也就是一瞬间的事情。

不过，科学家通常都是悲观的人。认为人类能建成3型文明的科学家比较少，例如加来道雄，将时间设定在数十万年到百万年后。

两千年内，人类也可能先把恒星引擎架上，驾驶太阳系作为宇宙飞船^[1]。把太阳系开出银河系需要数百万年，在这个过程中人类可能已经掌握更强大的技术。

一些技术奇点论者认为，2045～2075年这问题就会在超人工智能的机械降神面前迎刃而解，曲速引擎和零点能动力系统都没问题。

在研的高级推进的情况：

曲速引擎：

理论物理学家米给尔·阿库别瑞（Miguel Alcubierre）在1994年提出的阿库别瑞度规定义了曲速引擎的时空，按照广义相对论来解读，这是一种洛伦兹流形，允许一个曲速泡出现在原先平坦的时空中，并在实质上以超光速移动。
制造曲速泡需要巨大的负能量，但后来NASA的哈罗德·G·怀特改进其数学模型，用曲速环的形式将拖动较少物质需要的负能量压缩到卡西米尔真空可以承担的范围附近^[2][3]。他已经就此进行了一些实验，这被广泛解读为NASA在研制曲速引擎。
EM驱动的漏磁的疑似曲速泡：

零点能推进器：

2014~2016年，NASA考察了零点能推进器的理论可行性，在目前的低级理论与低级技术下较完善的基础论文如下：

这是真正真铭的第一类永动机，难度可想而知。目前的理论模型可以在10年里将横截面1平方米的飞行器加速到0.1米每秒，所有能量从真空中取得。我们对零点能和真空的了解仍然非常粗浅，需要进一步研究，目前的数据并不重要，毕竟在1900年人们曾经用严格的计算证明火箭无法飞上月球——对于不够了解的东西，怎么算都没啥用。
在风险方面，真空衰变并不会发生。卡西米尔效应已经在实验室里从真空中创造出光，而没有产生任何坍落。
现在我们已经有非常原始的卡西米尔电池、循环卡西米尔动力装置、气体循环卡西米尔腔等微小功率的零点能装置的设计，但初步实验还没有取得公认的成功。
世界各地有一小部分民间人士致力于设计利用零点能的装置，直接创生能量的第一类永动机和用卡西米尔效应强制吸热的第二类永动机都有，其中一部分宣称取得了一定成果，但目前的“实物”并不起作用。
当然，也存在微小的可能性：可控核聚变发电商业化的进度会晚于零点能装置，使前者变得毫无意义。

黑洞引擎：

物质沿螺线落向黑洞时，强大的引力场使得物质摩擦并被加热，发出白热光并产生磁场，该磁场使物质流沿黑洞极区高速喷出。黑洞的吸积盘足够热得辐射出X射线。这一过程能够释放出物质的质量的10%对应的能量，而恒星核聚变的效率只有0.5%。在能制造出宏观黑洞并控制得住它的场合，将任何垃圾投向黑洞都可以从高热吸积盘散发的电磁波与高能粒子和黑洞极区抛射的高能粒子射流获取大量的能量，吸积盘的磁场也可以支持发电机。将任何垃圾投向带电的黑洞都可以增加它的转动能量，高速旋转的带电黑洞可以支持巨大的发电机。而黑洞吸入物质获得的质量也会随着时间以霍金辐射的形式放出，不会一直堆积在黑洞里。霍金辐射有黑洞越小则辐射强度越大的特点，小黑洞的霍金辐射可以比恒星更亮，投入物质维持它的存在就能持续获得能量。这是人类现在知道的效率最高的能量产生方式。
黑洞可以具有电荷，小黑洞可以被电磁束缚，对于大黑洞则可以围绕它在一定距离外建立设施。在合适的轨道上，黑洞吸积盘的辐射压可以和具有足够轨道速度的设施受到的引力平衡而防止设施偏离或坠入黑洞。
制造黑洞的方法可以是用大规模供电系统将大量太阳辐射转化成电能支持若干加速器、激光器或直接使用太阳能泵浦，将粒子加速至超高能或产生强激光，汇聚至一点。也可以是用大量核材料造成核武器，聚焦其起爆产生的X射线。无论如何，产生这样的黑洞需要粒子达到1千亿亿亿电子伏特以上的能量，这比人类现在最大的粒子加速器LHC的能级高了千万亿倍。
靠多维空间理论的ADD模型可以降低产生黑洞需要的能级直至较靠近LHC的能力^[4]，这种支持粒子加速器造黑洞的理论是最接近我们现有科技水平的。也有学者做了关于LHC已经能产生微黑洞的研究^[5]，但这还需要进一步证实。ADD模型的微黑洞对霍金辐射稳定，即使从量子级开始一个个吞噬原子也能维持自身。

参考

1. ^ https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0094576519312457?via%3Dihub
2. ^ https://ntrs.nasa.gov/archive/nasa/casi.ntrs.nasa.gov/20110015936.pdf
3. ^ http://earthtech.org/publications/davis_STAIF_conference_2.pdf
4. ^Dejan Stojkovic, 2005 https://www.researchgate.net/publication/8034759_Distinguishing_Between_Small_Arkani-Hamed-Dimopoulos-Dvali_and_Randall-Sundrum_Accelerator-Generated_Black_Holes
5. ^Barbara Betz,Marcus Bleicher,U. Harbach,T. Humanic,B. Koch,Horst Stoecker, 2006 https://www.researchgate.net/publication/2020077_Mini_Black_Holes_at_the_LHC_Discovery_Through_Di-Jet_Suppression_Mono-Jet_Emission_and_a_Supersonic_Boom_in_the_Quark-Gluon_Plasma_in_ALICE_ATLAS_and_CMS

我们一步一步来飞啊。从能量级别的角度来说，从低到高，我们可以选择的是：化学能、裂变能、聚变能、湮灭能，以及无工质飞船。我们人类目前位于第一、二个级别：化学能——裂变能，我们下面一个个来看：

一、人类目前最远的航天器——旅行者号

目前最远的人类飞行器是旅行者1号和2号，它的能源是钚238，发射时的功率为470W，根据钚238的半衰期，它的功率每年会损失0.79%。

旅行者1号途经土星时利用了引力弹弓效应，离开银道面，向上方的武仙座飞去。

而旅行者2号经过海王星以后向银道面下方驶去天狼星。

它们的速度大约为17km/s，而第四宇宙速度（银河系逃逸速度）为110-120km/s，看来它们出银河系的指望不大了。

二、靠质能转换能不能出银河系？

可控核聚变对于人类来说还是“永远还有50年”，从某种意义上，聚变能和湮灭能处于一个级别，只是后者的质能转换效率是100%，而前者较低而已。我们就优先考虑湮灭能，如果靠正反物质湮灭都出不了银河系，那么单纯靠核聚变燃料，也注定没有希望。

要进行星际旅行，当然是首先加速到亚光速，由于相对论效应，虽然地球人看到我们走了很长时间，但飞船上的航天员并不会感觉如此，因为他们的钟慢了。如果我们需要安全抵达某地，我们还需要经历一个减速过程。可以通过一定的数学计算，找到一个最优解，携带的燃料最低，这里我们就不多写了，因为多一个公式都会少一半的点赞~~~

有人计算过，即使考虑相对论效应，在人一生的尺度内进行星际旅行，使用湮灭能的话，需要携带的燃料如下：

可以看出，即使是抵达我们银河系的中央，我们也需要携带将近100万吨的燃料，而要安全抵达仙女座星系，则需要42亿吨燃料。很容易理解的是，去往越远的地方，需要的燃料将以几何级数增长。看来，依靠核聚变、湮灭能，在本太阳系还能玩玩，要进行银河系的漫游甚至系外漫游，这玩意还是弱了点。