星際旅行[天文學名詞]

星際迷航（Star Trek，又譯星艦奇航記，星空奇遇記、星艦迷航記、星際奇旅、星際迷航）是項集合名，指的是全部設定在同一個虛構宇宙中的六代電視科幻電視系列劇（總共726集）、十二部電影、上百部小說、電視遊戲以及其他虛構作品，該宇宙是由吉恩·羅登貝瑞（Gene Roddenberry）於1960年代初期到中期所創造。

釋義

它描述了一個樂觀的未來世界，在那時人類已經戰勝了地球上的疾病、種族、貧窮、偏執與戰爭。主角們探索銀河系，尋找新世界並且與新的文明相遇，同時也幫助散播和平與理解。《星際旅行》是科幻娛樂界史上最受歡迎的名字之一，也是電視史上最受歡迎的系列電視系列劇之一。

可行性分析

如果我們能夠向整個宇宙擴張，為什麼要擔心地球上有太多的人？早期歐洲通過將其過剩人口運往新大陸而解決了它的人口問題，為什麼我們不能繼續這一進程？我們的太空計畫已經指出了道路。”這種可能性時常在公眾集會上提出，1958年，美國NASA（國家航空航天局）成立後4年，其國會監護人即科學和宇航委員會支持也將太空移民作為“人口爆炸”問題最終的解決辦法。

適宜居住的行星有幾個？這些星球對於我們這些地球人來說真的是可居住的嗎？20世紀初，曾有人認為火星和金星是人類生活的可能之地。但NASA成立後不久發現，環繞太陽的其他行星都不適合我們這種生命生存已是無可辯駁的事實。我們知道，一個在金星表面的人將不得不在足以將鉛融化的溫度下生活，他呼吸的是二氧化碳含量為96%的空氣，在相當於我們的洋面1/2英里以下水壓的大氣壓下勞作。（據推測，金星已經遭受了毀滅性的“溫室效應”。）至於火星，這個科幻小說中的常客，在這顆紅色的行星上生活就像住在兩倍於珠穆朗瑪峰的高度上。火星的空氣中僅含有極少量的水分，其大氣壓力只是地球海平面大氣壓的1%；無論白天還是夜晚，溫度都在華氏0度以下。因此，當談起天體間的移民時，其實我們考慮的只是恆星間的遷移，移向太陽以外的其他恆星——假設它們有自己的行星。進一步的假設是，在這些假想的行星中，有幾個也許像地球一樣適宜於生命。

科學數據

距離:

除太陽以外最近的恆星是半人馬座的α星，距離為4.3光年。（“光年”是一種長度單位，而不是時間單位，它是指光在一年中所移動的距離。）從地球到半人馬座α星的距離是25萬億英里。

運輸時間:

為了逃離地球，宇宙飛船的速度必須超過每小時25000英里。以25000英里/小時的速度，這艘宇宙飛船要用10億小時才能到達半人馬座α星——運輸時間合計達114000年。設計出一種能夠成功地自我維持10多萬年的自給自足的人類移民隊，這種想法是令人可怕的。還需要更快的速度。

即使是光速，到半人馬座α星的旅行也要用4年時間，但是我們有充分的物理學理由認為不可能接近這一速度。塞巴斯蒂安·馮·赫爾納認為光速的3%是我們所能期望得到的最大速度，也就是2200萬英里/小時。以這一速度，從地球到半人馬座α星要花費140年。旅行需要5代人的時間。也許有人會認為，未來技術的進步能縮短運輸時間；但另一方面，如果半人馬座α星沒有假想中的適於人類生活的行星呢？在這種情況下，我們的五月花號宇宙飛船將不得不再次“起航”，也許再過5代，它的乘客才有望找到新的地球落腳。

能量:

不要以為五月花號宇宙飛船能夠像地球一樣，通過平常的農業就能夠自給自足。陽光只能使飛船上的綠色植物在旅行之初的個把月里生長。遠在飛船飛到海王星之前，陽光就不足以進行光合作用了，而人人都知道遙遠的恆星是多么的暗淡。在黑暗中，植物要吸入氧氣，就像動物時時刻刻所為。所以在遠未接近海王星之前，植物就會同人類爭奪氧氣了。既然半人馬座α星是最近的恆星，這就意味著140年旅行的絕大部分時間裡將只有星光相伴。毫無疑問，這非常浪漫，但並不非常有營養。需要用飛船上的能源來再生氧氣。從什麼渠道能使移民隊成員獲得5代人在黑暗中生活所需要的能源呢？

弗里曼·戴森建議旅行者可以在飛船尾部一個接一個地投下氫彈，利用飛船和爆炸之間的屏障捕獲10%的能量。（顯然在我們的飛船出發之前，需要解決不少工程上的細節！）移動的移民隊需要一種安全的存儲和使用能源140年的方法。

成本:

我們的祖先用於支付駛向美洲的歷史性的五月花號旅行的積蓄和捐贈，可以表示為用於積累必須資本所需要努力的人年數。戴森認為，在五月花號將清教徒前輩移民帶到北美的旅程中，需要一個人用7.5年的勞動來支付一個家庭的旅費。對於19世紀摩門教徒從伊利諾斯州到猶他州的歷史性旅行，他計算的費用是每個家庭需要花2.5個人的年收入。對於一個設計最為周到的太空移民隊計畫，他估計每個家庭的費用是1500人/年。如果我們假設每個家庭有四口人，則意味著每個人要用375年的勞動收入來支付太空旅行。

當我們以工作的人年數這一基本術語表示旅行費用時，顯然，幾乎沒有哪位旅客能付得起他的旅費。一個人一生工作50年（從15歲到65歲），結果只是50個人年的工作，並且在其生活的進程中消費了這一數目的大部分。說出他能積累多少並非易事，但肯定不多。因此，宇宙飛船上每一位假想的移民都必須得到留在地球上的一大群人的資助。這一科學事實顯然呼喚著政治制度的某種慷慨。

雖然與工作的人年數相比，美元不是基礎的尺度，但是粗略地以美元表示旅費我們也會有所收穫。考慮一艘核潛艇的情況。這是一部精心製作的機器裝置，但顯然不如一艘能夠進行140年星際旅行的宇宙飛船那么複雜。一艘典型的核潛艇耗資10億美元，承載140名水手。每個水手的登艇費用是700萬美元（我們還忽略了數目可觀的運行費用）。如果每一名水手都必須購買其在潛水艇上的位置（就如19世紀的英國紳士不得不在官方機構購買他們的資格一樣），一個普通人在老到無法上船之前能賺夠一筆支付登艇費的錢嗎？一個普通人能夠從一份普通工作中一年省下10 000美元，這已是很難得的了。以這一樂觀的儲蓄率，他需要700年才能積累起所需要的登艇費。

100年內能實現

星際旅行[天文學名詞]

星際旅行似乎是不可能實現的場景，但是一些天體物理學家們卻不這么認為，來自悉尼大學的教授杰倫特-路易斯認為未來100年我們會實現空間飛行速度上的突破，星際旅行會成為可能，同時他描述了宇宙飛船利用時空的扭曲進行星際旅行的想法，指出目前星際旅行之所以沒有突破，是因為我們還沒有發現負能量密度的適應材料。從理論上看，利用時空扭曲實現太空旅行的可能性是存在的，或許不久的將來我們會有所突破。

愛因斯坦的理論影響著人們生活的各個方面，目前該理論已經100歲了，這是一個偉大的理論，描述了時空扭曲的客觀現實，但我們只觸及該理論的表面。杰倫特-路易斯教授認為在接下來的100年至數百年內，我們將揭示更多關於宇宙理論的奧秘，其中一個突破口就是星際旅行。但是科學家首先要獲得合適的材料來建造這樣的宇宙飛船，如果我們了解愛因斯坦給我們留下的方程，就可以理解時空扭曲理論還有更多的奧秘等待被發現。

在理論上看，曲速驅動是可能的，製造曲速驅動宇宙飛船的材料也存在於我們的宇宙中，但我們仍然不知道如何發現和套用它們。愛因斯坦狹義相對論在1905年指出，沒有物體的運動可超過光速，但是後來的科學家發現，愛因斯坦的方程解決方案中卻允許空間移動的速度超過光速，如果我們把宇宙飛船前後的時空扭曲，就能夠利用時空本身的性質超光速運行。

當前的宇宙觀測也發現，恆星間的距離非常遙遠，如果沒有星際旅行技術，我們不可能完成宇宙殖民地的建設。即便以光速前進，前往距離地球最近的恆星也需要數萬年的時間，前往最近的星系更是需要200多萬年。巨大的距離會阻礙我們殖民宇宙，因此需要實現速度上的突破，它的奧秘就存在於愛因斯坦的相對論中。