但這種新獲得的正當性是否名副其實？作為一名研究飛機和航天器設計的航空航天科學家，我借助數學、物理學和工程學原理來審視這個問題。要評估外星訪客的可能性，就需要理解一艘外星飛船抵達地球需要克服哪些障礙。

我們的太陽系中沒有證據表明存在智慧外星生命。因此，任何外星訪客很可能都必須來自銀河系內的另一個恒星系統。

距離太陽最近的恒星比鄰星位于4.25光年（約25萬億英里或40萬億公里）之外。

打個比方，如果地球只有豌豆大小，那么到比鄰星的距離大致相當于紐約到澳大利亞悉尼之間的距離。

鑒于星際距離的規模，任何外星飛船前往地球的旅程都必然會跨越多年，甚至可能長達數個世紀。但隨著旅途時間的增加，災難性事故或系統故障的風險也會增加，這些都可能危及整個任務。因此，通過盡可能快的速度來避免過于漫長的旅程就顯得尤為重要。

任何物體都無法達到或超過光速（約每秒186,000英里或300,000公里）。但在接近這一閾值之前，工程上的限制就開始顯現。有限的燃料供應以及結構損壞的可能性將限制飛船的最高速度。

目前對于星際航行速度沒有一個普遍接受的上限，但研究往往趨向于將每秒19,000英里（30,000公里/秒）——即光速的10%——作為一個現實的巡航速度。以這一速度，10光年的旅程大約需要100年才能完成。

找到一種方法將飛船加速到目標巡航速度，是任何潛在的外星探索者面臨的核心挑戰。

星際空間浩瀚無垠，但空空蕩蕩也有其優點。沒有大氣意味著沒有空氣阻力。因此，當飛船達到巡航速度后，它可以關閉推進系統，依靠慣性滑向最終目的地。不幸的是，沒有大氣也意味著在抵達前沒有任何東西能讓飛船減速。所以理想情況下，推進系統既要在旅程開始時用于加速，也要在結束時用于減速。

一種更奇特的推進策略是使用高功率激光束推動飛船穿越太空。激光束從旅行者母星附近的一個固定陣列發出，射向飛船上一面薄薄的反射帆。激光束的光子對帆施加輻射壓力，推動飛船前進。

這種方法的一大優勢是不需要攜帶燃料。但運行激光所需的能量和基礎設施將極其龐大。此外，光束推進無法提供減速機制。充其量，這種方法只能作為混合策略的一部分，利用另一套系統進行減速。

更實用的方法是使用火箭推進。火箭通過向后噴射高速排氣流產生推力。通過改變排氣的方向，火箭也可以用于減速。

它們的主要缺點是，除了搭載乘客、棲息艙和其他生命維持系統外，火箭還必須攜帶自己的燃料。額外的負載需要更多的燃料。換句話說，你需要燃料來運輸你的燃料。結果就是代價高昂的雪球效應，導致總燃料需求膨脹到荒謬的程度。

火箭推進大致可分為三大類。

化學推進利用化學反應——通常是燃燒——從原子之間的化學鍵中提取能量。迄今為止所有的人類太空任務都使用化學推進。這種方法的問題在于，它只能利用燃料中所含能量的一小部分。

因此，在一艘巡航速度為每秒19,000英里（30,000公里/秒）的飛船上使用化學推進，所需的燃料將超過可觀測宇宙中所有物質的質量總和。

反物質推進在理論上是最有效的選擇。當反物質與普通物質接觸時，兩者會發生相互湮滅，其總質量的100%轉化為能量。這使得在燃料質量不到飛船總質量四分之一的情況下，就能達到同樣的巡航速度——光速的十分之一。這是科幻小說級別的燃料效率，使反物質成為星際推進的一個有吸引力的選擇。

缺點是反物質極其不穩定且難以制造。迄今為止，粒子物理學家僅制造了不到200億分之一克的反物質。此外，這些粒子的壽命只有幾分之一秒，成本卻高達數億美元。

核聚變為反物質提供了一種更可行的替代方案。這種方法利用與太陽供能相同的原理，從原子核內部獲取能量。以目前的技術，聚變發動機仍停留在理想階段，但理論上，每千克聚變燃料所能產生的能量是化學火箭的一千萬倍。

盡管如此，一艘以每秒19,000英里（30,000公里/秒）巡航速度飛行的聚變動力飛船，所需的燃料仍將達到飛船自身質量的150倍。

這些數字假設我們的外星訪客已經弄清楚了如何高效地將反應堆——無論是核聚變還是反物質——釋放的能量轉化為推力。

同樣重要的是，他們必須能夠設計出優化后的燃料箱結構，既要超輕量級，又要高度安全。從燃料箱到船體，飛船結構的設計將是整個任務中最大的工程挑戰之一。

星際空間中零星散布著氫原子和微小的宇宙塵埃顆粒。以每秒19,000英里（30,000公里/秒）的速度飛行時，塵埃顆粒撞擊飛船船體的能量相當于一顆。22口徑的子彈。氫原子的轟擊會產生劇烈的輻射級聯，即使是現有最具韌性的工程材料也會被侵蝕。

要在這種猛攻下幸存下來，至少需要一座配備復雜磁屏蔽的飛行堡壘。這會增加飛船的總質量，從而進一步提高對燃料的需求。

這個例子只是困擾任何星際飛船的數百個微妙設計權衡之一。每一個單獨的設計要求都像一道過濾器，減少了可行解決方案的數量。

要找到一個同時滿足所有要求的單一系統，就像在網上買車一樣。每應用一個新的篩選條件——四輪驅動、黑色外觀、里程表讀數少于10,000英里——可選的選項就會減少。

當設計要求相互矛盾時——例如，要求結構既輕便又極其耐用——可行解決方案的數量可能會降至零。

沒有任何一條物理定律禁止外星飛船前往地球。但數百個極端且往往相互沖突的工程要求共同作用，可能會使這在物理上變得不可行。

歸根結底，工程挑戰只是星際旅行的眾多障礙之一。任何潛在的外星訪客還必須具備足夠的認知能力、技術成熟度、物理資源、集體意愿以及與地球的接近度。

話雖如此，如果天時地利人和湊齊，一艘外星飛船完好無損地抵達地球，它將引發一連串迫切的問題：他們從哪里來？他們想要什么？他們是由什么構成的？

但最能揭示宇宙深層奧秘的問題是：“他們究竟是怎么到這里的？”