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未来世界逃离攻略 世界末日怎么逃生指南

2023-05-31 05:27:00

虽然旅行者1号已经离开太阳系进入星系空间,但这个飞行了几十年的探测器能给人类带来什么呢?

带地球还是宇宙飞船?

作为一颗黄矮星,太阳的寿命约为100亿年。目前,它已有50亿年的历史。在50亿年内,其核心氢气将全部耗尽,核反应将继续从氦聚变为碳、氮、氧等元素。它最终会膨胀成直径超过100倍的红巨星。如果当时人类还在地球上,你会看到整个天空充满了太阳,海洋就会蒸发成沙漠。

离开太阳系有两种方式:一种是把地球放在发动机上(漫游地球的想法),让它进入太空;另一种是从地球上发射宇宙飞船,寻找新的行星并定居在那里。

就目前对地球的理解而言,宇宙飞船的想法显然更可靠。虽然地球似乎有一个完整的生态系统,但巨大的发动机推力会使板块活动活跃,使冷却后的岩浆以火山的形式喷发。硅含量低、流动性强的基础岩浆会吞噬表面的大部分植被。

即使一些土壤能在熔岩中生存,离开太阳后温度的突然下降也会使水形成冰晶,这不仅宣告了种子的死亡,也宣告了相当数量的微生物和多细胞动物的死亡。更重要的是,没有光合作用,人类很难获得酶,生产22亿吨粮食,支持70亿人。

所以总的来说,宇宙飞船很可能是第一个载人飞出太阳系的。因为找到一个合适的行星比在废墟中重建地球的生态系统要容易得多。银河系有1000亿颗明亮的恒星,附近总有几颗行星。

“开普勒-22b这无疑是一种想象力。几年前,参与美国宇航局开普勒任务的科学家宣布,他们首次发现了一颗可能适合生活在类太阳星周围的新行星,并将其命名为开普勒-22b”。

速度是王道

假设开普勒-22b和地球一样,有陆地和海洋,温室效应是通过大气产生的,平均表面温度约为22℃。唯一遗憾的是,它离我们有点远,离太阳系600光年。

开普勒-22,根据现有的人造飞船,最快的新视野探测器(速度约为15.5公里/秒)飞向600光年。b大约需要1160万年。即使是离我们太阳系最近的恒星,半人马座附近,也有4.22光年远。

但事实上,如果我们足够快,距离不是问题。根据狭义相对论的洛伦兹变换公式,如果我们能达到接近光速99%或更高的速度,地球上的人将等待600年,但在宇宙飞船上,当速度接近光速时

在这种情况下,距离将缩短到几年甚至十个小时以上。在宇宙的真空环境中,不需要额外的燃料来保持这种速度。

问题是,我们如何接近光速?20世纪50年代末的猎户座计划似乎给了我们方向。1958年,美国政府开始实施猎户座计划,秘密开发核动力航天器。该飞船有60层楼高,配备了数千枚小核弹。发射后相当于2万吨TNT能量小原子弹每10秒在尾部爆炸一次。根据计算,猎户座飞船可以携带40名宇航员,100吨的设备和食物将在125天内在地球和火星之间往返。其极限速度可达光速的1/10。

众所周知,虽然没有技术缺陷,但该项目已经停止,因为放射性粉尘的释放会污染地球。但如果在世界末日,我们能以毁灭地球为代价飞出太阳系吗?答案是否定的。

即使我们提前规划好航线,通过火箭将相应大小的核弹头放置在飞船通过的航线上,也很难在飞船逐一爆炸时将速度积累到接近光速的水平。由于地球上的核弹主要依靠体积突然膨胀产生的冲击波产生巨大的破坏力,但在真空环境中几乎没有冲击波,只有一定的辐射压力,可以通过太阳风实现。

其实原理很简单,就是通过巨大的帆环绕太阳,吸收辐射压力,实现速度积累。当然,这也是一个缓慢的过程,一方面是因为太阳的辐射压力很小,另一方面是因为人类对加速度的承受能力有限。如果以1ɡ加速度为基准(1)ɡ相当于9.8米/秒2的加速度),要达到30万公里/秒的光速,飞船需要在太阳周围飞行一年,到达目的地后不会减速很长时间。

海盗之旅

因此,在这么长时间内,如何在宇宙飞船上生存已经成为一个新问题。理想情况下,宇宙飞船将拥有一个类似于地球的微生态系统,包括集约农业区、居民区、热带雨林、沙漠和其他组成部分,生物圈2号实验所尝试的那样。

然而,实验结果和岛屿生物地理学告诉我们,在航天器中重建封闭的生态系统几乎是困难的。因为岛越小,灭绝的可能性就越大。一个重要原因是岛上不能容纳太多的生物个体,而且很容易因意外因素而灭绝。

相反,岛屿越小,形成新物种的可能性就越小,因为没有太多的遗传多样性或太多的新生态位置。除非在未来,人类可以通过先进的自动化技术和生态知识放弃自然生态系统,使所有的物质循环都由机器完成。

当然,没有捷径。例如,我们可以使用一个开放的生态系统在宇宙飞船中生存。换句话说,他们派小宇宙飞船像太空海盗一样一路航行和掠夺资源。大约1%的已知外星行星含有水、水蒸气或冰。如果我们能找到这些基本物质的足够来源,我们的海盗只需要提供一个完整的工农生产系统,而不是整个生物圈。

但这样做的风险在于很难保证掠夺的稳定性。因此,虽然被称为掠夺,但人类仍然需要一个小规模的生态系统和足够强大的物质循环能力。也就是说,穿梭于行星群之间,收获资源,将废物排放到地球上,等待其自然循环。我们应该确保向地球反馈足够的物质,确保废物不会导致地球本身的大气结构(如氧气不能大规模排放到还原大气),确保持续的危险物质(如长半衰期核废物)不会大规模排放到地球上,确保一些行星不会被过度掠夺。

从这个角度来看,距离太阳约180亿公里的旅行者1号携带55种语言的人类问候和各种音乐记录。它不仅是第一个离开太阳系的人造物体,也是最优雅的。

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