為什么人類無法離開太陽系?這個問題的答案非常殘酷,以人類現有的科技水平,我們不僅無法離開太陽系,甚至連“離開”這個想法本身,都面臨著近乎無解的挑戰。
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離開太陽系?為什么我們想要離開太陽系呢?老老實實地呆在太陽系中,呆在地球上不好嗎?這個問題總結起來,無非兩點:危機感與好奇心。
俗話說,雞蛋不能放在一個籃子里。我們的地球家園并不是永恒不變的。小行星撞擊、超級火山爆發,全球性氣候災難這些且不說,未來的太陽演化就足以將地球毀滅。10億年后太陽的亮度將會比現在亮10%,那時候的地球平均溫度將會大幅升高,不再適合人類生存。而50億年后,太陽老化成為一顆紅巨星,很可能將地球吞噬。人類的命運與單一星球綁定,風險極高。為了文明的延續,我們必須成為多行星物種,乃至跨恒星物種。
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此外,人類探索的腳步從未停止過。宇宙中是否存在其他生命?其他恒星那里的“地球”是什么樣子的?這份純粹的好奇心,也讓我們萌生了離開太陽系去外面看看的想法。
然而理想很豐滿,但現實卻骨感到令人絕望。我們想要離開太陽系,就得先知道太陽系究竟有多大?
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太陽系的邊界在哪里?不是45億公里外的海王星軌道,而是更遙遠的奧爾特云——一個由數千億顆冰質天體組成的球狀云團。它的邊界距離太陽大約1光年。
1光年是什么概念?光在真空中沿直線走一年經過的距離,大約是9.46萬億公里。我們知道,真空中的光速是每秒鐘30萬公里,1秒鐘足以繞地球7圈半。這就意味著,即使我們以光速飛到太陽系的邊緣,也得用1年的時間。可見太陽系是有多么的遼闊啊!
這么遼闊的太陽系,我們出得去嗎?現在來看,想都不要想,根本不可能。我們人類飛得最遠的探測器——“旅行者一號”,以每秒約17公里的速度狂奔40多年,現在離我們也才0.0039光年。它要飛出太陽系,還需要足足18000年!
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即使我們心一橫,一咬牙花費了18000年的時間終于來到了太陽系邊緣,那么還有一個難題擺在我們的面前。離開了太陽系后我們要去哪里呢?總不能再掉頭回去吧!此時,最近的太陽系外恒星比鄰星離我們還有3.24光年,大約31萬億公里。這又是一個讓人絕望的遙遠距離。如果乘坐“旅行者一號”,抵達比鄰星還得需要大約56000年。
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即使我們不考慮這7萬多年的星際旅行時間,來到比鄰星那里,仍舊有個殘酷的問題擺在面前。那里有宜居行星嗎?比鄰星確實有一顆位于“宜居帶”的行星——比鄰星b。但它很可能被母恒星潮汐鎖定,一面永晝一面永夜,并遭受著強烈的耀斑輻射,生存環境極為嚴酷。如果那里根本不適合人類生存,那不是白走一趟了嗎?很顯然,我們要離開太陽系還得必須找到一個能讓我們“落腳”的宜居星球才行啊!
太陽系很大,臨近的恒星系更加遙遠,難道我們就不能飛得快一點嗎?可問題就卡在這里了。為什么我們飛得這么慢?問題出在推進技術上。我們目前依賴的化學火箭,在星際航行面前,就像想用鞭炮把輪船推過大西洋一樣難。
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這里有一個魔鬼般的公式——齊奧爾科夫斯基火箭方程。它簡單粗暴地告訴我們:你想飛得越快,就需要攜帶越多的燃料;但燃料本身就有重量,帶著更重的燃料,你又需要更多燃料來推動它……這是一個指數級增長的噩夢。
舉個例子,想把一艘千噸級的飛船加速到光速的10%(這已是極快的速度),所需的化學燃料將是一個天文數字,多到整個太陽系都難以提供。
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因此,人類要想有能力離開太陽系就必須實現推進方式的革命性突破!例如,核聚變推進、反物質引擎、光帆推進等技術。只要我們能把宇宙飛船的速度提升至光速的10%左右,那么離開太陽系只需要10年,飛到比鄰星那里也就40多年!這雖然看上去也很漫長,但至少看到了希望的曙光。可惜的是,這些技術,目前都還躺在實驗室或理論物理的論文里。
可問題又來了!就算我們解決了推進問題,造出了幾十年就能飛到比鄰星的飛船,我們人類這副“碳基肉體”能扛得住幾十年的星際旅行嗎?
在離開太陽系的旅途中,宇宙有害輻射會損傷我們的大腦和中樞神經;長期的失重會讓我們的肌肉萎縮、骨質流失,等到了目的地,我們可能已經虛弱到無法站立了。
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此外,想象一下,一個人在宇宙飛船中度過漫長的幾十年,窗外是永恒的黑暗,目的地卻遙不可及,是一種什么感受?這種極端的封閉和孤獨感,足以讓人心理崩潰啊!
最后,人類離開太陽系的星際旅行中途是沒有補給的。宇宙飛船必須是一個能完美運行數十年甚至上百年的微型生態系統,實現空氣、水、食物的100%循環。
所以,為什么人類無法離開太陽系?答案是因為我們被距離、能源、生命和技術四重枷鎖牢牢地束縛著。看來,在成為“星際種族”之前,我們或許得先升級一下自己的“硬件”才行啊!
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