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你在每颗行星上可以撑多久——太阳系移民指南

2019-09-04 编辑:鹏程 文章出处:CASUAL可追
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摘要:

总之,从1961年Yuri Gagarin首次进入太空起,我们已经走过了人类登上月球,探测机器人登上金星与火星;我们拍摄了木星、天王星、海王星的特写,飞越了土星环,揭露了冥王星的瑰丽的冰冻,甚至一窥黑洞的样貌。虽然移民太空仍然看来甚远,但终有一天,我们会做好准备的吧。

火星生存计划

上周,在全球瞩目的“双马会”上,马云和马斯克围绕科技、智能等领域展开对话,其中当然包括了“移民火星”的话题。

两人一番客套之后马爸爸的态度就是“I Don’t Care,”与一心只想移民火星的“钢铁侠”形成鲜明对比。

你在每颗行星上可以撑多久——太阳系移民指南

目前,关于外太空生活,我们知之甚少,对于马斯克提出的移民火星计划,更是“望山跑死马”,唯一的想象案例也许来自《火星救援》。

你在每颗行星上可以撑多久——太阳系移民指南

今天,可追就带大家从科学的角度分析,不依傍额外的高科技,在太阳系的其他星球生存到底可不可行。

如果你的人生还剩80秒

是的,80秒,是你能在火星上“独立生存”的极限时间。

火星

也就是说,你费尽周折武装到牙齿,经过长途跋涉终于踏上火星的土地,脱下太空服,摘下氧气罩,张开双臂打算迎接新生活的时候……一切就结束了。友情提醒,脱太空服的速度还得麻利点,要不然会死得不太体面,真的。

你在每颗行星上可以撑多久——太阳系移民指南

严肃认真地说,火星平均气温是-62°,也就跟南北极差不多,这个温度还算可以接受,可是,火星上95%的气体是二氧化碳,不借助外力的话……80秒,没得商量。如果我是马斯克,我也会搞个移民火星计划,把前任啦~情敌啦~数学老师啦~什么的都送过去。

水星

相比火星的吝啬,水星会给予地球人多10秒的友好:在水星上,昼夜温差可不是闹着玩儿的。提问:换季的时候,昼夜温差超过20度人类容易感冒,那如果昼夜温差超过500度,人类会容易得什么病呢?

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水星白天气温能够高达摄氏426°,晚上的温度约为摄氏-178°,也就是说,在白天,你就是太上老君炼丹炉里的一颗仙丹,到了晚上,你就变成了冻干肉,或者像刘慈欣笔下的人物学会自我脱水,才有可能见到第二天的太阳。

如果仅以人体正常的耐受温度来看,你在水星生存的时间只有白天转向夜晚的那一瞬间,时间大概是,90秒。

无论80秒还是90秒,似乎都不太理想。可是这已经算是相对友好的情况了:

金星

金星上平均温度摄氏426°,98%是二氧化碳,比火星上的更醇厚,压力却是地球的90倍,且表面被厚厚的硫酸雨云层包裹,在这种环境下,身体健康的成年雄性生存时间约为1秒。

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木星

木星就是个化学气体滚筒洗衣机,它表面富含氢气和氦气,会形成强烈的气体对流,旋涡裹挟气体形成氨雪晶体……不想往下说了。

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土星

土星上的环境可没有它的中文名字听起来那么淳朴,它的表面刮着永恒的强风。地球上的最高风速是17级,速度是每小时202-220公里,而在土星上,这个速度的风顶多算微风,土星上的风速是每小时1800公里,可能一眨眼的功夫就把你吹到海王星了——一个刮着“超音速强风”的星球,其险恶程度不言而喻。

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还剩一个天王星,情况也并不乐观,天王星表面被水、氨、甲烷等混合物覆盖,目前没有人能解答碳基哺乳类肉体在这样的环境下能生存多久。

截止到这里,我们还只是探讨了抵达其他星球之后可能面对的情况,可现实是,也许在抵达之前,你就已经交代了。

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挑选完目标星球后,就能拎包入住吗?

如果这么简单,马斯克就不会在大庭广众之下提到这个问题时一脑门儿的官司了。

飞离地球摇篮后,人类将面临层出不穷的死亡挑战。未知的宇宙中隐藏着暗礁,作为穿越星际,带领数千乘客经历严苛太空航程的交通工具,宇宙飞船需要极坚固的防护度,可以承受宇宙中的太空垃圾及“高速小行星”的撞击。

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如果我们拥有可以达到光速的宇宙飞船,旅途可能会比较容易熬过。根据爱因斯坦的相对论:如果航速是光速的99.5%,那么时间本身就会变慢,慢到原本的十分之一。

也就是说,如果我们搭上一架航速近乎于光速的飞船,就是“船上十年,地球百年”的差距。一百光年的航程,对于我们,就好像时间刚过去十年而已。(西游记诚不我欺!)

可是时间如此不对等,时差十年,时间错落,一切就再也回不去了。当我们到达移民目的地,或者在途中想要和亲朋好友Facetime一下,却看到他们显而易见地以十倍增速变老,也不太好受。

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《美国队长》剧照

那么换成另外一种方式如何?我们不追求快,假设以2%的光速前进,也可以在一万年之间抵达几颗备选行星。衍生的问题是,航行的时间就会相应的变长,长到几代人需要在飞船中繁衍。

想想看,就算飞船上的食水空气都足够,船员以家庭为单位,孩子们从出生就开始学习宇宙航行的相关知识,但是在满足自我价值方面,这个小小的社会一定会遇到难题。

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在太空,要面对的挑战之一是如何长时间生活在狭小的空间中

有的世代将无法活着看到自己到达目的地,更可悲的是,有的世代还会在过渡状态下度过从未离开飞船内的短短一生。

科学家还给出了另一个解决方案——让飞船中所有的人进入休眠的状态。就像美国队长,《阿凡达》中的地球人,冰冻之后再解冻,跨越时间的鸿沟。

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《阿凡达》剧照

也可以像《流浪地球》一样,冷冻人类的胚胎或DNA。搭配着上飞船,冷冻一批成年男女再冷冻一批胚胎,将解冻时间设置成为飞抵火星所用的航行时间。到火星解封之时,这批成年的地球人可以照顾人类胚胎抚养他们长大。

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《流浪地球》领航者号

理论物理学家Freeman Dyson曾经构想了一架名叫猎户座计划太空船,其动力来自于核能的聚合裂变。已故去的物理学家霍金、Facebook的扎克伯格、俄罗斯富商Yuri Milner与美国NASA也曾经合作了“突破星际”任务,则计划打造一个由太阳能推动的迷你太空飞船原型机。

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猎户座计划太空船概念图

这个原型机主体只有芯片大小,外接超薄太阳能甲板,速度可达光速到20%。比现有的所有无人太空飞船都要快。该研究团队计划在20年内发射这艘太空船前往“南门二星系”。这个中庸的速度,你觉得怎么样?

另外,伟大的爱因斯坦还为我们留下了一个念想,一个“有捷径可走”的念想。

“虫洞”是爱因斯坦在研究引力场方程时假设的,他提出:虫洞是连接宇宙遥远区域间的时空细管,暗物质维持着其出口的开启。

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通过虫洞,也许我们可以进行时间穿越,或者平行宇宙之间的穿越。

宇宙飞船里的生活有多煎熬?

就算我们拥有了足够坚固、足够快速的宇宙飞船,也在光速运行和虫洞理论中找到了恰到好处的运行方式,但还有一个来自人类自身的问题需要克服——

人类脆弱的身体,能够承受这样漫长而遥远的旅程吗?

对于人类在太空中生活的测试,我们倒是不乏实验对象——那些曾经在太空站上生活过的宇航员。

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提到在宇宙飞船上的生活,浮现在你脑海中的是什么?是即将远离鸳鸯火锅烤串麻辣烫螺蛳粉,每餐只食用糊状物吗?

在最初进入太空的几年,科学家也不太肯定人类是否能在这种环境中进食。约翰·格伦——美国首位环绕地球飞行的宇航员在友谊7号飞行中携带了一些果酱和牛肉蔬菜泥,确认了在微重力环境中,人类是可以吞咽和吸收食物的。

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根据《重返阿波罗》一书中的记载,宇航员们的饮食要比我们想象得更丰富。

比如说,阿姆斯特朗开始第一次的月球漫步之前,所食用的太空第一餐包括了:培根条、桃子、曲奇、咖啡和菠萝葡萄柚饮料;第二餐则是:炖牛肉、奶油鸡汤、椰枣干蛋糕、葡萄饮料和橙汁。

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时间:1969 年 制造者:惠而浦公司 来源:美国密西根州

宇宙飞船可以提供人类生存必备的空气、水、食物、舒适的温度与压力,但在太空中缺乏重力这个大难题,仍旧会影响宇航员们的健康情况。(不要问为什么飞船不使用旋转结构来制造离心效应继而产生“人造重力”,这种体系将会需要非常大的规模,而且目前尚未真正问世。)

你在每颗行星上可以撑多久——太阳系移民指南

电影《星际穿越》里的飞船离心装置

虽然经过一段训练之后,人类可以适应失重状态,甚至在某些电影中看起来,漂浮在空中,在冰冷银调的太空舱环境中利用惯性与周围物体游走是非常轻松、酷帅的状态,但是,长期的失重状态、或者说微重力状态会令身体过于放松,导致肌肉萎缩、钙质随尿液流失,造成骨质疏松等问题。

你在每颗行星上可以撑多久——太阳系移民指南

人的脊椎会随着无重力状态被拉长,体液逆流会导致脸部浮肿,挤压眼球。虽然宇航员的这些不适反应在回到地球后可以恢复,但是在漫长到跨世代的太空旅程中,或是在未来居住星球的不同重力状态中,人是否会长成南瓜头的巨人,还不得而知。

另外,我们从很多电影中也可以看出,每当人类在太空中面对不知将延续多久的航程时,最大的挑战其实是长期被困在狭小空间中所需要忍受的孤独、疏离、单调、活动受限、个人隐私等等心理问题。毕竟,哪怕是和相识的朋友们在地球上的一间公寓里困上三五天,都会是难忍的事情吧。

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总之,从1961年Yuri Gagarin首次进入太空起,我们已经走过了人类登上月球,探测机器人登上金星与火星;我们拍摄了木星、天王星、海王星的特写,飞越了土星环,揭露了冥王星的瑰丽的冰冻,甚至一窥黑洞的样貌。

虽然移民太空仍然看来甚远,但终有一天,我们会做好准备的吧。


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