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流浪地球是真的在太空上吗(流浪地球里的那些超级科技)

时间:2023-06-11 作者: 小编 阅读量: 5 栏目名: 高考资讯

2017年3月,NASA提出的最坏可能出现了,比邻星的亮度在10秒内上升了1000倍,随后迅速回落。比邻星b在这次事件中受到的辐射,比通常太阳耀斑爆发时地球受到的辐射高出约4000倍。即使比邻星b存在生命,在这种程度的摧残下恐怕也难逃一劫。鉴于激光技术的先进性和敏感性,政治问题是不得不考虑的。为“突破摄星”飞行器提供能量的激光,足以将通信卫星蒸发,因此不可能交到某个单独国家手中。

这两天,微博上有不少网友上传图片,称他们在春节假期返乡道路上发现,不少地方道路电子显示牌上的警告标语换成了“道路千万条,安全第一条,行车不规范,亲人两行泪”。这足以说明,这条豪不押韵、略显滑稽的标语出处——《流浪地球》,已经在某种程度上成为一部现象级电影。

这个“现象”,不仅仅指单部电影口碑飙升、票房大卖,3天逆袭成春节档冠军,也不仅仅指“中国第1部科幻电影”“开启中国科幻电影”元年,更是指由其引发的,中国人科学或科幻热情的燃起。

在百度指数上搜一搜,你会发现,从2月5日这天起,百度搜索“木星”“引力”“半人马座”“离子发动机”等关键词的搜索指数都增长了2-3倍。网上也多了不少讨论行星发动机是否可行、引力弹弓是什么、地球最终要流浪到哪里之类的话题。

除了NASA,国内的科研人员也提出了一些问题。果壳网也提出了3个问题,包括其真实质量未知,最终可能是木星一样的气态行星;其大气情况未知,考虑到它的质量是地球的5倍,它的大气可能极为稠密,造成强烈的温室效应;鉴于观测手段有限,我们只知道观测到的一个信号,不知道比邻星b是不是一定真的存在。

不过,这场热烈的讨论只维持了1年。2017年3月,NASA提出的最坏可能出现了,比邻星的亮度在10秒内上升了1000倍,随后迅速回落。这是一次比最强烈的太阳耀斑还强10倍的恒星耀斑。比邻星b在这次事件中受到的辐射,比通常太阳耀斑爆发时地球受到的辐射高出约4000倍。即使比邻星b存在生命,在这种程度的摧残下恐怕也难逃一劫。

2018年,科学家又观察到了比邻星一次超级耀斑爆发,从地球上看,比邻星在耀斑爆发时亮度比起平时增加了68倍。地球如果泊入这样的恒星轨道,在耀斑爆发时,地球生态圈可能受到毁灭性打击。

国家天文台星云计划研究员李然在科普中国网站提出一种观点,比邻星并不适合作为地球流浪的终点,但可以作为一个中途补给站。在太阳临近大约16光年内有52颗恒星,这些恒星都可以作为流浪地球最终的备选之地。地球可以在这里获得燃料补充,前往下一个地方,例如,距离太阳12光年的Tau Ceti也许就是一个不错的选择,其亮度大概是太阳的一半,而且看起来非常稳定。

希望

读者需要知道的是,以上并非最终结论,因为到目前为止,人类从未,也无法近距离观测过这个星座和星球,即便是用哈勃望远镜看,半人马座α星A和半人马座α星B只是2个光点,比邻星黯淡无光,更不用说行星之类的更小星体。以上所有理论结果,基本上都是通过间接方法推测而得。可以说,对半人马座的探索热情,是这几年才兴起的。

目前,短期内最有希望取得进展的是欧洲南方天文台在智利修建的欧洲极大望远镜(E-ELT)。2017年,欧南台选定智利阿玛逊斯山为最终地址,将在此处建立全球最大、革命性的望远镜。该镜的口径十分惊人,主镜39.3米口径,面积近似于半个足球场,带来的是进光量的巨大提升。

据悉,该望远镜的进光量超过人眼的1亿倍,是伽利略望远镜的800万倍、哈勃望远镜的256倍、甚大望远镜单体单元的26倍,也是地球上现有所有8-10米口径望远镜进光量的总和。

此外,该望远镜配备了6个激光导星仪、第4-5级反射镜以及超强感光元件,通过光学自适应系统可实现每秒700次的光学细微调整,最大程度降低大气的干扰,预其计成像的锐度高于哈勃空间望远镜16倍。带来的结果是,届时,我们将直接看到比邻星b的真容,甚至可以直接探查大气层和地表,搜寻水甚至地表生命的迹象。

美国方面,40年前发射的“旅行者一号”,已经飞出了冥王星轨道,达到了逃逸太阳引力的速度。按照预先规划的路线,“旅行者一号”将在8500年后,离开奥尔特星云,4万年后飞临第一颗外恒星Gliese 445,7万年后终于路过比邻星,最后向着人马座方位,朝银河系中心驶去。

这毕竟是40年前的技术和规划,按照《流浪地球》设想,地球要在2500年后到达比邻星,当然,电影中的地球可以获得源源不断的动力,而“旅行者一号”基本上只能在宇宙中漂流,但无论怎么说,7万年,对于地球人来说都是一个过于宏大的尺度。

2017年,NASA提出了探索半人马座的新设想。美国喷气推进实验室计划在2069,也就是阿波罗11号登月100周年,向半人马座发射探测器。为什么要等这么久呢?原因很简单:现在还没有技术。

半人马座α星距我们4.4光年,按照憧憬中的能以十分之一光速飞行的飞船计算,也需要44年才能到达。因此,你,甚至你的下一代能否活着看到结果都不好说。最理想的情况下,探测器要到2113年左右才能到达半人马座,而且数据还要经过4.4年后,才能传回地球。

相较而言,霍金留下的遗产——“突破摄星”计划采用的光帆推进技术,可能更有可操作性。

按照设想,“突破摄星”将使用一个巨大的地基激光阵列,推动超轻型宇宙飞船的舰队达到超快速度。计划采用的宇宙飞船直径可能只有3到12英尺,相较于传统动辄数吨的探测器,其重量可以忽略不计。

同时,他们计划为飞船一种“纳米仪器”,质量只有1克,和一枚回形针差不多,但是这足以将光帆、相机和传感器等组件容纳于内。这些传感器可以测量磁场,从而保护行星不受辐射的影响,还可以探测到可能表明存在生命的特定波长的光。

而驱动这种飞船前进的,将是地球上的超大功率激光系统。工程人员需要造出功率够大、价格够便宜、相互紧密又足够连接的激光阵列,使数百万台设备可以像单台一样稳定;在短暂的功率输出巅峰,总功率需要接近1千兆瓦,大约相当于1000座核电站的发电量。根据预期,激光阵列的修建约需要花费100亿美元。

激光阵列将大量的光集中照射在纳米飞行器上,只需几分钟,就能赋予它惊人的60000G加速度。最终,“突破摄星”宇宙飞船的速度可以达到光速五分之一——1.34亿英里每小时,仅需在20年多一点,就能到达半人马座阿尔法星系的3颗恒星范围内。

鉴于激光技术的先进性和敏感性,政治问题是不得不考虑的。为“突破摄星”飞行器提供能量的激光,足以将通信卫星蒸发,因此不可能交到某个单独国家手中。这么看来,《流浪地球》中的地球联合政府倒也不是空想。

值得一提的是,在现阶段上,人类已经可以放下嫌隙。“突破摄星”项目2个重要参与方分别是俄罗斯亿万富翁米尔纳(Yuri Milner)和NASA埃姆斯研究中心,两个相互越来越不待见的国家,十分难得地在涉及全人类未来的大事上携手合作。

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