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殖民外太空之人类晋升至恒星文明,45光年外的恒星成殖民对象!

 宇宙时空探索 2020-11-16

在遥远未来我们的太阳将会死亡,天空将着火,海洋会沸腾,群山都将融化,地球也会被太阳吞没,而我们几乎无计可施。如同电影里无畏的太空人,为了确保人类的生存,人类必须在群星之间找到新的居住地。

新的居住地必须符合三个条件。首先,它必须具备合适的环境以维持生命,第二,它必须维持稳定达到数十亿年,因为它毕竟是人类的新家,第三,它必须足够出色显示我们已成为银河文明。

首先最重要的当时是找到一颗恒星,这很重要,因为没有恒星就没有光和热。我们的银河系有很多恒星,不幸的是它们多数都无法维持生命,比如说红巨星,它可能很不稳定,有一天它会爆炸成超新星甚至成为一个黑洞;还有很常见的红矮星,只是它们发射的光很微弱。那么燃烧氢气的黄色主序星,就像我们的太阳正适合我们的需求。

幸运的是,我们的银河系有几十亿颗这样的黄色主序星,但我们不能随便就挑一颗搬进去。科学家认为恒星四周充满巨型小行星和致命彗星,我们在那里建立家园可能会被毁灭。但科学家可以效仿我们的太阳系,利用秘密武器对抗致命的太空岩石,那就是木星。

木星的质量是太阳系所有行星综合的2.5倍,这些质量赋予了它巨大的重力,数十亿年来它清理了无数太空岩石,也缩减了小行星带。为了能够安全定局,我们要寻找的太阳系需要有木星这样的推进器,但要怎么找到一颗环绕恒星的行星呢?

依靠分析星光的波长变化,科学家们可以知道一颗恒星是否有行星环绕,因为行星环绕时会对恒星造成重力牵引,造成恒星微小的振动,科学家通过对这种振动周期性的观察可以确定恒星和行星的质量,大小甚至组成成分。

通过这种技术手段,科学家们发现一个环绕大熊座47星和北斗星的大型行星,大熊座47星是一颗很像太阳的恒星,它跟太阳一样充满较重的元素,还有一个木星大小的行星,每隔3到4年时间环绕恒星一周。北斗星的大熊座47星(距离地球约45光年),或许正是科学家寻找的类似太阳系的恒星系统。

地球上的难民可以搭乘星际飞船抵达这颗类似木星的外来行星,但是要容纳几十亿人是不现实的。一旦降落到那颗木星就会沉到底部,因为它是由气体组成的,没有固体表面,大气中的氢和氦会让人窒息,同时它的重力也会压死你。

我们可以在环绕这颗气态行星的岩石卫星上打造适合人类居住的生物圈,但那是截然不同的环境,从蓝色星球到温室对我们的太阳系殖民者来说转变太大,选择一个更熟悉的地方会更好,一个可以称为家的地方。

我们可以利用太空船的重力捕捉巨星小行星,射向气态行星的卫星,重力效应会推进卫星越来越靠近恒星,卫星会向行星一样绕行恒星,但是卫星也许缺少足够的重力,无法想象需要多大的太空船才能产生足够的重力捕捉小行星。

还有一种方法那就是充分利用恒星本身的能源。在我们的太阳系中,地球只吸收到了太阳十亿分之一的能量,这是一种莫大的浪费。为此有些科学家给出了革命性的想法,怎样才能收集恒星所有的或者大部分的能量?

方法听起来宛如科幻小说的情节,设计一群绕行恒星收集太阳能的卫星,位居距离恒星约9千万英里(相当于地球和太阳的距离,它们会收集大量太阳能,所有太阳能会无线传送到地球。

美国太空总署已经在研发太阳能风帆,让太空船能飞到太阳系以外,如果把这些太阳能风帆设计的足够大,比如说一个达到上千公里宽,在北斗星的大熊座47星环绕轨道放置几千个风帆,获得的能量会增加十亿倍以上。

但是要建造一个环绕恒星的构造,就算是科幻想象也是浩大的工程,建造这样的一个“戴森云”需要多少材料呢?就算开采太阳系里所有行星的矿产,也没有足够的原料建造出如此庞大的东西!

利用传统材料建造这样的戴森云显然是不可能的,需要一种革命性的新建材,需要轻上几百倍但又坚固几百倍的物质。

在哥伦比亚大学实验室,科学家让富含碳的甲烷通过加热铜片制造石墨烯,那是一种硬度惊人的碳,可以用这种材料制造碳薄膜,难以想象的薄,强度又比普通材料高出几百倍。

可以利用自动化星际飞船搜寻新的太阳系内富含碳的行星,大型工厂接着把碳制成石墨烯板,工作机器人会把这些板子组成几千个大型太阳能收集器,形成戴森云。而如果把所有板子连接起来,就能形成戴森球,接受到恒星几乎所有的能量。

如果我们拥有能收集所有阳光的大球体,但太空移民者该住在哪里呢?

或许应该住在戴森球体内。很多人首先想到的是太阳系内的行星上,但行星上的效率会比较低,只是太阳系演化过程中的副产品!或许很多人认为这种方法比较夸张,但夸张想法和承担风险原本就是科幻的本质,住在戴森球里也是很多科幻电影经常出现的情节!

想象一下,一个巨大的戴森球里有一个太阳,这代表着人类文明进化的新阶段,从行星文明晋升到真正的恒星文明!

但是有一个重大问题,那就是重力!没有了它,球体表面的东西都将掉入恒星里面。我们必须自行制造重力!

在地球上,自行制造重力的例子很多,最常见的就是在大型游乐场,大型旋转设施会产生向心力,让人感觉像被甩出去。在那里我们就可以体验到人工重力,就像爱因斯坦说的,加速和重力的影响密不可分的。

向心力会让戴森球内的所有东西都固定住,但是如何旋转那么大的物体呢?在球体外面安装巨型火箭,球体就会以正确的速度旋转,模拟出地球的重力,站在里面的人就能稳稳踩在地上!

当然,对于目前的人类文明来说,要做到以上这些还不太现实。但可以肯定的是,在未来的某一天,随着人类文明和科技水平的发展,我们会逐步达到那种水平,达到在太空演化的新阶段,成为真正殖民外太空的恒星文明!

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