太陽膨脹,地球“搬家”就算我們自己不毒害(污染)環(huán)境,也不加熱地球(加劇全球變暖),隨著時間的推移,這顆生命之星也一樣會毫不留情地走向末日。原因很簡單——太陽一直在出小小的問題。 隨著太陽內核的氫不斷燃燒,太陽正在緩慢升溫。大約50億年后,太陽將演變成一顆腫脹的紅巨星。再過20億年,太陽的大小和亮度都將達到最大值,屆時太陽的氣體外殼將腫脹到足以吞沒整個地球。不過,在此之前很久,距今只有11億年時,太陽的亮度將增加11%,導致地球表面溫度升高到大約50攝氏度,屆時地球海洋將在無需沸騰的情況下蒸發(fā)。 雖然像古菌這樣的一些單細胞生物屆時仍有可能存活下來, 但動植物無疑將很難挺過如此嚴酷的環(huán)境變遷。不僅如此,在此之后沒過多久,一旦水蒸氣都進入大氣層,來自于太陽的紫外線就會撕裂水分子,構筑生命細胞所需的氫從此將逐漸逃離地球,進入太空。顯然,假如人類(或者人類之后地球上演化出的其他智能生命形式)那時候若想活下去,就不得不移民他鄉(xiāng)。但是,該向哪里移民,又該怎樣移民呢? 一種辦法是點燃火箭,讓它送載人飛船前往其他行星。早在1930年,英國科幻小說家奧拉夫·斯塔普雷頓就描述了一種可能的未來場景:當?shù)厍蜃罱K變得不可居住時,我們的后代首先逃到金星,然后再逃到海王星。像以故科學家斯蒂芬·霍金這樣的著名科學家也設想,最終需要在月球或其他行星上建立移民定居點,用以接納需要逃離滅頂之災的地球人。 然而,要想撤離全部76億地球人,就需要發(fā)射10億架次航天飛機。就算每天發(fā)射1000架次,也需要2700年才能移走全部的地球人口。接下來還有如何照顧抵達新家園的人們的問題。不管把人移到地球之外的哪一顆行星,都必須對這顆行星進行地球化改造,以提供食物、水和氧來支撐人類定居點。 既然有這么多的麻煩,干脆把整個地球(以及地球上的所有人和自然資源)移到一個合適的地方,豈不更好? 茫茫太空,何處安身物理學基本定律告訴我們,移動行星并非不可能。例如,地球上每發(fā)射一枚火箭至太空,就會把地球朝相反方向推出一點點,就像打槍時槍會回退一樣。同時身為科幻小說家和物理學家的斯坦利-施密特曾經描繪了這樣的情景:外星人在地球南極發(fā)射巨型火箭,從而移動地球。 而現(xiàn)實情況是,地球是如此巨大而沉重,發(fā)射一枚火箭對地球的影響簡直微乎其微。 哪怕朝同一方向發(fā)射10億枚10噸級的火箭,也只能讓地球的速度發(fā)生每秒僅僅20納米(1納米等于十億分之一米)的改變——跟地球現(xiàn)在每秒30千米的速度相比,這簡直是九牛一毛。 一些天文學家已經在考慮移動行星的問題,這必然牽涉到行星系統(tǒng)的動力學。在太陽系中,行星動力學看來既簡單又有序。但是,從已發(fā)現(xiàn)的太陽系以外的行星來看,情況則大不一樣。那些“熱木星”在很靠近自己母恒星的軌道上運行,那里非常高溫。很明顯,那些“熱木星” 原本并不是在自己現(xiàn)行的軌道附近形成的,因為那里的環(huán)境條件不可能讓足夠的氣體和塵埃累積形成如此巨大的“熱木星”。那么,這些“熱木星”一定是在更遙遠的地方形成之后“移居”此地的。 正是在弄清行星系統(tǒng)是怎樣重置自己的問題時,一些科學家才想到了另一個問題:怎樣移動地球,使它最終不至于被升溫的太陽烤焦? 為便于計算,科學家將地球的最終目的地選擇為一個距離太陽為現(xiàn)行日地距離1.5倍的軌道,也就是火星目前的軌道。63億年后,當太陽進入紅巨星階段、亮度比現(xiàn)在高2.2倍時,地球在這個軌道中接收到的太陽光和現(xiàn)在差不多一樣多。 要想把地球移到如此距離的環(huán)形軌道中,就需要將地球的軌道能量增加30%??茖W家認為,這在理論上是可行的,只需改變太陽系外圍冰質天體的軌道,讓它們近距離經過地球,從而將它們的部分軌道能量傳輸給地球即可。 這些冰質天體呆在兩個地方:一個是比海王星還遠的柯伊伯帶; 另一個則是更遠的奧爾特云, 那里是彗星的發(fā)祥地。這些冰質天體因為遠離太陽,它們的軌道能量相對較低,只需利用使近地小行星偏離地球的方法就能讓冰質天體改變軌道——如果只需作輕微改變,就讓飛船靠近冰質天體,用引力將其拖離軌道;如果需要猛烈移動,就要使用質量驅動機,它能挖掘冰質天體,讓天體噴出物質,從而反向推動目標天體。 接下來,就要細微調整目標天體的軌道,方法是:發(fā)射相關設備到目標天體上,氣化天體表面材料,噴射冰氣流,從而讓目標天體向太陽系中心移動??茖W家提醒說,最好不要使用核彈來完成上述任務,因為肯定能找到更安全、也更有效的辦法。 在100萬顆目標天體如此近距離經過地球之后,目的即可實現(xiàn)。我們可以平衡安排,每1000年~6000年制造這樣的一次近距離經過。至于是1000年、2000年還是多久,則取決于我們希望地球在何時進入火星軌道:是在太陽開始蒸發(fā)地球海洋之前,還是等到太陽進入紅巨星階段之后?幸運的是,如果能讓這些目標天體同時環(huán)繞木星和地球運行,它們就能被重復使用——讓它們截取木星的能量,然后傳輸給地球。 這無疑是一項堪稱無比巨大的任務,因為這項任務歷時太久,需要的耐性太大,同時風險也相當巨大:目標天體必須在距離地球僅10000千米的地方經過。 目標天體遠比當初撞擊地球、殺滅恐龍等生物的那顆小行星(或彗星)大,所以哪怕一次“閃失”,也會造成極具災難性的后果??茖W家計算出, 就算一顆直徑100千米的天體以宇宙速度撞擊地球,也會重創(chuàng)生物圈。 太陽加力計算結果顯示,為了讓地球的外移和太陽的升溫保持同步,這面圓盤狀太陽帆的直徑必須達到地球直徑的19.2倍,同時還要跟指向太陽的直線保持35°夾角,太陽帆和地球之間的距離約為地球跟月球之間距離的5倍。為此,有科學家設想:這面太陽帆可以在太空中組裝,原材料可以從一顆9千米寬、富含金屬的小行星就地取材;采自小行星的鎳和鐵,將被用來制造僅8微米厚的太陽帆的膜片。 這面太陽帆不僅面積超級巨大,而且超級復雜。由于這面太陽帆必將面臨月球的引力擾動,所以必須對太陽帆實施持續(xù)的控制,使它始終保持合適的形狀。雖然太陽帆方法所花的力氣僅為移動目標天體方法的萬分之一,理論上也完全可行,但現(xiàn)行的技術還遠遠無法造出一面20倍于地球直徑的太陽帆。 說到底,無論是移動冰質天體還是放置巨型太陽帆,目前都仍停留于科學幻想階段。不僅如此,就算真有了這樣的技術手段,干預行星運行軌道的后果也可能非常可怕。事實上,行星軌道跟相鄰天體的引力拉動密切相關,一旦移動地球,太陽系其他內行星的軌道都將受到影響,其潛在的后果既無法預測,又十分危險。計算表明,假如這種移動破壞了水星的穩(wěn)定性,整個內太陽系部將陷入一片混亂,根本無法控制。難怪有科學家指出,除非別無其他選擇,我們決不能干預行星的運動。 至此,移動地球或其他天體說到底只是科幻,但很有趣,不是嗎? |
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