19 星际移民是我们唯一的出路吗?
埃德·里吉斯(Ed Regis)
科普作家,合著有《再生:合成生物学将如何重塑自然和我们自己》(Regenesis:How Synthetic Biology Will Reinvent Nature and Ourselves)。
2012年,美国国家航空航天局(NASA)和国防高等研究计划署(Defense Advanced Research Projects Agency, DARPA)共同出资,计划开启“百年星船”(100-Year Starship)项目,其目标是在未来的100年内实现人类的星际飞行。2012年9月13日,“百年星船”项目在得克萨斯州的休斯敦举办年度公共研讨会。在此,大约100位科学家、社会学家、教育工作者、记者及各行各业的知名人士汇聚一堂,见证了一系列科学报告的“计划纲要”。这个纲要指出,在未来100年内,人类(仅仅)有可能实现梦想,在另一个太阳系建立一个新的“地球2.0”。
许多拥护者说,迁居到其他星球是我们作为一个物种注定的命运。支持者卡梅伦·史密斯(Cameron Smith)在他的文章《星船人类》(Starship Humanity)中是这样描述的:“太空方舟的概念就是一艘巨大的飞船,它承载着数万太空开拓者远离地球。这将会是一次单程的、多代人的太空旅行。”这个计划“在技术层面上讲是不可避免的”。
暂且不提技术上的“必要性”,我们甚至还不知道这样的旅行是否有技术上的可能性。首先,在太阳系以外的恒星中,即使是离我们最近的,其距离之遥远也是难以想象的。离太阳系最近的恒星比邻星与地球的距离是4.22光年(3.99×1013公里)。旅行者1号现在正以每小时61348公里的速度远离我们。即使我们乘坐这样的宇宙飞船,要想到达指定目的地(比邻星),需要星际飞行73000多年的时间。
要想速度更快的话,就需要巨量的燃料。如果星际飞船由常规化学燃料驱动,要想达到10%的光速,这次飞行将需要在质量上等同于木星的燃料作为推进剂。为了克服这种局限性,星际旅行的拥护者建议研发“奇特”的推进系统,如反物质、π介子、空间扭曲推进装置。每项计划都面临极大的困难。例如,既然物质和反物质会互相消融,反物质推进系统必须解决反物质如何存放以及保证反物质的喷嘴朝着一定方向的问题。π介子和空间扭曲推进系统也都过于新奇,在科学上还站不住脚。
实际上,这些类似的计划都只是数学上的抽象概念,不是真正能工作的系统:直至今日,这些新奇的物质只以纳米级别存在。其他系统依赖的仍然是更不着边际的想法,如利用尚不清楚是否存在的“额外维度”,以及借助根本就不真实存在或完全天马行空的物理力量和影响(例如改变哈勃常数的值,使宇宙变小)。
即使奇迹发生,我们有了合适的推进系统,但以相对论的速度进行的星际旅行也必须配备复杂的碰撞检测和避险系统,这是考虑到,以光速与一些极小物质(比如一粒盐)的碰撞就如同与一枚氢弹碰撞一般,会产生极大破坏性。而且,星际旅行者还要面临种种生存威胁,如电离辐射、厌倦感、与自然环境的隔离感、可能发生的大规模流行病、煽动能力强的人蓄意破坏计划、机务人员哗变、宗教派系主义,等等。所以,星际旅行更有可能意味着的不是成功移居的希望,而是飞船上全体人员的死亡。
除去所有这些困难,更重要的是我们没有合理的理由开始这场旅行。如果我们需要一个地球2.0,那么月球、火星、木卫二或其他太阳系内部的天体更有可能是人类扩大定居区域的候选对象,而不是离我们好几光年距离的其他星球。所以,不管这种想法听起来是多么浪漫和美好,无论它多么能吸引人们,使人们产生“进入太空”的美好愿望,星际旅行仍然是科幻小说的概念。我希望它永远只是一个概念。