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沒有太空航行的未來是暗淡的,不會飛行的人類是沒有希望的 | 造就Talk·茍利軍

 造就Talk 2020-09-27



6600萬年之前的某一天,,一顆直徑達十多公里的小行星,,突然撞擊了地球。這就像我們世界上存在最大破壞力的幾千萬顆氫彈同時爆炸,。它產(chǎn)生的沖擊力,,掀起了全球范圍內(nèi)的海嘯。
 
撞擊產(chǎn)生的熔巖在短短時間內(nèi)飛濺到了幾千公里之外的地方,,非常高的溫度,,燃燒了多數(shù)地方的森林。撞擊產(chǎn)生大量的煙塵,,彌散到天空中,,導致太陽被遮擋住,。


這樣的情況持續(xù)了好多年,地球也進入了“核冬天”時期,。

茍利軍

中國科學院國家天文臺研究員

《中國國家天文》雜志執(zhí)行主編


恐龍滅絕,,是因為沒有掌握這種技能?

飛向深空,,哪里才是我們的目的地,?

為了飛,人類窮盡了多少方法,?


在這段“核冬天”時期,,75%的生物飛快地滅亡,恐龍作為陸地爬行動物的代表之一,,盡管絕大多數(shù)滅亡了,,但還有一部分會飛的恐龍生存了下來,逐漸地適應(yīng)環(huán)境,,最后變成我們所熟知的鳥類,。

通過恐龍滅絕的事件,我們可以看到,,盡管有時候非常的強大,,但無法擺脫地球引力的種族,是不具有非常長時間的生存能力的,。只有會飛的種族,,才有更強的適應(yīng)力。

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01. 災(zāi)難一直都在,,

人類如何前行?


 
但是恐龍的滅絕,,卻帶來了一絲好的消息,,那就是恐龍的滅絕,讓地球上出現(xiàn)了一些新的物種,。哺乳動物在恐龍之后,,又逐漸地興盛起來。
 
相比較其他的物種,,人類誕生的時間要晚很多,。

我們知道在地球上出現(xiàn)生命的時間大約是40億年,但是最早的人類出現(xiàn)在500萬年之前,,而最早的現(xiàn)代智人,,出現(xiàn)在大約30萬年前,而近代文明的出現(xiàn)又是更晚,。
 

但就是這樣一個有著短暫歷史的人類,,在過去的幾十幾千年的發(fā)展過程中,,從一個時刻被擔心被野獸所襲擊的種族演化到了一個看似無所不能的種族。

歷史在這個星球上,,不斷地重復著,。一些有著擔憂意識的人開始思考人類會不會也經(jīng)歷像6600萬年之前恐龍所面臨的那樣。

盡管每大約一億年才有可能有一次非常類似的撞擊事件,,但還有其他的因素會影響到人類的生存,。

近幾年的科幻電影,,講述人類面臨的不同的災(zāi)難,。

《星際穿越》講述了人類面臨的枯萎病,去年非?;馃岬摹读骼说厍颉分v述了太陽膨脹將整個地球淹沒的故事,。


這些事情看似離我們的現(xiàn)實非常遙遠,但是還有一些其他的因素不容我們忽視,。那就是隨著全球溫度的升高,,南極冰山在過去的很多年中很快地融化。

根據(jù)一些科學家的估計,,大約只要過一萬年的時間,,整個地球就不太適合人類居住了。

而有一些人更為悲觀,,英國的物理學家Stephen Hawking就曾經(jīng)預言,,如果人類不注重對現(xiàn)在能源的保護,過不了幾百年,,地球的溫度將會極大地升高,,就不太適合人類的居住。

所以的話,,人類的未來,,是一個需要我們亟待思考的問題:人類為了自身的未來,必須要學會擺脫地球的引力,,只有會飛的人類才會有未來
 

02. 航天就是一部人類的奮斗史


 
自古至今,,我們知道無數(shù)的人類為了實現(xiàn)飛翔這一目標而努力。我們現(xiàn)在所擁有的很多的航天技術(shù),,其實都是無數(shù)人前仆后繼的結(jié)果,。
 
中國明代的萬戶飛天,最終的結(jié)果是失敗了,。


1903年,,萊特兄弟讓飛機在天空中持續(xù)飛行了12秒,開啟了人類走向天空的第一步,。


1926年,,第一枚液態(tài)火箭的發(fā)射成功,,雖然僅僅持續(xù)了2.5秒,飛到了12米高的地方,,但是這奠定了現(xiàn)代火箭發(fā)射的基礎(chǔ),。

30年之后的1957年,第一顆人造衛(wèi)星發(fā)射成功,,掀開了人類探索太空的歷史,。

而在四年之后的1961年,宇航員尤里·加加林進入太空,。
 
加加林和他留在月球上的腳印

在八年之后的1969年7月20日,,美國的宇航員完成了登月計劃,阿姆斯特朗在月球上說出了經(jīng)典的一句,,他的一小步是人類的一大步,,這是人類歷史上最值得驕傲的時刻。

當然,,我們所看到的這些宇航歷史上非常光輝的成就,,是二十世紀五六十年代美國和蘇聯(lián)太空競爭的結(jié)果。但是,,正是因為彼此的競爭,,才促使了航天科技的發(fā)展。借助于這些技術(shù),,人類開始探索太空,,探索太陽系之內(nèi)的其他星球。

火星是人類向往已久的星球,,從二十世紀六十年代,,人類就開始不斷地探測,終于在1964年水手四號成功飛越火星,。

時至今日,,人類已有40多個項目發(fā)射到火星周圍。

在今年,,阿聯(lián)酋,、中國和美國發(fā)射了三個不同的火星任務(wù)。

茍利軍在造就演講
 
而在2021年,,人類將第一次在火星之上飛行,。它的意義不亞于1903年萊特兄弟的飛行試驗。

我們所做的這一切都是為了讓人類在未來實現(xiàn)所謂的星際旅行,。除此之外,,我們還需要做兩點:

  • 找到合適的星球;

  • 擁有足夠快的飛船,,將我們送往我們的目標,。


那我們是不是已經(jīng)找到了合適的星球呢,?

1609年,意大利的科學家伽利略,,將望遠鏡指向了天空,,從而開啟了人類探索宇宙的新征程。
 

隨著望遠鏡的越做越大,,借助于最先進的望遠鏡,,我們了解到宇宙其實比我們的銀河系更為浩瀚。

在哈勃望遠鏡的觀測下,,我們知道在整個宇宙中,,存在著至少兩萬億顆星系,每一個星系至少包含了千億個恒星,。

所以,,在我們整個可見的宇宙中,,竟然存在著差不多1000萬億億顆恒星,。這個數(shù)目比我們整個地球上沙粒的數(shù)目還要多十萬倍以上。
 
現(xiàn)有的理論表明,,幾乎每一顆恒星周圍都有可能存在一顆行星,,我們怎么找到這些恒星周圍的行星,是天文學家面臨的一個難題,。

我們的地球在整個宇宙當中處于什么樣的角色呢,?
 
這幅照片是1990年旅行者一號在飛離了13年之后,距離地球60億公里的地方拍下的,。

本來這張照片的主角是地球,,但是如果不仔細查看的話,我們很難找到地球的影子,,地球藏在一縷光線中,,就是一個小白點,如此的渺小,。
 

60億公里對于地球而言,,好像非常的遙遠,但是60億公里僅僅是太陽系大小的一半,,所以從整個宇宙的角度而言,,我們的地球是渺小如斯的。所以要想探測到非常渺小的行星,,我們需要非常尖端的技術(shù),。

終于到了20世紀90年代的時候,天文學技術(shù)的發(fā)展相對成熟,,我們開始探測到一些太陽系之外的行星,。

1990年,,我們首先在中子星周圍發(fā)現(xiàn)了兩顆行星。

在1995年的時候,,我們在距離地球大約幾十光年的飛馬座中發(fā)現(xiàn)了一顆太陽周圍的行星,,至此掀開了我們探測系外行星的序幕。

而到今日,,我們已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了4000余顆的系外行星,。在這些系外行星當中,哪些是適合于人類居住的,,天文學家根據(jù)對于地球的研究,,就提出了一種生命宜居地的說法。

這些行星所在的地區(qū),,不能離中心的恒星太近,,也不能離中心的恒星太遠,太近的話太熱,,太遠的話太冷,。

所以在這4000多顆行星當中,我們最終找出了12顆非常適合于生命居住的環(huán)星球,,距離我們最近的,,也是我們非常熟悉的比鄰星。
 
這個比鄰星,,如果大家看過《流浪地球》,,就知道它也是地球最終的流浪地。


03. “蟲洞”或許是星際旅行中

最有效的途徑


 
找到了理想星球之后,,我們是不是有能力飛向這些星球,?我們的飛船是不是具有足夠快的速度?
 
《流浪地球》試圖把地球加速到光速的5‰,。5‰大約是每秒鐘飛行1500公里,。
 
這對于現(xiàn)在的航天技術(shù)來說,是非常難的,,至少在現(xiàn)有的技術(shù)下,,我們很難達到這樣的高速。
 
我們知道在電影中,,即使是這樣快的速度,,也需要2500年才能達到。這需要一百代人,,而不是一代人可以完成的任務(wù),。
 
但《星際穿越》展示了另外一種方式,那就是蟲洞
 

蟲洞是指一種高維空間的通道,,可以讓我們在短時間內(nèi)快速地抵達上百億光年遠的地方,。

所以這種蟲洞看起來是一種非常有效的方式,但畢竟這些都是科幻電影,,在現(xiàn)實當中,,我們具有什么樣的技術(shù)呢?
 
50年前的阿波羅登月計劃,,可以說是人類航天史上的高光時刻,。當時載著兩名宇航員登上月球的火箭是土星五號。

在所有的火箭當中,,土星五號依舊是現(xiàn)役火箭當中是推力最大的火箭,。

當然,下一代的美國的空間發(fā)射系統(tǒng),,以及SpaceX的大型火箭,,或者說大型獵鷹火箭,它們的推力,,要比之前的土星五號大一些,,但是我們可以通過這張對比圖看出,它們的推力其實并沒有特別大的變化,。

為什么呢,?這是因為目前使用的火箭能量的來源都是化學能,,它們的大小并沒有太大變化的情況之下,,必然它的推力不會有太大的變化。
 
火箭的推力沒有發(fā)生變質(zhì)變化

所以除此之外,,現(xiàn)在的航天人員在試圖研制一些新型的火箭發(fā)射的機制,,比如離子發(fā)動機,核聚變的發(fā)動機,,以及反物質(zhì)的發(fā)動機,,甚至于通過所謂的時空彎曲的方式,我們稱之為叫做曲率飛行,。


希望在不久的將來,,新的技術(shù)能夠有突破,幫助我們實現(xiàn)快速抵達遙遠星球的目標,。

只有火箭技術(shù)的新突破,,才有人類進行星際旅行的希望。

在近100年的時間內(nèi),,火箭技術(shù)的發(fā)展甚為緩慢,,一些人就非常悲觀。劉慈欣就在一次演講中提到,沒有太空航行的人類未來是暗淡的,,所以不會飛行的人類是沒有希望的,。

人類必須要學會快速地飛行。

在過去的十多年當中,,也讓我們看到一些欣喜的地方,,航天事業(yè)展現(xiàn)出欣欣向榮的一面,除國家力量之外,,還有更多的私人企業(yè)加入到航天事業(yè)中,,比如SpaceX和亞馬遜的藍色起源等。有人就把現(xiàn)有的這個階段,,稱之為航天2.0時代,。

盡管我們的航天技術(shù)發(fā)展很慢,但是航天技術(shù)一旦開啟,,靠著人類不斷的努力,,我們必將實現(xiàn)太空航行的最終目標。

假如有一天,,人類遭遇類似的經(jīng)歷,,在地球上經(jīng)歷類似的災(zāi)難,我們就可以依靠未來的火箭技術(shù),,把未來的人類送往遙遠的星球,,實現(xiàn)像阿西莫夫在《基地》小說當中所說的那樣,建立一個橫跨銀河系或者說橫跨整個宇宙的新物種,。

讓我們未來的人類,,在星辰大海當中生存下去。

(本文未經(jīng)造就授權(quán),,禁止轉(zhuǎn)載,。)

編輯 | 王路
版面 | 田曉娜


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