科技 新浪科技 太空殖民或難成現實:拿什麼理由離開你我的地球

太空殖民或難成現實:拿什麼理由離開你我的地球

新浪科技 2017-11-15 08:15

  新浪科技訊 北京時間11月15日消息,據國外媒體報道,如果未來我們仍繼續在地球上生活,一些專家認為,人類將不復存在。今年6月份,埃隆·馬斯克(Elon Musk)發表一份研究報告,宣稱未來宇宙必然性趨勢:如果我們不成為一支跨星球物種,那麼地球生命將走向滅亡。他指出,未來我們有兩個選擇,一個選擇是永遠生存在地球上,那麼未來將面對一些可怕的終極滅絕事件,這並不是一個立即實現的世界末日預言,但是最終歷史將證明,會出現一些世界末日事件。第二個選擇是人類逐漸成為跨越太空的文明形式,並最終成為一支跨星球物種。我希望未來人類應當選擇正確的發展方向。

  生存混合著恐懼心理,是人類成為跨星球物種的主要動機。儘管像小行星碰撞地球或者核戰爭這樣的假設大滅絕事件可能令我們皺眉頭,但是我們擁有先進技術,或者掌握如何製造這些技術的強有力理論,能夠保護人類的未來,那麼,未來人類殖民火星有那麼緊迫嗎?

在過去幾年裡,科學家和未來學家越來越擔心超級太陽耀斑(SSF)災難的可能性。在過去幾年裡,科學家和未來學家越來越擔心超級太陽耀斑(SSF)災難的可能性。

   超級太陽耀斑

  在過去幾年裡,科學家和未來學家越來越擔心超級太陽耀斑(SSF)災難的可能性。普通的太陽耀斑是太陽黑子周期的一個正常組成部分,會導致宇宙射線驟增。米庫斯基太空望遠鏡檔案庫(MAST)檔案科學家和天文學家斯科特·弗萊明(Scott Fleming)指出,然而超級太陽耀斑是一種大型太陽耀斑,太陽釋放出大量能量,相當於數個小時或者數秒內引爆4750億枚核彈。這些能量以X射線、伽馬射線、可見光和紫外線輻射形式釋放出來。

  在很長的一段時間里,科學家並不認為超級太陽耀斑是個大問題,但是關於超級太陽耀斑的最新發現改變了專家們的觀點。幾年前,開普勒太空望遠鏡發現一些證據,證實遙遠的類似太陽的恆星有頻繁的耀斑活動。科學家開始猜測,如果太陽系出現一次超級太陽耀斑,將會發生怎樣的結果?這些猜測激勵科學家展開新的研究工作。

  如果出現一次超級太陽耀斑,首先受到影響的是地球電力基礎設施。意味著,手機、計算機、汽車、人造光源,這些當今人類社會完全依賴的技術將不再發揮正常功能,可能將地球人類文明拋至一個混亂狀態,將進入一個新的黑暗時代。

  同時,超級太陽耀斑也會影響地球環境,依據今年初發布的一項研究報告,它將破壞臭氧層的剩餘部分,這將導致生態環境的嚴重災難,引發大規模物種滅絕。最初,這樣的事件將使溫暖的氣體從大氣層中逃逸,並冷卻地球,之後地球將失去保護,太陽耀斑釋放的紫外線持續轟擊地球表面,對地球所有生命形式構成危害。

  在地球兩極地區,自上世紀70年代以來,臭氧層逐漸增長,冰冷的海洋快速吸收二氧化碳,從而減少海洋中可用氧氣數量,使地球海水酸性更強。這種變化將威脅到浮游植物,浮游植物位於地球食物鏈的最底層,缺少浮游植物將在食物鏈中引起類似多米諾骨牌的連鎖效應。

  研究表明,但是真正的危險在於隨後產生第二次超級耀斑的極小可能性,第二次超級耀斑發生在臭氧層未完全恢復的時候,沒有臭氧層保護我們,源自第二次超級太陽耀斑的紫外線輻射將導致人體DNA發生顯著變異,破壞人體生殖能力並改變生理功能。即使是極端微生物也會死亡(不可否認的是,這種情況很難出現在一次超級太陽耀斑事件)。

  迄今為止,人類並未目擊到源自太陽的超級耀斑事件,部分原因是太陽耀斑活動並不頻繁,同時,人類文明僅存在數千年時間。但是依據樹木年輪中不穩定原子記錄,表明地球遠古時期曾真實遭受過超級太陽耀斑侵襲。

如果我們擔心超級太陽耀斑事件,火星最初似乎是一個頗有希望的太空殖民選擇。畢竟這顆紅色行星與太陽的距離是地日距離的兩倍,因此只有少量太陽輻射抵達火星表面。  如果我們擔心超級太陽耀斑事件,火星最初似乎是一個頗有希望的太空殖民選擇。畢竟這顆紅色行星與太陽的距離是地日距離的兩倍,因此只有少量太陽輻射抵達火星表面。

  儘管超級太陽耀斑具有顯著效應,研究人員仍不確定這些災難事件的發生頻率。但是開普勒望遠鏡數據表明,過去40萬年其它恆星耀斑事件的發生頻率將有助於研究人員理解類太陽恆星超級耀斑事件的發生頻率。基於開普勒觀測數據,研究人員猜測超級太陽耀斑可能每隔2000萬年發生一次(其它對地球有限數據的分析表明,超級太陽耀斑事件每隔2600萬-6200萬年發生一次)。

  如果上一次超級太陽耀斑出現在公元775年,同時,如果我們假設超級太陽耀斑每隔2000萬年發生一次,那麼我們可能等待很長一段時間才會遭遇太陽超級耀斑。像馬斯克這樣的人正在尋找一個理由探索外太空,那麼超級太陽耀斑對地球的潛在威脅並不是最令人信服的動機。

  但是關於地球威脅論的故事並未結束,《天體物理學期刊》研究報告稱,雖然一次毀滅性的超級太陽耀斑不會在近代出現,但是在未來一千年內,地球遭受破壞性太陽耀斑攻擊的概率較高。我們假設在某些超級耀斑事件將對地球帶來超過當前全球GDP總量的經濟損失。這樣的災難事件不可能在一場毀滅性大火中滅絕人類,而是通過摧毀經濟和限制我們獲得生態所需的資源,最終瓦解毀滅人類社會。

  然而,為了理解超級太陽耀斑的自然屬性,天體物理學家需要精確地知道一顆恆星內部是如何形成耀斑的。弗萊明說:「太陽耀斑涉及到許多混亂活動,太陽磁氣圈和攪動的大氣層,這就像一鍋沸騰的水,還冒著蒸汽。」如果不知道太陽內部狀況,研究人員就無法提前一個星期預測超級太陽耀斑事件。因此,超級太陽耀斑的危險性更大,科學家當前對該事件很難預測。

   那麼其他的地球末日威脅情況如何?

  超級太陽耀斑的威脅可能不足以導致人類離開地球,但是還有其它一些世界末日假設理論可能更具激勵作用。美國噴氣推進實驗室太空機器人技術主管、美國宇航局行星防禦諮詢委員會(NACPD)成員布萊恩·威爾科特斯(Brian Wilcox)認為,人類應當考慮如何預防小行星和彗星撞擊地球的工程方面問題。

  威爾科特斯說:「小行星威脅並不像一些人所聲稱的那樣嚴重,從狹義角度來講,我們正在繪製太陽系內部最大的小行星。據估計,太陽系內部98%直徑超過1千米的天體目標已被鎖定,不久我們便能找到潛在危險的小行星。」

  他還指出,當我們確認小行星的位置和軌道時,預防這些小行星和地球的碰撞可能性變得非常小。當科學家識別發現一顆潛在威脅的小行星時,僅有7分鐘的時間窗口與地球發生碰撞(這是因為地球軌道的物理特徵和時間周期,以及小行星的軌跡所決定的)。在過去,科學家曾假設每一時刻都有均等概率的碰撞事件。他補充說:「依據該觀點,要麼地球被擊中,要麼地球不會被擊中。」但是經過多次觀察分析,而不是對未知威脅的猜測,我們有了可量化的證據,證明絕大多數小行星在太陽系內部的運行軌跡並非位於與地球碰撞的路徑上,他說:「海王星之外的長周期彗星軌跡仍是一個令人擔憂的問題,因為我們可能只有幾個月的預警時間,但依據估計,它們所構成的威脅僅相當於太陽系內小行星威脅的1%,到目前為止,我們沒有什麼可以擔心的。」

威爾科特斯說:「小行星威脅並不像一些人所聲稱的那樣嚴重,從狹義角度來講,我們正在繪製太陽系內部最大的小行星。據估計,太陽系內部98%直徑超過1千米的天體目標已被鎖定,不久我們便能找到潛在危險的小行星。」  威爾科特斯說:「小行星威脅並不像一些人所聲稱的那樣嚴重,從狹義角度來講,我們正在繪製太陽系內部最大的小行星。據估計,太陽系內部98%直徑超過1千米的天體目標已被鎖定,不久我們便能找到潛在危險的小行星。」

  如果一顆天體出現在朝向地球運行的軌道上,就會有一些計劃來阻止它。今年早些時候,美國宇航局開始設計「小行星雙重定向測試太空飛船(DART)」,這種航天器目的是在一顆小行星上發射一個大型物體,調整改變小行星軌道。激光可能完成類似的目標任務,美國宇航局和聯邦應急管理局(FEMA)設計了有效疏散計劃,降低產生嚴重影響地球的小行星碰撞概率。

  威爾科特斯並不擔心小行星碰撞地球,然而超級火山的情況則略有不同。他說:「地球上每隔10萬年會出現一次超級火山噴發,這種威脅出現的概率要比小行星碰撞地球的可能性高一個數量級。」

  超級火山噴發將產生毀滅性影響。威爾科特斯指出,超級火山噴發將噴射大量灰塵和其它粒子進入大氣層,阻止陽光照射,停止植物進行光合作用,導致大規模的飢荒。目前我們還無法準確地預測超級火山什麼時候會噴發。如果你去國家公園箮理局,他們是不會告訴你黃石公園的火山已熄滅多長時間,它將在什麼時候火山爆發。

  我們知道黃石公園大約每隔62萬年會出現火山噴發,但是它像超級太陽耀斑一樣,人類文明還沒有足夠長的時間來見證該事件的發生。最後一個已知超級火山爆發時間距今7.5萬年,位於現今印度尼西亞境內。證據表明,這樣的火山爆發相當於近1000億輛自卸卡車裝載熾熱物質釋放到大氣層。

地球上每隔10萬年會出現一次超級火山噴發,這種威脅出現的概率要比小行星碰撞地球的可能性高一個數量級。  地球上每隔10萬年會出現一次超級火山噴發,這種威脅出現的概率要比小行星碰撞地球的可能性高一個數量級。

  然而,依據威爾科特斯的觀點,這些災難情況都不是人類文明離開地球的真正動機。事實上,他認為即使全球範圍爆發某種流行性疾病也不是未來人類移居火星的真實理由。

  他指出,如果未來人類逃離至火星,既不會保護好地球物種,也不會解決小行星碰撞問題。未來全球性流行疾病如果成為我們最擔心的問題,那麼保護人類的最快速方法是在小行星內部地球化環境中建立人類基地,可提供大約7千人居住。我們可以擁有許多不同的小行星棲息基地,而火星只有一個。

  在小行星表面建立棲息基地不僅比火星人類基地更容易,並且成本更低,從相距太空距離上也是安全的。從地球飛往火星至少需要幾個月的時間(抵達火星的旅行時間與火星近地點位置有關,大約需要26個月才出現一次近地點機會),相比之下,到達小行星帶需要更長的時間,或許未來我們定居在每顆近地小行星都需要更長的時間。這比疾病潛伏期的時間更長,當宇航員抵達他們的新家園時,最致命的疾病已非常明顯了,我們有時間隔離檢疫,並開始醫學治療。威爾科特斯說:「我們希望醫學科學能夠取得快速發展,使我們進行相關測試,並防止感染疾病人群進入太空定居點。」未來宇航員被允許進入太空基地之前,我們可以確保其中不包含攜帶流行性疾病的患者。

  如果我們必須要離開地球,月球似乎是一個可行的定居地點。我們能夠在月球表面採集火箭燃料,並且運輸速度更快。月球遠古熔岩流管道可為人類提供一個避難所,用於構建我們的殖民地,在這裏我們將建立一個地球化環境,並且與超級太陽耀斑相隔離。

如果我們必須要離開地球,月球似乎是一個可行的定居地點。我們能夠在月球表面採集火箭燃料,並且運輸速度更快。月球遠古熔岩流管道可為人類提供一個避難所,用於構建我們的殖民地,在這裏我們將建立一個地球化環境,並且與超級太陽耀斑相隔離。  如果我們必須要離開地球,月球似乎是一個可行的定居地點。我們能夠在月球表面採集火箭燃料,並且運輸速度更快。月球遠古熔岩流管道可為人類提供一個避難所,用於構建我們的殖民地,在這裏我們將建立一個地球化環境,並且與超級太陽耀斑相隔離。

   那麼,火星是人類未來最佳太空殖民選擇嗎?

  如果我們擔心超級太陽耀斑事件,火星最初似乎是一個頗有希望的太空殖民選擇。畢竟這顆紅色行星與太陽的距離是地日距離的兩倍,因此只有少量太陽輻射抵達火星表面。

  但事實上,如果真的發生一次超級太陽耀斑事件,人類在火星上的危險會更大。火星沒有大氣層,大約40億年前,火星大氣層被活躍的太陽耀斑吹散,如果未來再次出現超級太陽耀斑,我們地球上至少擁有大氣層,就像一層「防彈衣」的作用,可以避免地球生物直接遭受太空輻射。然而在火星,我們將赤裸裸地暴露在太空輻射之下。

  除此之外,抵達火星的太空旅行也是非常危險的。對此威爾科特斯認為未來還會有更好的選擇方案,他說:「如果人類打算在太空中生活和工作,我們必須學習如何在太空中生活和工作。在前往火星之前,你可以在月球上練習太空生活和工作。」

  他指出,我們必須測試火星殖民技術,派遣宇航員執行太空營救需要幾個月的時間,所以一定要慎重,避免宇航員在火星出現生命危險。因此,造訪火星可能獲得新的科學知識,並以新的方式體驗人類太空探索精神。但是人類僅是為了生存和生活,就目前而言最佳方案還是呆在地球上。(葉傾城)

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