小編的世界 優質文選 宇宙
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2022年9月28日 -
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航天飛機已經成為人類有史以來建造的最快的物體之一。盡管如此,它們的速度依然不盡人意。比起真正地去探索宇宙,這些飛船就連探索太陽系的基本任務都無法完成。殘酷的現實是,我們或許永遠也無法建造出那些能夠真正載人探索其他星球的航天器了。如果星際旅行的最終答案不是速度,又會是什麼呢?歡迎收看《揭曉》。就在今天,我們將會共同揭曉這不可思議的真相。你是否與真相為友?是否永遠保持好奇?
宇宙對萬物的速度都設了限制,這一限制就是光速。對我們來說,這是一個大問題。鑒於宇宙空間之廣袤,光速的限制意味著絕大多數的恒星和行星將會是人類永遠無法到達的地方。假設有一艘載人飛船正以它目前所能實現的最大速度向最近的恒星全速航行,飛船上的所有人都將會在抵達之前就衰老死去。
然而關鍵的是,如果全體成員將會在航行的過程中繁衍後代,他們的後代便可以繼續航行的使命。這就是世代飛船的理念:一艘足夠大的飛船,大到足以為一群人類提供終生的住所;隨著這群人在旅途中出生入死、世代交替,人類就可以在無限漫長的太空穿梭之旅中作為一個整體存活下來,直到成功到達某個遙遠星系的那一天。
理論上來說,世代飛船可以實現以任何地方為目的地的星際旅行。它們也因此成為了科幻小說中的熱門題材。當然,使之成為熱門題材的原因還有很多。比如,有的人相信世代飛船將會是未來某一天必不可少的存在:假設地球上發生了任何災難(例如物種滅絕和史無前例的自然災害),那麼一艘駛向宇宙的世紀飛船將會使一部分人類幸存,而船上的任何人都會突然成為來自這顆行星的最後的生命。
就算沒有世界末日的到來,世代飛船的提議也會被列入我們尋找新母星的前線方案。迄今為止,通過現有最強大的天文望遠鏡的粗略觀測,我們僅發現了少數可能成為第二個地球的候選行星。不過,人類要想到達這些行星中的任何一顆,都還要耗費數百年乃至數千年的時間。
等到代船駛向他們的時候,可以說已上演了人類歷史的整個時代。但是,如果在抵達時還活著的船員能夠在其他宜居地建立殖民地,那麼他們(飛船成員)將成功地把人類擴張到整個宇宙。
就代船而言,這是一個“長期遊戲”的案例。
那麼,像這樣的船會是什麼樣子呢? 首先,它必須是巨大的。就像,近乎不可思議的大。
它必須容納至少 100 到 500 人的初始工作人員——最好更多。
雖然對人類最低生存人口的估計確實有所不同——即長期生存所需的最低人數——但通常將 500 人作為下限。
不過,這 500 人的生命與地球上的生命相去甚遠。
人們認為,如果人類長期生活在零重力或低重力環境中,將會遭受各種健康問題……因此可靠地模擬重力將是關鍵。
這是船的大小如此重要的另一個原因。
船上的人不僅需要居住空間,而且船舶還需要足夠大,並且建造方式能夠產生足夠的反重力所需的離心力。即使那樣,條件也需要一些時間來適應! 然而,對於船上的任何人來說,這艘船就是生命。
他們的長途任務可能始於與它所留下的地球的緊密聯系,但這些聯系會隨著時間的推移而消失,後代甚至可能完全忘記地球——他們的生活除了外面的星星和無盡的黑暗一無所有。
那麼,一個獨特的社會自然會形成,但紀律和秩序是關鍵。
長大後的孩子都不會有太多的職業選擇——明白他們所做的一切都應該是為了更好的船。
但是“目的”的概念很可能會代代相傳;相信他們自己看似有限的生活正在允許進行星際探索。如果這艘船真的在某種災難中逃離地球,那麼船上也會傳授知識,他們以某種方式逃避了自己星球的滅亡。顯然情況會日益緊張……尤其考慮到日常生活可能單調乏味。
隨著時間發展,飛船上的人們在電影、音樂、書籍等娛樂方面有了更多元的選擇,但他們被限制在飛船上,忽視了本該留意的事物,身心健康受損。他們每天走過相同的走廊,與相同的人對話,窗外無垠的宇宙向他們無聲問好。他們說:“多樣性是生活的調味劑”。但在這裏,多樣的活動是珍貴的。打理飛船花園是重要的日常任務,因為這裏是氧氣,食物的來源,是追憶地球的情感寄托。
在農產品方面,花園的食物需要做到產量大、生長快和能量高。電影《火星救援》中,主角選擇了種植土豆,但番茄和玉米也能在太空農業中占據一席之地。無論如何,世代飛船上的飲食都是人們能准確想象與描繪出來的生活寫照之一。另外,飛船上的用水情況也不容樂觀。與國際空間站上宇航員的方法大致相同,通過過濾每個人的汗水,尿液和洗滌水,多種途徑實現水循環。聽起來可能有點惡心,實則不然。
據說宇航員的使用水比大部分我們喝的水更乾淨。除了食物、用水、精神壓力和反重力的影響,輻射是世代飛船面臨的最嚴峻的考驗。對NASA來說,長時間的輻射暴露是任何未來深空任務的主要威脅之一,更不必說連續的宇宙航行了!在地球上,我們受磁氣圈的保護幾乎免於輻射的影響,但在我們目前所了解的宇宙飛船上沒有這樣的防護層。
有朝一日,世代飛船成為現實時,或許輻射防護也會得到充分的改進,使得輻射無法穿透飛船。如果沒有,那麼飛船裏的人會有比迄今為止更高的風險罹患癌症……而且,因為高水平的輻射甚至會損害我們的DNA,這不僅會威脅到個人,還會威脅到任務所依賴的後代。
在別的地方,人們會將重點放在維持飛船正常運行。發動機故障、停電、飛船外牆損壞等等均被證明是致命的,並且這些情況有可能發生在任何一天的任何時刻。如果人工重力失敗了,那麼船上所有人和物件,從食物到家具,都會馬上散落在飛船各處。如果推進器失靈了,那麼這個已經非常漫長的旅程將會變得更長。
實際上,生活在世代飛船上是一項全天候的工作。面對如此之多迫在眉睫的危險和潛在問題,即使在停機期間,人們也不會放棄手中的任務:也就是活著。從出生的一刻到死去的一瞬間,人們都是這個懸浮在太空中的小而獨特的社會的重要組成部分。沒有童年,也不會退休。只要存在在飛船上,人們就有價值。“每天經受的磨礪”讓人難以忍受。雖然除了完成這些任務之外人們別無選擇,但人們也仍懷抱著一絲希望,希望他們、他們的孩子,他們孩子的孩子有朝一日可以下船,登上一個全新的令人興奮的星球。
相關知識
引力(來自拉丁文gravitas,重量)或重力,是一種自然現象,體現在所有有質量或能量的物質,包括行星、恒星、星系,甚至光<2>,均會吸引其他有質量或能量的物質(或被其吸引)。例如,地球的引力賦予物理物體重量,而月球的引力則會導致潮汐。宇宙中最原始的氣態物質由於引力而相互吸引,逐漸合並形成了恒星,而引力也同樣使恒星逐漸聚集形成星系。因此,引力可以說是宇宙中形成大型星系結構的原因。引力的範圍是無限的,盡管它的影響會隨著物體離得越遠而減弱。
廣義相對論(由阿爾伯特·愛因斯坦於1915年提出)對引力進行了最准確地描述。該理論將引力描述為“由質量分布不均勻引起的時空的曲率”,而不是一種力。這種時空的曲率將會導致質量沿著測地線移動。用來描述時空曲率最經典的例子就是黑洞,一旦穿過黑洞的事件視界,任何事物(甚至光)都無法從黑洞中逃脫。<3> 但是在大多數情況下,我們可以使用牛頓萬有引力定律來近似計算出物質之間引力的大小。萬有引力定律將引力描述為導致任何兩個物體相互吸引的力,其大小與兩個物質質量的乘積成正比,與他們之間距離的平方成反比。
引力是物理學四種基本相互作用中最弱的一種,它大約比強相互作用弱1038倍,比電磁力弱1036倍,比弱相互作用弱1029倍。因此,它在亞原子粒子層面上沒有顯著影響。<4>相反,它主導了宏觀坐標上的物體相互作用,是天體構成、形成一定的形狀、並延一定的軌道運轉的原因。
by:Betty,Arthur,Awake,Annika