(2019-12-17)隨著溫室氣體排放管制不彰,兩極化效應年年加劇,如果繼續下去,科學家預測,到了本世紀末,地球溫度較工業化前升高2°C的臨界點就無法避免了...

地球人真的要向太陽系以外長途大遷徙嗎?(圖:Pixabay from Pexels)

(2019-12-17)地球的氣候變遷,隨著溫室氣體排放管制不彰,兩極化效應年年加劇,如果繼續下去,科學家預測,到了本世紀末,地球溫度較工業化前升高2°C的臨界點將無法避免,到時候冰雪溶化、海水高漲,沿海低窪地區淹沒,陸地與海洋動植物面臨絕種,嚴重乾旱與洪水相繼而來,地球開始不再容易居住。除了克服惡劣的環境維繫生活,就是離開地球,遷徙到另一個適合居住的地球,或者稱為地球2.0。

火星離我們最近,但沒水、沒空氣,不宜久居,不是地球2.0。但的確有一顆星球被稱作地球2.0,那就是三年前發現的半人馬星座比鄰星附近的一顆行星,稱為比鄰星b(Proxima b),位置距恆星適中,溫度恰好能讓液態水存在,有水就可以維繫生命。

 

這顆星球離我們算是最近的了,4.24光年,相當40萬億公里,以現在的太空飛行速度,要以千年為單位,至少要在太空傳宗接代上百次,才能飛到新家。

精彩的科幻故事?是的,但也不是。比鄰星b的發現驚動了不少科學家,儘管路遠,終究是人類可以去的地方,何況飛行技術的進步可以縮短航程。

消息傳出後,物理學家史蒂芬霍金(Stephen Hawking)、俄羅斯科技投資人Yuri Milner、Facebook創辦人馬克札克柏格(Mark Zuckerberg),聯合組成「突破射星」(Breakthrough Starshot)計畫,用光的動能來探索這顆星球,以1,000億瓦的雷射能量射出只有幾公克重的微太空船,希望以五分之一的光速(每秒6,000萬米)、20年到達目標。

光是由光子組成,光子沒有質量,但在太空仍會產生微小的動量,太陽帆(Solar Sail)就是利用這一動力的太空船。太陽帆如帆船的帆,用超薄膜的反光材質固定在架子上,當太陽光射在帆上反射回去,就向前輕微移動,光線是連續的,在光子不斷撞擊下,帆的移動就隨時間加速。

「行星學會」(Planetary Society)在今年夏季成功發射光帆二號(Lightsail II),是一架實驗性的太陽帆太空船,用光的動力環繞地球軌道飛行,不用化學燃料,被認為是長途太空旅行的新動力。光帆二號僅是小型實驗,太陽帆僅32平方米,載重更僅有一條土司麵包大小的簡單儀器,預計再飛一年。


靠太陽光環繞地球軌道的光帆二號太空船。(圖:行星學會 Planetary Society)

光的動力有加速特性,像「突破射星」計畫用超強雷射,估計可以達到光速的五分之一,不過計畫中的太空船只有幾公克重,如果要乘坐很多人又可能航行幾百年,勢必是個龐然大物,那雷射光還能帶得動嗎?

哈佛大學教授Avi Loeb認為沒有問題,但他從天文學角度看到另一個問題,就是當太空船脫離地球磁場的保護深入太空,會暴露在高能量的輻射微粒之下,造成一年後腦細胞嚴重受損,這是需要被克服的,也是去火星的危險之一。

即使用光的動能可以航行到比鄰星b,仍有無數的挑戰要克服,像人工重力、人工日夜、生命維繫、推進導航,乃至水源、食物、空氣的供應,以及畜牧、穀物蔬果種植,更有生育控制、教育訓練、工作分配、組織結構。

一群人生活在密閉空間,自給自足要度過百年甚至千年,最好的比喻就是孤島,許多孤島有上千年歷史,島上的人仍然無恙,所以科學家認為,幾百年的太空之旅中,人類依然可以存活。

今年六月,歐洲太空署在荷蘭Noordwijk的Erasmus太空展示中心,舉辦有史以來第一場星際工作會議,來自全球各領域的專家,建築、太空物理、語言、社會學、工程、材料科學、人類與植物生物學,各自闡述世代太空旅行的考量,與會的聽眾也有百餘人參加,大家相互討論問答,儼然「諾亞方舟」已經成型。

幾百年的航行,專家們提出宏觀問題,像是社會秩序與權力結構、哲學宗教與外星人的共處、地球語言經過幾百年的演變,兩艘太空到達到目的地,可能各說「方言」。旅途中一代一代接替,地球對他們成了一個謎,他們的生存只是為了繼續航程,所以只有讓新生的一代成為下一代的船上工作人員,才能賦予生活上的意義,讓航程順暢。

太空船首航需要多少人才能延續幾百甚至千年,而不至人口膨脹到空間不足,法國Strasbourg大學教授Frédéric Marin做了研究,他是天文物理學家,考量長年飛行到達目的地後仍需有足夠的健康基因來繁殖,他模擬估計98名船員從地球啟航,可以成功航行6,300年,所以到達比鄰星b應不是問題。

諾亞方舟無疑的給科學家帶來研究熱忱,雖然是超級難度的壯舉,並沒有違反物理學運作,難的地方在把規模放大、落實。當然有很多人反對,花耗時間與金錢,冒險到一個茫然無知的地方,沿途一代代的新生兒又侷限在密閉空間,年復一年過著機械式的日子,無法享受我們現在的自由與創意,這些代價值得嗎?

Avi Loeb教授說,毫無疑問的,人類的未來在太空,我們終究要離開地球。假以時日,我們會遇到小行星撞擊地球,到最後,太陽會發熱煮沸海水,為了人類種族的延續,我們沒有選擇,只有另尋出路。


本文取材自2019年12月15日「那福忠西海岸數位隨筆(130)」:千年大遷徙
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