當地球不能居住，怎么拯救人類？

讓我們想象這樣一幅畫面：地球上的各種災難越來越頻繁，火山爆發、地震、冰山融化，海平面上升逐漸淹沒了陸地……地球變成不適于居住的星球只是時間問題，我們不得不逃離“瀕臨死亡”的地球，尋找替代的棲息地。

現在讓我們以一種樂觀的態度認為，至少在地球不適合居住之前，我們發明和掌握的技術足以帶領人類物種離開地球。那么，即使人類絕跡于地球，人類物種也不會滅絕。

去往哪里？

移居外星球是人類一個長久的夢想。如果能移民外星，我們該去往哪里呢？

很早之前，曾有人認為火星和金星可能是不錯的選擇，但現在我們知道，除了地球，環繞太陽的其他行星也許都不太適合人類生存。顯然，我們要考慮另一恒星系統。

以我們今天的科學水平，還無法知道整個銀河系的2000多億顆恒星中，可居住的星球具體數目是多少，或者這些宜居星球是不是已經有了原住民（外星人）。美國天文學家和地外文明搜尋（SETI）組織創始人弗蘭克·德雷克曾在1961年提出了“宇宙文明方程式”，也就是德雷克方程。德雷克方程主要包括7個因素，如銀河系中誕生恒星的等級，恒星有多少顆行星，行星能否適應生命體生存等。他用該方程計算了找到外星人的幾率。結果表明，銀河系可能存在1萬個左右可探測的文明，其中，最近的文明世界可能距離我們約1000光年遠。而目前的研究跡象表明銀河系可能存在很多宜居行星，有些人估計的數目甚至達到了數百億顆。

不管怎樣，這都暗示著如果人類向太陽系的其他地方開展殖民活動，人類物種就很難被“消滅”了。因為即使是殺掉其中一顆星球的人類分支，其他星球的人類仍然存在，并可以從其祖先的悲慘經歷中總結經驗，研發和嘗試新的技術，不斷探索，了解生活在別處的生命，推動人類向更高層次發展。

如何達到宜居星球？

由于地球和其他恒星之間相距甚遠，假設人類開始星系殖民，最初的擴張速度應該是緩慢的。因為就算是去往最接近地球的三體恒星系統——半人馬座α星，假設是以10%光速（約3萬千米/秒）行駛，大概也需要40年才能到達。

為什么選定為10%光速呢？首先得考慮人類的壽命，目前人類的平均壽命在七八十歲的樣子，10%光速至少能讓人類在短暫的生命期限內到達最近的恒星。其次，相對于速度極限——光速，10%光速其實不算快，還能盡量減少行駛中宇宙飛船和星際氣體、塵埃之間相互碰撞的幾率。

那么，我們如何讓宇宙飛船獲得10%光速？

也許要依靠一面巨大的帆，或者說，進軍其他恒星系統將是一個“光帆”計劃（或太陽帆）。由于光也有能量，照射到物體上也能產生光壓，這個道理就像風吹到船帆上，使船帆受力一樣。光帆就像是接收光照的一種太陽能電池板一樣的東西，由太陽附近的高能激光或微波站驅動，它利用光束中的光子獲取動力，足夠長的時間后會達到相當比例的光速。

而在最近，物理學家史蒂芬·霍金啟動的“突破攝星”項目中，就提議研發名為“星片”的小型光帆飛行器。計劃它能以20%光速，經過20多年的航行時間抵達半人馬座α星，并向地球傳回該恒星系統的信息。盡管就目前而言，這臺飛行器只能裝載照相機、導航系統能小件物品，其成敗也很難預料，但是仍舊給人類未來的太空旅行指明了一條道路。

除了光帆，當然還有其他可能的星際推進方法，從反物質融合、星際沖壓式噴氣推進器到“超空間發動機”。據稱，美國科學家正在秘密研究一種“超空間發動機”，一旦證明“超空間發動機”可行，那么由地球前往火星只需3小時，由地球前往距離11光年的星球只需80天。也有科學家預測，真正能制造出適合的宇宙飛船并啟程飛往目的地星球的時間是在26世紀。

到達目的地后，如何減速、順利降落也是一個巨大的難題。最合理的辦法是研發所謂的“磁帆”。“磁帆”通常指在飛船周圍包裹上一層和太陽風極性相反的磁場（太陽風是自身具有磁場的一股帶電粒子流），通過磁場間的排斥作用飛出太陽系。這里，我們要利用的不是太陽風，而是在快要到達目的地的最后階段，通過目標恒星發射的粒子流的反磁性來減速剎車。

旋轉的太空城

鑒于去往其他星球通常要花費相當長時間，一些人并不太想在星際旅行中就將自己的生命消耗殆盡，于是有人產生了這樣的想法：建造一個太空棲息地會不會更快，更方便？

早在20世紀70年代阿波羅號成功登月之后，美國普林斯頓大學物理學家和未來主義者杰勒德·奧尼爾就曾提出建造“軌道太空城市”的想法。他設想的是一座圓筒形的巨大“飛船”，長32千米，直徑約6～8千米，可住十幾萬人。它是全封閉式的，并以中軸為旋轉軸，每分鐘自轉一周，能產生跟地球表面同樣大小的重力。圓筒的頂部還有一個空間碼頭，從地球或其他太空城來的小飛船可以在這里停靠。

我們如果要建造一座城市，首先必須考慮建筑的材料從何而來。奧尼爾認為所需的材料可以從附近的直徑幾百米的小行星上開采，太陽系擁有數百萬顆這樣的小行星。

在奧尼爾的計劃中，太空城是一個循環的生態系統，人們的生活完全自給自足，可以在這里種植瓜果蔬菜，飼養牲畜，開設工廠，空氣循環使用，跟地球生活沒有兩樣。如果地球不再適合居住，人類無需前往遙遠的另一個恒星系統尋找新的人類家園，就居住在這太空城里。沒有了人類的蹂躪，地球在過了幾百上千年后或許會慢慢恢復原樣，那時人類還可以重返地球。

美國宇航局對這個想法非常感興趣，并資助奧尼爾領導的幾個實驗室進行深入研究。但太空城方案仍然是一道物理難題，等待科學家和工程師們慢慢解開。

備份人類，拯救人類

此外還有人提出，未來人類能建造一艘自給自足、類似地球環境的“世界艦船”，能容納上千人。一艘巨大的“世界艦船”在太空中的旅行要比光帆慢得多，也許只有0.5%光速（仍然有1500千米/秒）。但優點是，“世界艦船”上的居民眾多，而且一代又一代生活在船上。相比于改造并定居在其他星球或宜居太空城，“世界艦船”的居民還能繼續作為太空探索者，走向下一個新星系，不用擔心人類的壽命問題。

據估計，從銀河系一端到另一端的距離是10萬光年。人類一旦制造出多艘“世界艦船”，分頭踏上“沒有盡頭”的星際遷徙旅程，由于星際空間的隔離，他們的子孫后代可能會產生越來越大的區別，或許到那時，人類們不再承認對方的親戚關系，盡管他們中的每一個人都是人類文明的延伸。

本文源自大科技*科學之謎 2016年第7期雜志文章、歡迎廣大讀者關注我們大科技的微信號：hdkj1997