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第5章 走向银河（上）（第1页）

目录：

走向银河

20%光速

3种星际旅行

太空战列舰

太空遮阳伞

恒星际航行

星际移民

牧夫座空洞

传送门

银河生命博物馆

量子隐形传态

无穷和0是可以相等吗？

外星人在哪里？

硅基生命长相

20%光速

看，这些由光驱动的星际帆船，虽然只有黄豆大小，1克的重量，但它们装备了旅行者号的全部设备，甚至更多。陆地的激光灯矩阵射出的激光，会在几分钟之内，将这些小帆船从0加速到光速的20%。

在这些小小的宇宙飞船内部，有着能够探测行星并将视觉与科学信息返回地球的所有部件。在空旷的宇宙中航行，即使是这样微小的尘埃颗粒，也可能在中途与部分飞船相撞，导致纳米飞行器在如此高的光速下造成不可逆转的损坏。不过，这些我们早已有所预料，这也是我们发送艘飞船的原因之一。总会有一些幸运儿能够抵达最终的目的地。

同样的光帆驱动的还有携带纠缠光子的各类纳米机器人。这些机器人有组成传送门接收装置的，有负责接收信息的，有用于复制繁殖的，有负责采矿提供材料的，还有负责组装管理的等，形成了一个完整的生态链。据估计，具有自主复制能力的机器可以在一百万年内占领整个银河系。

3种星际旅行方式

未来最有可能实现的3种星际旅行方式包括：

一、离子推进。离子推进器的工作原理与传统火箭类似，都是通过向后喷射物质来向前推进。不同的是，离子推进器喷射的是带电粒子（即离子），通过强电场加速离子或通过电频率发生器加热离子等方式来产生推力。在产生推力相同的情况下，离子推进器所需燃料要比传统火箭少很多。在长期稳定工作的情况下，离子推进器最终能够把飞行器加速到很高的速度。目前，离子推进的相关技术已经取得了不错的进展，例如欧洲航天局的月球探测器SmARt-1以及日本的隼鸟探测器等都采用了离子推进。而目前发展技术比较先进且可靠的离子推进器主要是“可变比冲磁等离子体火箭”，其原理是通过无线电频率发生器将离子的温度加热到100万摄氏度，从而让离子获得额外的大量能量，使得该推进器的推力大幅增加。如果最终取得成功，那么可变比冲磁等离子体火箭有望在不到一个半月的时间中将人类送到火星上。

二、核聚变火箭。所谓核聚变火箭，就是通过核聚变反应产生的动力来前进的火箭。在核聚变反应中，核子会被迫进行聚合，从而产生巨大的能量。早前人类对核聚变的研究方向主要在托卡马克装置上，但由于其太过笨重，科学家们后来又选择了名为惯性约束聚变的核聚变触发方式。

三、核脉冲推进。核脉冲推进可以简单理解为通过在飞行器后方定期引爆核弹来作为前进的动力。核脉冲推进装置不仅需要建造一个巨大的激波吸收器，而且还需要一层特制的防辐射保护罩来保护飞行器内部乘客的安全。从技术上来看，这种星际旅行方式是完全可行的，只不过科学家们需要考虑如何降低风险。而从理论上来说，一艘通过核爆来驱动前进的飞船，其速度可以达到光速的10%，是迄今人类发射的速度最快的载人空间飞行器之一，是阿波罗10号速度的3000倍。

最后，问题来了：你最喜欢上述三种星际旅行方式的哪一种呢？

太空战列舰

名称：太空战列舰

用途：负责执行攻击作战任务，对威胁空间站及卫星的一切物体进行攻击摧毁。

武器装备：大口径激光炮、离子炮、多用途导弹、电磁能量护罩、无人僚机。

太空遮阳伞

在地球和太阳的中间放一个太空遮阳伞来抵消全球变暖的危机。自从有温度记录以来，地球的平均升温速度每10年0.07摄氏度，现在还在继续。虽然我们制定了碳中和等应对措施，但各个国家的步调很难统一。所以未来我们还是会面临全球变暖的压力。虽然我们改变地球的大气很困难，那么就从根源上解决问题——把太阳给挡住。就像发生日食时，月球处在了地球和太阳的中间，月球的阴影现在投在了地球上，地球肯定就凉快了。但不需要挡那么多，根据研究，如果想让地球的温度恢复到工业时代以前，只要挡住2%的阳光就可以了。而且现成有一个非常好的地方可以放置我们的这个太空遮阳伞，那就是拉格朗日点。在地球围绕太阳的轨道附近，有5个拉格朗日点，其中L1、L2、L3点是不稳定平衡点，放置在这里的物体可以在数年内保持稳定的相对位置；L4、L5是稳定平衡点，放置在这里的物体可以长期保持稳定的相对位置。很明显，我们的太空遮阳伞必须放置在L1的位置，它在这里会和太阳、地球保持相对不变的位置，可以全年为地球遮挡阳光。但是L1的位置很远，有150万公里，是月球平均距离的4倍。所以这个遮阳伞想要挡住2%的阳光，至少需要数百万平方公里的面积。而且你还不能直接用这个反射阳光的材料来制作遮阳伞，因为辐射压力会让遮阳伞的轨道发生衰减。因此，天文学家提出了一种由半径大约为30厘米的圆片组成的巨大阵列的方案，每个圆片都是轻量化的、非常薄，它不会直接反射光线，而是会偏转穿过它的光线，模糊背景。想要达到遮挡住2%的阳光的效果，这种遮阳伞的面积至少要450万平方公里。这个工程非常庞大对吧？还有一种办法就是采用透镜偏转光线的方式，用一系列的小透镜组成一个大的透镜，把平行的太阳光发散就达到了目的，仅需要100万平方公里。其实这些办法都是可行的，但就是非常昂贵。就算是我们把一个薄片做得非常轻、非常薄，只有一克重，也需要2000万吨的质量。L1这个点是不稳定的，即使你把这个遮阳伞送入了理想的位置，几年后它的轨道也会发生漂移。你要么给它装上自动推进技术维持轨道，要么经常维护，发射新的薄片去补充空缺。所以总体下来，没个数万亿美元是拿不下这个项目的。但可重复使用火箭的发展以及离子推进技术的进步，也让我们看到了这个遮阳伞维持轨道的希望。因此未来如果真的全球变暖不可控，威胁到了我们的生存安全，那全人类合作起来，这个项目是完全可以实现的。只要一次投资解决未来的问题，就算是几十年花钱去维护这个东西，其实也是可以接受的。如果未来我们的科技足够发达的话，还可以把这个遮阳伞换成发电装置，它不仅挡住了阳光，还解决了一部分能源的问题。

恒星际航行

恒星的距离极其遥远，即使是最近的恒星——半人马座的比邻星，离我们也有4.2光年。如果能把飞船加速到光速的一半以上，往返比邻星一次还得花上十多年。其次，无处不在的星际气体和尘埃有可能对高速运行的飞船造成致命伤害。因此，如何规划飞船航向是一个棘手的问题。而且，十多年中飞船可能会出故障，是否还得带上各种备件和大修器材？空间站上的航天员在微重力环境下4个多月就已经胖了一圈，而星际飞行的大部分时间里，飞船都处于失重状态，该如何保障宇航员的健康？另外，十多年在与世隔绝的密闭空间内，宇航员的神经系统能否支撑得住？