太阳系的半径扩张到一光年,会将人类文明困在其中吗?

经常看科幻电影的人总有个错觉,那就是认为地球和太阳系只是宇宙中小小的一方天地,是未来的人类文明轻松就能离开的地方。

然而事实真的是这样吗?

1977年发射的旅行者一号和二号探测器,是目前距离地球最远的人造探测器,远在240亿公里之外的它们还在以每秒17千米的速度继续远离地球,这个速度恰好超过了第三宇宙速度,也就是飞出太阳系所需的每秒16.9千米的逃逸速度。

然而面对半径一光年的太阳系,这个速度就好像蜗牛的环球航行一样微不足道,天文学界认为旅行者一号至少还得再飞3万年才能离开太阳系,前几年飞出的只是太阳系的日球层而已,并不是真正飞出了太阳系。

更可悲的是近半个世纪后的今天,人类文明的宇航推进技术没有任何革命性的进步,新发射的探测器在引力弹弓的加持下速度也只能达到每秒200公里左右,虽然相较于旅行者系列探测器有了很大的进步,但仍然不可能让一个人在有生之年离开太阳系。

甚至考虑到光年的漫长距离,很多天文学家开始认为:人类文明也许根本飞不出太阳系,甚至宇宙中的所有智慧文明都会被困在若干光年范围的恒星系内,就好像被困在水洼里的鱼一样。

这种推论的立脚点在于,我们的宇宙中飞船的速度是不可能达到或者超光速的,因为爱因斯坦的相对论阐明了速度越快质量越大这一事实,在这种情况下未来的飞船不论是可控核聚变推进,还是正反物质湮灭能量推进,都会在达到光速之前让自身的质量变成无限大,甚至是在加速过程中坍塌成一颗黑洞。

在光速严格限制的情况下,科学界能设想的未来人类文明的大型飞船的最快速度,应该是光速的20%到50%,也就是每秒6万公里到15万公里,取一个最低值来看,前往距离地球最近的系外行星,也就是4.22光年外的比邻星b需要25年左右,这个时间虽然也很漫长,但总体还在可控范围之内。

NASA目前正在研究的人体冬眠技术,就是为超长时间的宇宙航行做准备的,这项技术能让宇航员们在睡梦中度过绝大部分航行时间,并且所需要的生活物资也能被最大程度的压缩,还不用考虑长时间封闭空间内的宇航员心理健康问题,因此人体冬眠技术被NASA寄予厚望,认为它未来能帮助宇航员用最小的代价到达火星或者更遥远的太阳系其他星球。

但这种技术不可能用在长达数十年的星际航行上,因为漫长的时间和不可控的太空环境不允许大部分都在冬眠仓里睡觉。

所以大规模的星际航行只有一个解决方案,那就是用超大型飞船互相连接成一个完整的生态循环系统,让数万人在这个足够大的飞船系统内工作生活,用过日子的方式消磨几十年的时光,最终到达目的地星球。

这种看起来很疯狂的想法,其实是最稳妥的,它本质上就像是蒲公英播撒在宇宙中的种子,每个人种子都是一艘装满人类文明信息的飞船,这些种子可能大部分都会在宇宙中消逝,但只要有一小部分成功到达其他星球并安营扎寨,人类文明就算是在宇宙中多了一个备份。

不过虽然星际旅行的梦想令人向往,但我们也应该意识到,目前最重要的任务是保护我们的地球家园,面对气候变化、资源枯竭等问题,我们应该集中精力和资源,寻找可持续的解决方案,而不是寄希望于逃离地球

毕竟在可预见的未来,地球仍然是我们在宇宙中唯一的家。