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“星际穿越”离现实有多远

2015-04-17

发明与创新 2015年1期
关键词:光速星际宇航员

最近,科幻电影《星际穿越》热映,影片专门聘请霍金的好友、天体物理学领域权威——基普·S·索恩作为编剧之一兼科学指导,借助宇宙航天里“高大上”的概念,引出了观众猎奇的欲望。《星际穿越》所描绘的宇宙画面以及人类探索星空的能力,有多少符合科学与现实?人类要实现星际穿越,还有多遥远?

“时空扭曲”光速下可实现

中国古代神话中经常出现“天上一日、地上一年”的情节。《星际穿越》中,宇航员库珀和女科学家布兰德降落在米勒的星球上,星球上的1小时相当于地球上的7年。

从理论上来讲,时间变慢并非不可能。根据相对论,当人以接近光速的速度移动时,时间便会变慢。“这种现象已经得到验证。”英国皇家天文学会主席马丁·巴斯托说,“例如,登上月球的宇航员移动速度超过地球上的人,他们的衰老速度略慢于地球上的人,只是还没那么明显。”

如果移动的速度接近光速,时间变慢便成为可能。只不过,在目前的技术下,让速度接近光速仍然很难实现。

“冷冻休眠”理论可行

在电影中,为了度过漫长的太空旅程,宇航员可以进入水床休眠,并自行设定唤醒时间。

技术上的人类低温休眠,是指在极短的时间内,将人类冷冻到-196℃,让细胞停止活动,无限延长人类的生命周期。从理论上来讲,低温休眠可以实现。但目前从技术上来看,人类还不能做到冷冻休眠并将其唤醒。主要问题是当人体温度降到-5℃时,细胞内的水分就会冻结并形成冰晶。这些冰晶会穿透细胞膜,导致严重的组织损伤。

不过未来这项技术可能会成为现实。现在世界上已经有数家机构提供人体冷冻技术,主要是为身患绝症之人服务,以待未来攻克难题后再将其解冻。

“虫洞穿越”假说尚未证实

遥远的星球距离人类可能有数亿、甚至数百亿光年,怎样才能实现远距离的星际旅行呢?

“虫洞”仍处于设想阶段。许多人喜欢用虫蛀苹果的例子来解释虫洞,即一只虫子要从苹果的一边爬到另一边去,如果在苹果中间咬出一条通道,肯定比绕过整个苹果距离更短。

在现实中,物理学家在20世纪早期就提出了虫洞理论。不过虫洞至今没有被观测到,也没有证据证明它的存在,只是没有被证实过的科学假说。

“星际移民”未来在哪里

当124岁的库珀苏醒后,他被告知人类已移居大型空间站,这个结尾很好,也值得人们思考:人类未来的生存空间在哪里?

中国科学院国家天文台客座研究员卞毓麟认为,从长远看,移居太空势在必行。科学家们设想,在漫长的岁月中,人类可以陆续建造一批大型空间站,每个空间站可容纳10万人以上。这些未来人类的太空定居点将从地球附近逐渐扩展到太阳系附近。比如,太阳系的小行星带有丰富的资源,人们能就地取材,建造更多、更遥远的空间站。

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