這兩天，微博上有不少網(wǎng)友上傳圖片，稱他們?cè)诖汗?jié)假期返鄉(xiāng)道路上發(fā)現(xiàn)，不少地方道路電子顯示牌上的警告標(biāo)語換成了 " 道路千萬條，安全第一條，行車不規(guī)范，親人兩行淚 "。這足以說明，這條豪不押韻、略顯滑稽的標(biāo)語出處——《流浪地球》，已經(jīng)在某種程度上成為一部現(xiàn)象級(jí)電影。

這個(gè) " 現(xiàn)象 "，不僅僅指單部電影口碑飆升、票房大賣，3 天逆襲成春節(jié)檔冠軍，也不僅僅指 " 中國(guó)第 1 部科幻電影 "" 開啟中國(guó)科幻電影 " 元年，更是指由其引發(fā)的，中國(guó)人科學(xué)或科幻熱情的燃起。

在百度指數(shù)上搜一搜，你會(huì)發(fā)現(xiàn)，從 2 月 5 日這天起，百度搜索 " 木星 "" 引力 "" 半人馬座 "" 離子發(fā)動(dòng)機(jī) " 等關(guān)鍵詞的搜索指數(shù)都增長(zhǎng)了 2-3 倍。網(wǎng)上也多了不少討論行星發(fā)動(dòng)機(jī)是否可行、引力彈弓是什么、地球最終要流浪到哪里之類的話題。

（關(guān)鍵詞 " 木星 " 搜索指數(shù)）

在昨天的《行星發(fā)動(dòng)機(jī)》篇中，小編給大家介紹了一下相關(guān)研究的現(xiàn)狀，探討過行星發(fā)動(dòng)機(jī)的可能性。今天，咱們?cè)賮砹牧碾娪爸猩儆泄P墨涉及，但挺多人關(guān)注的問題：地球流浪的終點(diǎn)在哪里。

《流浪地球》的背景是太陽內(nèi)核加速老化，急劇膨脹，從物理學(xué)上說，這點(diǎn)是合理的。太陽核心的氫元素在聚變?nèi)紵髸?huì)轉(zhuǎn)化成暫時(shí)無法聚變的氦元素，在中心形成致密的核。原來在核心發(fā)生的聚變反應(yīng)，就轉(zhuǎn)變?yōu)樵谥旅芎酥獍l(fā)生，使太陽失去原本的內(nèi)部穩(wěn)定性調(diào)節(jié)機(jī)制，能量開始增加，體積開始膨脹，顏色也開始發(fā)紅，變成一顆 " 紅巨星 "。

等到紅巨星積累了足夠的能量，原本致密核中的氦元素就會(huì)產(chǎn)生聚變，而氦的聚變遠(yuǎn)比氫聚變來得劇烈。于是太陽在數(shù)秒的時(shí)間內(nèi)爆發(fā)出巨大能量，出現(xiàn)原著中的 " 氦閃 "，吞沒整個(gè)太陽系，地球人不得不倉(cāng)皇出逃。而且在原著中，當(dāng)在地球逃離到木星時(shí)，太陽已經(jīng)完全吞噬了金星和水星。

在原著中，地球路過木星是一趟無驚無險(xiǎn)的旅程，借助木星的引力，地球很快達(dá)到逃逸速度，" 向廣漠的外太空飛去，漫長(zhǎng)的流浪時(shí)代開始了 "，而最終的目的地，將是離地球最近的恒星——半人馬座 α 星中的比鄰星。

三星系統(tǒng)

對(duì)于這顆星星，想必大多數(shù)人都不陌生。作為離太陽系最近的恒星系統(tǒng)，半人馬座 α 星離太陽只有 4.37 光年的距離，自然被科學(xué)界列為尋找 " 新家園 " 的首要目標(biāo)。與此同時(shí)，這個(gè)恒星系統(tǒng)非常奇特——和太陽系不同，半人馬座 α 星是一個(gè)三星系統(tǒng)，也就是由 3 顆恒星組成的系統(tǒng)，這種獨(dú)特的現(xiàn)象，也成為不少科幻創(chuàng)作靈感的來源，比如大名鼎鼎的《三體》、《變形金剛》里的賽博坦星球以及《阿凡達(dá)》的潘多拉星，都和此處有關(guān)。

在劉慈欣筆下，半人馬座 α 星的 3 顆恒星距離相近，在各自引力下互相影響，于是就出現(xiàn)了天文學(xué)中的 " 三體問題 "：3 顆 " 太陽 " 的軌跡完全無法測(cè)算，是全無規(guī)律的混沌系統(tǒng)，每當(dāng) " 恒紀(jì)元 " 孕育文明后，毫無征兆出現(xiàn)的 " 亂紀(jì)元 " 又會(huì)將其殘酷摧毀。

整個(gè)三體文明經(jīng)歷 200 多輪重生與毀滅，有的只發(fā)展到了石器時(shí)代，而有的則發(fā)展到了蒸汽時(shí)代，最終，在第 220 輪文明中，三體人幸運(yùn)地發(fā)展到量子時(shí)代，召集起星際艦隊(duì)，開始向太陽系逃亡。

如果按照 2 部小說的設(shè)定，當(dāng)三體人到達(dá) " 氦閃 " 過后的太陽系，或許會(huì)想起途中遇到的那個(gè)眼熟的藍(lán)色星球 ? 而地球人沖出太陽系后，肯定也會(huì)覺得自己來錯(cuò)了地方。

不過，這終究只是小說的設(shè)想，在真正的半人馬座 α 三星系統(tǒng)中，由于半人馬座 α 星 C，也就是俗稱的比鄰星質(zhì)量太小，和 A 星、B 星的距離也太遠(yuǎn)，不存在相互捕獲的問題。因此，半人馬座 α 星本質(zhì)上是 A 星和 B 星構(gòu)成的穩(wěn)定雙星系統(tǒng)，加上一顆圍繞它們公轉(zhuǎn)的比鄰星，是三體問題的特殊解。

家園 ?

事實(shí)上，對(duì)半人馬座的觀察古已有之，中國(guó)南方的幾個(gè)省份，在春天的晚上可以在空中看到 " 南門二 " 和 " 馬腹一 "2 顆亮星，分別就是半人馬座 α 星和半人馬座 β 星，據(jù)說，14 世紀(jì)鄭和下西洋時(shí)，曾用它們來導(dǎo)航。17 世紀(jì)，歐洲科學(xué)家率先發(fā)現(xiàn)這是個(gè)雙星系統(tǒng)，18 世紀(jì)又確認(rèn)了雙星的運(yùn)作規(guī)律。1915 年，天文學(xué)家因尼斯 ( Robert Innes ) 通過閃爍照片發(fā)現(xiàn)了比鄰星的存在，證明了這是個(gè)三星系統(tǒng)。

隨著一系列先進(jìn)天文觀測(cè)儀器的出現(xiàn)，這一星座的不少具體數(shù)據(jù)已經(jīng)為我們所知。比如，A 星和 B 星都是和太陽相似的恒星，A 星質(zhì)量是太陽的 1.1 倍，光度是太陽的 1.519 倍，B 星質(zhì)量是太陽的 0.907 倍，光度是太陽的 0.445 倍，雙星距離在 35.6 AU 到 11.2 AU 之間變化。

比鄰星則不同，雖然離太陽最近，但它卻是三星中和太陽差別最大的一顆，它質(zhì)量?jī)H為太陽的 0.12 倍，直徑僅為太陽的 0.14 倍，表面溫度只有 2670K-3100K，視星等只有 11.05 等，絕對(duì)星等只有 15.49 等。相比于太陽的溫暖，這顆恒星實(shí)在是有點(diǎn)冷。

當(dāng)然，冷不是問題，如果火爐溫度不夠，我們拉近點(diǎn)不就行了 ? 因此，比鄰星同樣存在自己的宜居帶。所謂宜居帶，就是恒星周圍的一定范圍，水可以以液態(tài)形式存在的距離。在太陽系，以地球?yàn)闃?biāo)準(zhǔn)，這個(gè)宜居帶在距太陽 1.5 億公里的位置，而在比鄰星，這個(gè)距離將大大縮短至 700 萬公里。

讓人振奮的是，2016 年 8 月，歐洲歐洲南方天文臺(tái)宣布，他們不僅在比鄰星周圍發(fā)現(xiàn)了一顆行星，而且這顆行星恰好就在比鄰星宜居帶內(nèi)，他們給這顆行星取名為比鄰星 b。離得近，加上可能有液態(tài)水的存在，這簡(jiǎn)直天賜的新家園。不過，事情真的會(huì)如此簡(jiǎn)單 ? 在研究公布的當(dāng)天，NASA 就對(duì)此進(jìn)行了詳盡的探討，提出了幾個(gè)問題。

首先，要在比鄰星這樣低溫的恒星旁成為一顆宜居行星，如前文所說，你要和 " 火爐 " 靠得更近才行。因此，比鄰星 b 距離比鄰星僅有 0.05 個(gè)天文單位，公轉(zhuǎn)周期 11.2 天。你作為一顆小星體，近距離圍繞一顆比你大許多的恒星公轉(zhuǎn)，不可避免會(huì)遇到一個(gè)問題——潮汐鎖定，也就是小星體永遠(yuǎn)只有一半朝向大星體。

當(dāng)前人類最熟悉的就是地球和月球的潮汐鎖定，正因?yàn)樵虑虮趁嬗肋h(yuǎn)背對(duì)地球，我國(guó) " 嫦娥四號(hào) " 首次登陸月背才如此激動(dòng)人心。

有觀點(diǎn)認(rèn)為，潮汐鎖定造成的 2 個(gè)半球冷熱不均，足以成為阻礙人類生存的因素。但也有人認(rèn)為，全球大氣和洋流的熱量輸運(yùn)，可以將問題嚴(yán)重程度緩解至人類可以接受的程度。而且，假如我們是像《流浪地球》那樣駕駛地球到達(dá)比鄰星，就更不用考慮這個(gè)問題，畢竟早就有一個(gè)半球經(jīng)歷過永夜了。

第 2 個(gè)問題是紅矮星溫度低，光譜峰值偏紅。比鄰星的溫度是約 3000K，光譜峰值已經(jīng)跑到了 900 多納米。植物光合作用機(jī)制不得不利用能量更低的光子。而且由于光譜更加扁平，峰值不那么明顯，跟地球人只需要適應(yīng)很窄的波長(zhǎng)范圍就能獲得高性價(jià)比的視覺不同，紅矮星旁的生物需要能夠適應(yīng)寬的多的波長(zhǎng)范圍。

當(dāng)然，這個(gè)問題都可以通過生物自身的適應(yīng)性，以及科技的進(jìn)步解決。

第 3 點(diǎn)，相較于太陽，紅矮星的磁場(chǎng)更強(qiáng)。太陽的磁場(chǎng)只有 1 高斯，而比鄰星的磁場(chǎng)有 600 高斯。恒星的磁場(chǎng)過強(qiáng)，就會(huì)壓制周圍行星的磁層，甚至?xí)耆輾行谴艑訉?duì)高能粒子的屏蔽作用。那么，行星上的一切存在，面對(duì)太陽風(fēng)一樣的恒星風(fēng)將會(huì)束手無策。而且在離母星很近的情況下，太陽風(fēng)的剝蝕作用更顯著，可能讓行星過快的失去大氣層。但也有研究認(rèn)為，行星磁場(chǎng)是可能強(qiáng)到阻絕紅矮星強(qiáng)磁場(chǎng)、太陽風(fēng)的威脅的。

最后一點(diǎn)，由于紅矮星本身更不穩(wěn)定，它的表面可能產(chǎn)生占比過大的黑子，使其亮度不時(shí)發(fā)生顯著的變化，而且紅矮星的耀斑爆發(fā)事件也比太陽猛烈得多，可使其全波段輻射增強(qiáng) 4 個(gè)數(shù)量級(jí)，相當(dāng)于等效溫度提升 10000K，對(duì)附近的行星造成巨大沖擊。這點(diǎn)非常重要，不過，由于當(dāng)時(shí)并無實(shí)據(jù)，科學(xué)人員也只是提出了一個(gè)可能。

除了 NASA，國(guó)內(nèi)的科研人員也提出了一些問題。果殼網(wǎng)也提出了 3 個(gè)問題，包括其真實(shí)質(zhì)量未知，最終可能是木星一樣的氣態(tài)行星 ; 其大氣情況未知，考慮到它的質(zhì)量是地球的 5 倍，它的大氣可能極為稠密，造成強(qiáng)烈的溫室效應(yīng) ; 鑒于觀測(cè)手段有限，我們只知道觀測(cè)到的一個(gè)信號(hào)，不知道比鄰星 b 是不是一定真的存在。

不過，這場(chǎng)熱烈的討論只維持了 1 年。2017 年 3 月，NASA 提出的最壞可能出現(xiàn)了，比鄰星的亮度在 10 秒內(nèi)上升了 1000 倍，隨后迅速回落。這是一次比最強(qiáng)烈的太陽耀斑還強(qiáng) 10 倍的恒星耀斑。比鄰星 b 在這次事件中受到的輻射，比通常太陽耀斑爆發(fā)時(shí)地球受到的輻射高出約 4000 倍。即使比鄰星 b 存在生命，在這種程度的摧殘下恐怕也難逃一劫。

2018 年，科學(xué)家又觀察到了比鄰星一次超級(jí)耀斑爆發(fā)，從地球上看，比鄰星在耀斑爆發(fā)時(shí)亮度比起平時(shí)增加了 68 倍。地球如果泊入這樣的恒星軌道，在耀斑爆發(fā)時(shí)，地球生態(tài)圈可能受到毀滅性打擊。

國(guó)家天文臺(tái)星云計(jì)劃研究員李然在科普中國(guó)網(wǎng)站提出一種觀點(diǎn)，比鄰星并不適合作為地球流浪的終點(diǎn)，但可以作為一個(gè)中途補(bǔ)給站。在太陽臨近大約 16 光年內(nèi)有 52 顆恒星，這些恒星都可以作為流浪地球最終的備選之地。地球可以在這里獲得燃料補(bǔ)充，前往下一個(gè)地方，例如，距離太陽 12 光年的 Tau Ceti 也許就是一個(gè)不錯(cuò)的選擇，其亮度大概是太陽的一半，而且看起來非常穩(wěn)定。

希望

讀者需要知道的是，以上并非最終結(jié)論，因?yàn)榈侥壳盀橹?，人類從未，也無法近距離觀測(cè)過這個(gè)星座和星球，即便是用哈勃望遠(yuǎn)鏡看，半人馬座 α 星 A 和半人馬座 α 星 B 只是 2 個(gè)光點(diǎn)，比鄰星黯淡無光，更不用說行星之類的更小星體。以上所有理論結(jié)果，基本上都是通過間接方法推測(cè)而得。可以說，對(duì)半人馬座的探索熱情，是這幾年才興起的。

目前，短期內(nèi)最有希望取得進(jìn)展的是歐洲南方天文臺(tái)在智利修建的歐洲極大望遠(yuǎn)鏡 ( E-ELT ) 。2017 年，歐南臺(tái)選定智利阿瑪遜斯山為最終地址，將在此處建立全球最大、革命性的望遠(yuǎn)鏡。該鏡的口徑十分驚人，主鏡 39.3 米口徑，面積近似于半個(gè)足球場(chǎng)，帶來的是進(jìn)光量的巨大提升。

據(jù)悉，該望遠(yuǎn)鏡的進(jìn)光量超過人眼的 1 億倍，是伽利略望遠(yuǎn)鏡的 800 萬倍、哈勃望遠(yuǎn)鏡的 256 倍、甚大望遠(yuǎn)鏡單體單元的 26 倍，也是地球上現(xiàn)有所有 8-10 米口徑望遠(yuǎn)鏡進(jìn)光量的總和。

此外，該望遠(yuǎn)鏡配備了 6 個(gè)激光導(dǎo)星儀、第 4-5 級(jí)反射鏡以及超強(qiáng)感光元件，通過光學(xué)自適應(yīng)系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)每秒 700 次的光學(xué)細(xì)微調(diào)整，最大程度降低大氣的干擾，預(yù)其計(jì)成像的銳度高于哈勃空間望遠(yuǎn)鏡 16 倍。帶來的結(jié)果是，屆時(shí)，我們將直接看到比鄰星 b 的真容，甚至可以直接探查大氣層和地表，搜尋水甚至地表生命的跡象。

美國(guó)方面，40 年前發(fā)射的 " 旅行者一號(hào) "，已經(jīng)飛出了冥王星軌道，達(dá)到了逃逸太陽引力的速度。按照預(yù)先規(guī)劃的路線，" 旅行者一號(hào) " 將在 8500 年后，離開奧爾特星云，4 萬年后飛臨第一顆外恒星 Gliese 445，7 萬年后終于路過比鄰星，最后向著人馬座方位，朝銀河系中心駛?cè)ァ?/p>

這畢竟是 40 年前的技術(shù)和規(guī)劃，按照《流浪地球》設(shè)想，地球要在 2500 年后到達(dá)比鄰星，當(dāng)然，電影中的地球可以獲得源源不斷的動(dòng)力，而 " 旅行者一號(hào) " 基本上只能在宇宙中漂流，但無論怎么說，7 萬年，對(duì)于地球人來說都是一個(gè)過于宏大的尺度。

2017 年，NASA 提出了探索半人馬座的新設(shè)想。美國(guó)噴氣推進(jìn)實(shí)驗(yàn)室計(jì)劃在 2069，也就是阿波羅 11 號(hào)登月 100 周年，向半人馬座發(fā)射探測(cè)器。為什么要等這么久呢 ? 原因很簡(jiǎn)單：現(xiàn)在還沒有技術(shù)。

半人馬座 α 星距我們 4.4 光年，按照憧憬中的能以十分之一光速飛行的飛船計(jì)算，也需要 44 年才能到達(dá)。因此，你，甚至你的下一代能否活著看到結(jié)果都不好說。最理想的情況下，探測(cè)器要到 2113 年左右才能到達(dá)半人馬座，而且數(shù)據(jù)還要經(jīng)過 4.4 年后，才能傳回地球。

相較而言，霍金留下的遺產(chǎn)—— " 突破攝星 " 計(jì)劃采用的光帆推進(jìn)技術(shù)，可能更有可操作性。

按照設(shè)想，" 突破攝星 " 將使用一個(gè)巨大的地基激光陣列，推動(dòng)超輕型宇宙飛船的艦隊(duì)達(dá)到超快速度。計(jì)劃采用的宇宙飛船直徑可能只有 3 到 12 英尺，相較于傳統(tǒng)動(dòng)輒數(shù)噸的探測(cè)器，其重量可以忽略不計(jì)。

同時(shí)，他們計(jì)劃為飛船一種 " 納米儀器 "，質(zhì)量只有 1 克，和一枚回形針差不多，但是這足以將光帆、相機(jī)和傳感器等組件容納于內(nèi)。這些傳感器可以測(cè)量磁場(chǎng)，從而保護(hù)行星不受輻射的影響，還可以探測(cè)到可能表明存在生命的特定波長(zhǎng)的光。

而驅(qū)動(dòng)這種飛船前進(jìn)的，將是地球上的超大功率激光系統(tǒng)。工程人員需要造出功率夠大、價(jià)格夠便宜、相互緊密又足夠連接的激光陣列，使數(shù)百萬臺(tái)設(shè)備可以像單臺(tái)一樣穩(wěn)定 ; 在短暫的功率輸出巔峰，總功率需要接近 1 千兆瓦，大約相當(dāng)于 1000 座核電站的發(fā)電量。根據(jù)預(yù)期，激光陣列的修建約需要花費(fèi) 100 億美元。

激光陣列將大量的光集中照射在納米飛行器上，只需幾分鐘，就能賦予它驚人的 60000G 加速度。最終，" 突破攝星 " 宇宙飛船的速度可以達(dá)到光速五分之一—— 1.34 億英里每小時(shí)，僅需在 20 年多一點(diǎn)，就能到達(dá)半人馬座阿爾法星系的 3 顆恒星范圍內(nèi)。

鑒于激光技術(shù)的先進(jìn)性和敏感性，政治問題是不得不考慮的。為 " 突破攝星 " 飛行器提供能量的激光，足以將通信衛(wèi)星蒸發(fā)，因此不可能交到某個(gè)單獨(dú)國(guó)家手中。這么看來，《流浪地球》中的地球聯(lián)合政府倒也不是空想。

值得一提的是，在現(xiàn)階段上，人類已經(jīng)可以放下嫌隙。" 突破攝星 " 項(xiàng)目 2 個(gè)重要參與方分別是俄羅斯億萬富翁米爾納 ( Yuri Milner ) 和 NASA 埃姆斯研究中心，兩個(gè)相互越來越不待見的國(guó)家，十分難得地在涉及全人類未來的大事上攜手合作。

【來源：前瞻頭條】