來源：國際線上
2008年3月17日
“半人馬”座可能存在類地行星
來源：新華網 編輯：姚培碩 美國加利福尼亞大學的科學家日前稱，在距離地球4.37光年外的“半 人馬座”，很可能存在著一顆適宜生命的類地行星。由於人類的壽命 有限，如果他們想要前往這顆行星上生活，那麼他們通過什麼方式才 能夠順利抵達這顆類地行星呢？ 科幻小說作家、美國宇航局物理學家傑弗裏-蘭迪斯稱，這顆新發現 的類地行星距離地球約4.37光年，這一距離是地球到太陽距離的27.6 萬倍，因此這一星際航行將異常艱難，依靠傳統火箭是絕對不行的， 因為它們的最大速度只有約每小時28300公里。假如用傳統火箭攜帶 太空飛船上天，那麼將需要約16.5萬年的時間才能抵達半人馬座阿爾 法星。蘭迪斯說，傳統火箭的問題在於無法攜帶足夠的燃料。 利用反物質提供動力 或許反物質發動機可以被用來提供動力，其動力來自於反物質與物質 相互湮滅時釋放出的巨大能量。然而，這種反物質發動機的問題在於 如何在航行中產生足夠多的反物質並將其儲存下來。蘭迪斯說：“目 前，所有製造反物質的方法都需要大型粒子加速器，並且產生的反物 質還為數不多。此外，如果要儲存一克反物質的話，則需要一噸磁鐵 。儲存大量反物質的想法聽上去非常輕鬆，但是實施起來卻不那麼輕 鬆了。這個設想目前還未被推翻，一點反物質就可以幫我們一個大忙 。” 英國著名物理學家施蒂芬-霍金此前曾表示，人類未來必將會離開太陽 系尋找別的可生存行星，反物質能源將是星際旅行中飛船的主要動力 。霍金說：“如果我們使用阿波羅任務中的化學燃料，飛抵最近的恒 星需要5萬年。這一時間太長了，因此科幻小說中常常有時空穿越的 描述。不過，這一想法違背科學定律，因為不可能有物體的運動速度 超過光速。不過，我們仍可以在科學定律的限制下找到辦法，即利用 物質/反物質對衝產生的能量，使飛船達到亞光速。這樣我們僅需六 年就能夠飛抵最近的恒星，這一時間對於星際旅行者來說還可以接受 。” 儘管從原理上來說，科學家可以冷凍反氫，從而回避磁鐵需求問題。 但蘭迪斯表示，一旦有些微反氫漏出並碰到四壁，就可能產生大量熱 量，結果加熱冷凍的反氫，導致災難性後果。然而，科學家們可能可 以在星際太空船中利用反物質，引發核反應。反物質推進被看作是恒 星際航行中極有前途的方式。根據著名的愛因斯坦相對論能量定律， 物質和能量不僅是聯繫著的，而且品質和能量是不可分割的，品質可 以全部轉化為動能。由此利用物質——反物質湮沒反應能把品質全部 轉變成動能，因此最大限度地發揮了物質的潛能。 通過電磁場吸收純氫 物理學家羅伯特-布沙德提出的一個設想就使用電磁場，通過吸收氫 來為核動力火箭提供燃料。科學家們把核燃料做成很多細小的顆粒-- “微型氫彈”，然後通過鐳射或者粒子束加熱到極高溫度並引起微型 氫彈爆炸，產生的衝擊波和粒子流將形成反作用推力。逐個點燃“微 型氫彈”可獲得脈動式的持續推力。不幸的是，布沙德的這種噴氣引 擎可能無法工作。蘭迪斯說：“星際媒介並不如布沙德想像的那麼密 集。到目前為止，所有嘗試設計某種噴氣引擎的想法產生的都是後拖 力而不是後推力。況且，我們並不真正了解如何利用星際中的純氫作 為聚變燃料。實驗室中的聚變燃料使用的是氘-氚或帶氦3的氘，而對 於聚變反應中的純氫，我們不得要領。這個主意雖然不錯，卻不現實 。” 借助鐳射實現星際航行 光航行可能是另一種方法--依靠光束提供的輕微推力進行輕便的反射 航行。美國西雅圖高級太空系統技術顧問約丁-卡爾解釋說：“這個 方法的特點是不攜帶推進所需的能量，而是使用傳輸來的能量。” 光航行並不只是利用來自太陽的大量光能，它還利用了鐳射束提供額 外推進力，尤其是在飛船航行到距離太陽較遠處時。借助鐳射進行星 際航行的問題在於，需要在很長時間中使用大量的光，以在人的壽命 期間迅速抵達人馬座阿爾法星，這意味著需要在整個航行過程中一直 使用大量高能鐳射。然而，由於鐳射束在遠距離外會分散開來，因此 科學家們想到了使用粒子束為航行提供能量。蘭迪斯解釋說：“這種 粒子束必須帶中性電荷，這樣才不會隨時空而分散。這可能是一個可 行的設想。” 與傳統的化學推進方式相比，鐳射推進最突出的優點是不需攜帶燃料 。航太器在大氣層中飛行時，只需對空氣加熱，穿越大氣層後，只需 少量工作物質即可工作，這樣就可以把運載工具的有效載荷提高到15 %以上，發射費用降低到每千克數百美元左右。自20世紀60年代初期 出現鐳射器以來，由於鐳射推進巨大的潛在優勢，美國、俄羅斯、德 國等發達國家聯合攻關，在鐳射推進領域進行了不懈的努力。後來隨 著小衛星技術和強鐳射技術的進一步發展，鐳射推進研究又掀起了熱 潮。目前美、俄等國已經提出並製造出了鐳射光船，並把鐳射推進作 為發展運載工具優先考慮的目標。據預測，如果新一代大功率鐳射器 的研製能夠取得突破，到2015年前後，利用鐳射推進系統可將數百千 克的小衛星送入軌道。 乘坐“爆炸”穿越太空 另一個星際航行的設想是乘坐爆炸穿過太空。這種“脈衝推進”要求 在帶有防護板的飛船後扔下許多炸彈，爆炸會衝擊防護板，推動飛船 前進。基於鐳射航行和脈衝推進，卡爾提出了一個綜合設想--“帆束 ”，他表示：“一束鐳射可以像子彈一樣推動飛船中許多的微型帆， 這些微型帆一起又可以推動整個飛船。這樣就可以使飛船速度提高到 光速的十分之一，那麼抵達半人馬座阿爾法星就只需60到70年了。” 雖然要找到一顆適合生命存在的類地行星並非易事(此前發現的絕大多 數太陽系外行星均是與木星類似的高溫巨型行星)，但美國天文學家們 卻堅信，在半人馬座A和半人馬座B附近找到類地行星的幾率是非常高 的。最近10年以來，天文學家們已經在太陽系外發現了200多顆行星， 不過，它們中的大部分都屬於木星這樣的巨型氣態行星，根本不具備 孕育生命的條件。其中有6顆結構類似于我們的地球。在這6顆類地行 星中，有2顆非常寒冷，剩下的其他4顆由於距離其恒星太近而幾乎沒 有存在生命的可能性。(劉妍) |