圖中是藝術(shù)家描繪的Kepler-22b,它是距離太陽910光年的一顆超級地球行星,。
新浪科技訊北京時間5月4日消息,,據(jù)國外媒體報道,在銀河系中,,比地球更大的巖石行星是很常見的,,其中一些行星可能孕育生命,這將產(chǎn)生一個有趣的問題:這樣的行星產(chǎn)生多大的引力,?生活在這些超級地球行星的外星人發(fā)射火箭進(jìn)入太空有多難,?目前,,依據(jù)最新一項研究,外星人從超級地球行星發(fā)射火箭和宇宙飛船并不簡單,,意味著一些外星文明很可能永遠(yuǎn)被“困在”自己的星球上,。
我們可以用火箭發(fā)射物體進(jìn)入太空,這是我們習(xí)以為常的事情,,但如果我們的星球質(zhì)量更大呢,?是否我們還能像之前正常地發(fā)射火箭和宇宙飛船?這是一個值得探索研究的問題,,因為在銀河系中存在大量超級地球,,巨大巖石系外行星具有很強的表面重力作用。正如一項最新研究表明,,生活在這些行星的智慧外星人可能很難使用化學(xué)火箭離開這些星球,,這并不意味著對于超級地球外星人而言太空旅行是不可能的,他們會找到另一種方式發(fā)射火箭,。
對于搜尋地外文明狂熱者來講,,這是一個非常重要的問題,因為行星大小可能決定哪些外星人可能探索和殖民太空,,而一些外星人則注定生活在自己的星球搖籃之中,。超級地球行星雖然有巨大周長,但這樣的星球也很可能孕育生命,。事實上,,天體生物學(xué)家推測,一些超級地球行星可能是“超級宜居性”,,較強的重力作用可保持密集大氣層,,保護(hù)生命免遭有害宇宙射線輻射(想像一下你可以節(jié)省多少防曬霜!),。同時,超級地球的平坦地形和強表面侵蝕將形成一顆“群島”星球,,存在大量溫暖和淺層海洋,,適合生物多樣性發(fā)展。如果這顆星球位于恒星的宜居地帶,,像這樣的行星可能繼續(xù)孕育智能生命形式,,就像我們地球人類一樣,最終仰望勘測太陽系之外的宇宙空間,。
在地球上,,我們已經(jīng)實現(xiàn)載人太空飛行的挑戰(zhàn),這歸功于化學(xué)推進(jìn)燃料足以產(chǎn)生一定的速度,,使飛行器脫離地球重力(地球重力逃逸速度是每秒11千米),。但是隨著行星表面重力的增加,,向太空發(fā)射火箭所需的燃料數(shù)量將呈指數(shù)級增長,但在一份兩頁的研究報告中,,天體物理學(xué)家邁克爾·希普克(Michael Hippke)與桑內(nèi)伯格天文臺進(jìn)行交流,,試圖確定使用常規(guī)火箭技術(shù)離開超級地球的實際限制,發(fā)現(xiàn)化學(xué)推進(jìn)燃料逃離比地球質(zhì)量大10倍的星球是不切實際的,。
為了證明這一點,,希普克考慮了從Kepler-20b表面發(fā)射常規(guī)火箭的假設(shè)挑戰(zhàn),Kepler-20b是距離太陽系905光年的一顆超級地球行星,,它的質(zhì)量差不多是地球的10倍,,逃逸速度是地球的2.4倍。這聽起來產(chǎn)生的差距并不大,,但是相應(yīng)的數(shù)字信息告訴我們一個完全不同的事情,,例如:要發(fā)射重量6.6噸的人造衛(wèi)星,必須裝載60600噸燃料,,這大約是一艘大型戰(zhàn)艦的重量,。在阿波羅任務(wù)中發(fā)射50噸重太空貨物,這個火箭需要440000噸燃料,,這相當(dāng)于大金字塔的質(zhì)量,。
這顯然是一項完全不切實際的壯舉,但即使這是可能的,,也完全無法進(jìn)行證實,。希普克在研究報告中指出,因為超級地球行星為了克服重力作用,,每次發(fā)射時需要大量的化學(xué)燃料,,從而限制了太空發(fā)射總次數(shù)。一種方案是從最高山頂發(fā)射火箭,,但是考慮到超級地球的平坦地形結(jié)構(gòu),,高山發(fā)射平臺很難找到。
另一個挑戰(zhàn)是多數(shù)超級地球缺少陸地表面積,,科學(xué)家指出,,多數(shù)超級地球都是水世界,如果整個地球都被單一,、巨大的海洋所覆蓋,,在這樣的水世界出現(xiàn)類似地球人類的智慧生命,太空探索并非完全不可能,。
希普克指出,,水世界星球上的火箭可以從漂浮的浮筒結(jié)構(gòu)上發(fā)射,或者直接從水面上發(fā)射,水下潛艇火箭發(fā)射使用傳統(tǒng)爆炸物將水蒸發(fā)為蒸汽,。爆炸氣體的壓力使導(dǎo)彈在管子中向上運動,,這對從水下潛艇發(fā)射的洲際彈道導(dǎo)彈非常有效。但是超級地球水面發(fā)射復(fù)雜性可能并不適用地球海洋火箭發(fā)射理論觀點,,相比之下,,陸地發(fā)射條件可能與地球人類陸地發(fā)射火箭相近。
更有可能的是,,希普克說超級地球生命將必須發(fā)展其他方式進(jìn)入太空,,其中包括:核動力火箭(但潛在巨大危險)和太空電梯(只有外星人進(jìn)入太空之后才能建造)。
牛津大學(xué)未來人類研究所研究員安第斯·桑德伯格(Anders Sandberg)很喜歡這篇最新研究報告,,但是他表示,,超級地球很可能是水世界,這意味著制造火箭會遇到金屬材料缺乏的困境,,很可能讓生命開始變得困難,,因為這可能對于早期生物分子需要一個潮濕-干燥循環(huán)。不管怎樣,,希普克的研究報告表明,,有一些物理條件最終會阻止太空殖民計劃。對于我們來講,,這似乎是不可能的,,因此希普克的論文可能解釋為什么我們的地球沒有被外星人造訪過。
哈佛大學(xué)天文系主任阿維·洛布(Avi Loeb)稱,,這篇最新研究報告僅是一個開始,,關(guān)鍵的一點是脫離軌道比脫離地球表面更具挑戰(zhàn)性,這是我們?yōu)槭裁丛诘厍蛏闲疫\生存的另一個重要因素,。我們不僅可以很容易地逃離地球引力,,而且我們還能相對容易地脫離太陽引力(從地球位置角度太陽逃逸速度為每秒42千米),這就是為什么我們能夠?qū)ⅰ奥眯姓咛枴碧綔y器和“新視野號”探測器發(fā)射至太陽系邊緣區(qū)域,。但是洛布在一份研究報告中指出,,一些系外行星——特別是那些環(huán)繞矮恒星的行星——可能會阻止智慧生命進(jìn)入太空并開始星際旅行。如果化學(xué)燃料火箭不夠強大,,這些探測器需要像太陽帆這樣的替代技術(shù),。
像這樣的研究讓我們意識到我們的星球是多么地特殊,希望我們的文明繼續(xù)下去,,我們能夠繼續(xù)享受自己的特殊宇宙地位。(葉傾城)
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