如果人类遇上足以毁灭太阳系的灾难以目前科技水平能否保留文明

 每次在游玩群星时都会注意到一个起源“末日降临”。

 母星已经濒临崩溃,星球上的文明必须在母星毁灭前孤注一掷,在茫茫星海中寻找新的家园。

 在群星的设定中面临母星毁灭的文明已经拥有FTL(超光速引擎)有能力进行星系间航行,并且大规模迁移物种保留文明。

  如果是目前人类遭遇“末日降临”甚至是流浪地球中的太阳骇闪,想要依靠人类现有科技是否能保留文明火种。

卡尔达肖夫指数推测当前人类仍是“Ⅰ型文明”(依赖行星资源

一、数字火种,让星辰刻下人类文明

   在南安普顿大学的超快激光实验室里,一块指甲盖大小的石英玻璃正被飞秒激光雕刻出纳米级结构。

   这种“5D数据存储”技术将信息编码在玻璃内部五个物理维度(三维空间+尺寸与方向)中,单块玻璃可存储360TB数据——相当于7.5万部高清电影。它的耐温极限达到1000℃。

   理论上可在138亿年内抵御宇宙辐射与极端温度,其寿命甚至超过当前宇宙年龄(138亿年)。

  即使已经解决容器问题,更大的难题在于如何让载体真正抵达繁星。

  以当前技术发射的探测器,如旅行者1号(速度17km/s),需要1.7万年才能飞出太阳系外围奥尔特云,再花费7.3万年抵达比邻星。在此期间,它被其他恒星引力捕获的概率为0.004%。  

   为了提高成功率,人类向宇宙“饱和式发射”——向银河系发射数百万个探测器

   假设每个探测器成本降至100万美元(当前技术大约1亿美元1个)。

 发射100万个将耗资1万亿美元(相当于全球军事开支的1.5倍)。

  按此规模计算,至少1.2%的探测器可能被某个文明捕获并解码。这一概率看似渺茫,却比地球自然诞生生命的几率高出数十亿倍。

  这些努力或许永远不会有回应,但它们揭示了一个深刻的隐喻:当肉体注定消亡,思想仍可能以光速穿越星河。

  正如卡尔·萨根在《暗淡蓝点》中所写:“保存一束知识的微光,就是在宣告——我们存在过,并拒绝沉默。

 二、建造载人航天飞船逃离太阳系的可能性。

 以目前科技来说想要建造逃逸太阳系的载人飞船,需要考虑飞船推进能源,飞船内生命生态循环,以及生物学极限。



 1、化学能源推进

通过燃烧化学反应释放热能转化为喷气动能(化学燃料约40-120 MJ/kg)

但目前而言,化学能源推进只能让人类逃逸地球,脱离太阳引力需速度≥600 km/s(日球层逃逸速度),但化学火箭理论极限仅20 km/s。

 若用化学燃料加速至600 km/s,燃料质量需指数级增长,物理上使用化学能源为推进载人逃逸太阳系几乎不可能。



2、核脉冲推进(Orion计划)

  1957年秋,正值美苏冷战,美国物理学家斯坦尼斯瓦夫·乌拉姆在洛斯阿拉莫斯实验室的草稿纸上画下一个疯狂构想——用核弹作为宇宙飞船的燃料。这个代号“奥里昂”(Orion)的计划。

   如同普罗米修斯盗取天火,试图将人类最危险的武器转化为星际航行的钥匙。

 而他的原理几乎野蛮,类似于过年时小孩用鞭炮炸井盖,飞船尾部安装一块巨型钢制推进板,宇航员在驾驶舱内每隔几秒向后方抛出一枚核弹。核弹在1.6公里外引爆,产生的等离子体冲击波撞击推进板,将飞船向前推进。

  为缓冲每次相当于广岛原子弹1/10当量的爆炸冲击,推进板与舱体之间需安装由油压活塞组成的减震系统,这套装置被称为“机械屁股”。

 


    根据1959年的设计参数,一艘万吨级奥里昂飞船可携带2000枚2万吨TNT当量核弹,通过连续引爆实现加速度。在理想状态下,其比冲可达6000秒(远超化学火箭的450秒),仅需125次核爆就能将飞船加速至火星。

   10年抵达土星,最高速度甚至能达到光速的5%。1968年的计算机模拟显示,一艘直径140米的奥里昂飞船,可在20年内将150人送至半人马座α星。



 但这项技术从诞生起就缠绕着致命矛盾:  

   辐射污染:每次核爆会产生4.5公斤放射性沉降物。根据劳伦斯利弗莫尔实验室的报告,一艘奥里昂飞船从地球起飞时,仅首次引爆就会造成方圆8公里内人员100%急性辐射死亡。  

  结构考验:推进板需在百万分之一秒内承受5000℃高温与1000GPa压力。

    当时最先进的哈氏合金(Hastelloy)在模拟试验中仅支撑7次爆炸就彻底碎裂。  

  导航失控:连续核爆产生的冲击波存在5%的动量偏差,飞船可能像醉汉般偏离航线。1964年的风洞测试显示,第43次爆炸后飞船姿态角误差已达17度。



 三、光帆悖论

日本IKAROS太阳帆在2010年验证了光子推进,但若要推动载人飞船,需要面积相当于上海市的帆面(1000km²)。更残酷的是,在远离太阳后光子动量骤减——抵达奥尔特云时,推力仅剩地球轨道的万亿分之一,飞船将陷入永恒的惯性漂流 

四、飞船内必要的生态循环系统


水循环:在国际空间站尿液净化系统每循环一次,三氯甲烷浓度就增加0.3ppm。

  当累计至50次循环后,乘员肾脏负担将达到安全阈值。麻省理工的解决方案是引入转基因水藻,但其在微重力下分泌的蓝藻毒素曾导致2025年环月舱室集体腹泻事件。



  氧气再生:中国“月宫一号”实验舱曾实现209天密闭生存,其核心是三层人工光照植物舱。小麦与螺旋藻通过光合作用吸收二氧化碳,但夜间呼吸作用会逆转氧气平衡。乘员不得不实施“强制运动轮班制”——每天必须保证至少4人进行高强度运动,以维持舱内CO₂浓度低于5000ppm。



  食物生产:NASA的Veggie系统每平方米每天产出18克生菜,若要满足一名宇航员日均2000大卡需求,需占用15立方米空间种植主食作物。在SpaceX星际飞船的1100立方米加压舱内,仅食物生产区就要吞噬65%容积。更棘手的是微重力导致植物根系畸形发育,2024年实验显示,小麦在太空环境下的产量仅为地面的27%。

 从人类文明延续来说,最少需要98人前提是必须由49对无血缘关系的异性组成。

目前而言,即便是最先进的“月宫三号”实验舱其设计运行上限也只有5年——这仅是抵达火星单程所需时间的1/4。

 还有包括重力,宇宙辐射威胁,疾病,内部动卵,人类伦理问题等等挑战,依目前人类科技而言想要逃逸太阳系无异于竹筏横渡太平洋。

  更何况是去往其他星球,即便是最近的比邻星也相距4.2光年,人类目前科技到达的概率无限接近于0。

 


人类若想跨越星际,或许只能接受一个残酷现实——现有的生态循环系统,不过是通向坟墓的缓刑之路。  


正如空间生物学家凯伦·詹森所言:“我们正在用21世纪的技术,挑战35亿年地球演化出的生态平衡。这场豪赌的胜率,不会高于在飓风中保护一根蜡烛。”

 虽然以人类目前科技逃逸太阳系无异于天方夜谭。

但随着近些年来可控核聚变的发展(中国创造亿度千秒),预计2050年左右实现应用,人类触摸星空不再是想象。




 从第一个智人仰望星空开始,人类对星空的渴望既无可仰制。

  人类终将冲出太阳系,飞往群星,拥抱星辰大海,宇宙中每一颗恒星,乃至行星都会留下上人类的印记。

 “我生的太晚了,错过大航海时代,我生的太早了,等不到人类探索群星璀璨时。”


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