如果人類遇上足以毀滅太陽系的災難以目前科技水平能否保留文明

 每次在遊玩羣星時都會注意到一個起源“末日降臨”。

 母星已經瀕臨崩潰,星球上的文明必須在母星毀滅前孤注一擲,在茫茫星海中尋找新的家園。

 在羣星的設定中面臨母星毀滅的文明已經擁有FTL(超光速引擎)有能力進行星系間航行,並且大規模遷移物種保留文明。

  如果是目前人類遭遇“末日降臨”甚至是流浪地球中的太陽駭閃,想要依靠人類現有科技是否能保留文明火種。

卡爾達肖夫指數推測當前人類仍是“Ⅰ型文明”(依賴行星資源

一、數字火種,讓星辰刻下人類文明

   在南安普頓大學的超快激光實驗室裏,一塊指甲蓋大小的石英玻璃正被飛秒激光雕刻出納米級結構。

   這種“5D數據存儲”技術將信息編碼在玻璃內部五個物理維度(三維空間+尺寸與方向)中,單塊玻璃可存儲360TB數據——相當於7.5萬部高清電影。它的耐溫極限達到1000℃。

   理論上可在138億年內抵禦宇宙輻射與極端溫度,其壽命甚至超過當前宇宙年齡(138億年)。

  即使已經解決容器問題,更大的難題在於如何讓載體真正抵達繁星。

  以當前技術發射的探測器,如旅行者1號(速度17km/s),需要1.7萬年才能飛出太陽系外圍奧爾特雲,再花費7.3萬年抵達比鄰星。在此期間,它被其他恆星引力捕獲的概率爲0.004%。  

   爲了提高成功率,人類向宇宙“飽和式發射”——向銀河系發射數百萬個探測器

   假設每個探測器成本降至100萬美元(當前技術大約1億美元1個)。

 發射100萬個將耗資1萬億美元(相當於全球軍事開支的1.5倍)。

  按此規模計算,至少1.2%的探測器可能被某個文明捕獲並解碼。這一概率看似渺茫,卻比地球自然誕生生命的幾率高出數十億倍。

  這些努力或許永遠不會有回應,但它們揭示了一個深刻的隱喻:當肉體註定消亡,思想仍可能以光速穿越星河。

  正如卡爾·薩根在《暗淡藍點》中所寫:“保存一束知識的微光,就是在宣告——我們存在過,並拒絕沉默。

 二、建造載人航天飛船逃離太陽系的可能性。

 以目前科技來說想要建造逃逸太陽系的載人飛船,需要考慮飛船推進能源,飛船內生命生態循環,以及生物學極限。



 1、化學能源推進

通過燃燒化學反應釋放熱能轉化爲噴氣動能(化學燃料約40-120 MJ/kg)

但目前而言,化學能源推進只能讓人類逃逸地球,脫離太陽引力需速度≥600 km/s(日球層逃逸速度),但化學火箭理論極限僅20 km/s。

 若用化學燃料加速至600 km/s,燃料質量需指數級增長,物理上使用化學能源爲推進載人逃逸太陽系幾乎不可能。



2、核脈衝推進(Orion計劃)

  1957年秋,正值美蘇冷戰,美國物理學家斯坦尼斯瓦夫·烏拉姆在洛斯阿拉莫斯實驗室的草稿紙上畫下一個瘋狂構想——用核彈作爲宇宙飛船的燃料。這個代號“奧里昂”(Orion)的計劃。

   如同普羅米修斯盜取天火,試圖將人類最危險的武器轉化爲星際航行的鑰匙。

 而他的原理幾乎野蠻,類似於過年時小孩用鞭炮炸井蓋,飛船尾部安裝一塊巨型鋼製推進板,宇航員在駕駛艙內每隔幾秒向後方拋出一枚核彈。核彈在1.6公里外引爆,產生的等離子體衝擊波撞擊推進板,將飛船向前推進。

  爲緩衝每次相當於廣島原子彈1/10當量的爆炸衝擊,推進板與艙體之間需安裝由油壓活塞組成的減震系統,這套裝置被稱爲“機械屁股”。

 


    根據1959年的設計參數,一艘萬噸級奧里昂飛船可攜帶2000枚2萬噸TNT當量核彈,通過連續引爆實現加速度。在理想狀態下,其比衝可達6000秒(遠超化學火箭的450秒),僅需125次核爆就能將飛船加速至火星。

   10年抵達土星,最高速度甚至能達到光速的5%。1968年的計算機模擬顯示,一艘直徑140米的奧里昂飛船,可在20年內將150人送至半人馬座α星。



 但這項技術從誕生起就纏繞着致命矛盾:  

   輻射污染:每次核爆會產生4.5公斤放射性沉降物。根據勞倫斯利弗莫爾實驗室的報告,一艘奧里昂飛船從地球起飛時,僅首次引爆就會造成方圓8公里內人員100%急性輻射死亡。  

  結構考驗:推進板需在百萬分之一秒內承受5000℃高溫與1000GPa壓力。

    當時最先進的哈氏合金(Hastelloy)在模擬試驗中僅支撐7次爆炸就徹底碎裂。  

  導航失控:連續核爆產生的衝擊波存在5%的動量偏差,飛船可能像醉漢般偏離航線。1964年的風洞測試顯示,第43次爆炸後飛船姿態角誤差已達17度。



 三、光帆悖論

日本IKAROS太陽帆在2010年驗證了光子推進,但若要推動載人飛船,需要面積相當於上海市的帆面(1000km²)。更殘酷的是,在遠離太陽後光子動量驟減——抵達奧爾特雲時,推力僅剩地球軌道的萬億分之一,飛船將陷入永恆的慣性漂流 

四、飛船內必要的生態循環系統


水循環:在國際空間站尿液淨化系統每循環一次,三氯甲烷濃度就增加0.3ppm。

  當累計至50次循環後,乘員腎臟負擔將達到安全閾值。麻省理工的解決方案是引入轉基因水藻,但其在微重力下分泌的藍藻毒素曾導致2025年環月艙室集體腹瀉事件。



  氧氣再生:中國“月宮一號”實驗艙曾實現209天密閉生存,其核心是三層人工光照植物艙。小麥與螺旋藻通過光合作用吸收二氧化碳,但夜間呼吸作用會逆轉氧氣平衡。乘員不得不實施“強制運動輪班制”——每天必須保證至少4人進行高強度運動,以維持艙內CO₂濃度低於5000ppm。



  食物生產:NASA的Veggie系統每平方米每天產出18克生菜,若要滿足一名宇航員日均2000大卡需求,需佔用15立方米空間種植主食作物。在SpaceX星際飛船的1100立方米加壓艙內,僅食物生產區就要吞噬65%容積。更棘手的是微重力導致植物根系畸形發育,2024年實驗顯示,小麥在太空環境下的產量僅爲地面的27%。

 從人類文明延續來說,最少需要98人前提是必須由49對無血緣關係的異性組成。

目前而言,即便是最先進的“月宮三號”實驗艙其設計運行上限也只有5年——這僅是抵達火星單程所需時間的1/4。

 還有包括重力,宇宙輻射威脅,疾病,內部動卵,人類倫理問題等等挑戰,依目前人類科技而言想要逃逸太陽系無異於竹筏橫渡太平洋。

  更何況是去往其他星球,即便是最近的比鄰星也相距4.2光年,人類目前科技到達的概率無限接近於0。

 


人類若想跨越星際,或許只能接受一個殘酷現實——現有的生態循環系統,不過是通向墳墓的緩刑之路。  


正如空間生物學家凱倫·詹森所言:“我們正在用21世紀的技術,挑戰35億年地球演化出的生態平衡。這場豪賭的勝率,不會高於在颶風中保護一根蠟燭。”

 雖然以人類目前科技逃逸太陽系無異於天方夜譚。

但隨着近些年來可控核聚變的發展(中國創造億度千秒),預計2050年左右實現應用,人類觸摸星空不再是想象。




 從第一個智人仰望星空開始,人類對星空的渴望既無可仰制。

  人類終將衝出太陽系,飛往羣星,擁抱星辰大海,宇宙中每一顆恆星,乃至行星都會留下上人類的印記。

 “我生的太晚了,錯過大航海時代,我生的太早了,等不到人類探索羣星璀璨時。”


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