当地球不能居住，怎么拯救人类？

让我们想象这样一幅画面：地球上的各种灾难越来越频繁，火山爆发、地震、冰山融化，海平面上升逐渐淹没了陆地……地球变成不适于居住的星球只是时间问题，我们不得不逃离“濒临死亡”的地球，寻找替代的栖息地。

现在让我们以一种乐观的态度认为，至少在地球不适合居住之前，我们发明和掌握的技术足以带领人类物种离开地球。那么，即使人类绝迹于地球，人类物种也不会灭绝。

去往哪里？

移居外星球是人类一个长久的梦想。如果能移民外星，我们该去往哪里呢？

很早之前，曾有人认为火星和金星可能是不错的选择，但现在我们知道，除了地球，环绕太阳的其他行星也许都不太适合人类生存。显然，我们要考虑另一恒星系统。

以我们今天的科学水平，还无法知道整个银河系的2000多亿颗恒星中，可居住的星球具体数目是多少，或者这些宜居星球是不是已经有了原住民（外星人）。美国天文学家和地外文明搜寻（SETI）组织创始人弗兰克·德雷克曾在1961年提出了“宇宙文明方程式”，也就是德雷克方程。德雷克方程主要包括7个因素，如银河系中诞生恒星的等级，恒星有多少颗行星，行星能否适应生命体生存等。他用该方程计算了找到外星人的几率。结果表明，银河系可能存在1万个左右可探测的文明，其中，最近的文明世界可能距离我们约1000光年远。而目前的研究迹象表明银河系可能存在很多宜居行星，有些人估计的数目甚至达到了数百亿颗。

不管怎样，这都暗示着如果人类向太阳系的其他地方开展殖民活动，人类物种就很难被“消灭”了。因为即使是杀掉其中一颗星球的人类分支，其他星球的人类仍然存在，并可以从其祖先的悲惨经历中总结经验，研发和尝试新的技术，不断探索，了解生活在别处的生命，推动人类向更高层次发展。

如何达到宜居星球？

由于地球和其他恒星之间相距甚远，假设人类开始星系殖民，最初的扩张速度应该是缓慢的。因为就算是去往最接近地球的三体恒星系统——半人马座α星，假设是以10%光速（约3万千米/秒）行驶，大概也需要40年才能到达。

为什么选定为10%光速呢？首先得考虑人类的寿命，目前人类的平均寿命在七八十岁的样子，10%光速至少能让人类在短暂的生命期限内到达最近的恒星。其次，相对于速度极限——光速，10%光速其实不算快，还能尽量减少行驶中宇宙飞船和星际气体、尘埃之间相互碰撞的几率。

那么，我们如何让宇宙飞船获得10%光速？

也许要依靠一面巨大的帆，或者说，进军其他恒星系统将是一个“光帆”计划（或太阳帆）。由于光也有能量，照射到物体上也能产生光压，这个道理就像风吹到船帆上，使船帆受力一样。光帆就像是接收光照的一种太阳能电池板一样的东西，由太阳附近的高能激光或微波站驱动，它利用光束中的光子获取动力，足够长的时间后会达到相当比例的光速。

而在最近，物理学家史蒂芬·霍金启动的“突破摄星”项目中，就提议研发名为“星片”的小型光帆飞行器。计划它能以20%光速，经过20多年的航行时间抵达半人马座α星，并向地球传回该恒星系统的信息。尽管就目前而言，这台飞行器只能装载照相机、导航系统能小件物品，其成败也很难预料，但是仍旧给人类未来的太空旅行指明了一条道路。

除了光帆，当然还有其他可能的星际推进方法，从反物质融合、星际冲压式喷气推进器到“超空间发动机”。据称，美国科学家正在秘密研究一种“超空间发动机”，一旦证明“超空间发动机”可行，那么由地球前往火星只需3小时，由地球前往距离11光年的星球只需80天。也有科学家预测，真正能制造出适合的宇宙飞船并启程飞往目的地星球的时间是在26世纪。

到达目的地后，如何减速、顺利降落也是一个巨大的难题。最合理的办法是研发所谓的“磁帆”。“磁帆”通常指在飞船周围包裹上一层和太阳风极性相反的磁场（太阳风是自身具有磁场的一股带电粒子流），通过磁场间的排斥作用飞出太阳系。这里，我们要利用的不是太阳风，而是在快要到达目的地的最后阶段，通过目标恒星发射的粒子流的反磁性来减速刹车。

旋转的太空城

鉴于去往其他星球通常要花费相当长时间，一些人并不太想在星际旅行中就将自己的生命消耗殆尽，于是有人产生了这样的想法：建造一个太空栖息地会不会更快，更方便？

早在20世纪70年代阿波罗号成功登月之后，美国普林斯顿大学物理学家和未来主义者杰勒德·奥尼尔就曾提出建造“轨道太空城市”的想法。他设想的是一座圆筒形的巨大“飞船”，长32千米，直径约6～8千米，可住十几万人。它是全封闭式的，并以中轴为旋转轴，每分钟自转一周，能产生跟地球表面同样大小的重力。圆筒的顶部还有一个空间码头，从地球或其他太空城来的小飞船可以在这里停靠。

我们如果要建造一座城市，首先必须考虑建筑的材料从何而来。奥尼尔认为所需的材料可以从附近的直径几百米的小行星上开采，太阳系拥有数百万颗这样的小行星。

在奥尼尔的计划中，太空城是一个循环的生态系统，人们的生活完全自给自足，可以在这里种植瓜果蔬菜，饲养牲畜，开设工厂，空气循环使用，跟地球生活没有两样。如果地球不再适合居住，人类无需前往遥远的另一个恒星系统寻找新的人类家园，就居住在这太空城里。没有了人类的蹂躏，地球在过了几百上千年后或许会慢慢恢复原样，那时人类还可以重返地球。

美国宇航局对这个想法非常感兴趣，并资助奥尼尔领导的几个实验室进行深入研究。但太空城方案仍然是一道物理难题，等待科学家和工程师们慢慢解开。

备份人类，拯救人类

此外还有人提出，未来人类能建造一艘自给自足、类似地球环境的“世界舰船”，能容纳上千人。一艘巨大的“世界舰船”在太空中的旅行要比光帆慢得多，也许只有0.5%光速（仍然有1500千米/秒）。但优点是，“世界舰船”上的居民众多，而且一代又一代生活在船上。相比于改造并定居在其他星球或宜居太空城，“世界舰船”的居民还能继续作为太空探索者，走向下一个新星系，不用担心人类的寿命问题。

据估计，从银河系一端到另一端的距离是10万光年。人类一旦制造出多艘“世界舰船”，分头踏上“没有尽头”的星际迁徙旅程，由于星际空间的隔离，他们的子孙后代可能会产生越来越大的区别，或许到那时，人类们不再承认对方的亲戚关系，尽管他们中的每一个人都是人类文明的延伸。

本文源自大科技*科学之谜 2016年第7期杂志文章、欢迎广大读者关注我们大科技的微信号：hdkj1997