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『超弦』人类真的能够实现星际旅行吗？什么是世代船？

到另一颗星球旅行并在遥远的星球上种下人类的种子 ， 这是科学家乃至大部分人类的完美愿望 。 毫不夸张地说 ， 几个世纪以来这一个看起来不切实际的愿望一直吸引着人类的想象力 。 随着现代天文学的诞生和太空时代的到来 ， 人们的科技甚至已经提出了如何实现这一目标的科学建议 。 但是 ， 当然 ， 生活在相对论性的宇宙中存在着许多未知 ， 这些未知都是对我们最大的挑战 。
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世代船的提出
在这些挑战中 ， 最大的挑战之一与人类在有生之年到达另一颗恒星所需的巨大能量有关 。 因此 ， 一些星际旅行的支持者建议发射宇宙飞船 ， 这些飞船本质上是可以容纳旅行者数百年甚至更长时间的微型化世界 。 这些“世代船”其实就是宇宙飞船或星际方舟 ， 总之就是为长途飞行而建造的宇宙飞船 。
“世代船”背后的逻辑很简单:如果你不能在有生之年以足够快的速度到达另一个星系 ， 那就造一艘足够大的船 ， 把你长途航行可能需要的所有东西都运过去 。 这将需要确保一艘船有一个可靠的推进系统 ， 能够在加速和减速期间提供稳定的推力 ， 以及为几代人提供必要的便利设施 。
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最重要的是 ， 这艘船需要确保船员们有足够的食物、水和可呼吸的空气——足以维持数百年甚至数千年 。 十有八九 ， 这将意味着我们必须在飞船内部创造一个封闭系统的小气候 ， 包括一个水循环、一个碳循环和一个氮循环 。 这将使粮食得以生长 ， 水和空气得以不断循环利用 。
到达最近的恒星
离我们太阳系最近的恒星是比邻星(ProximaCentauri) ， 这是一颗m型(红矮星)主序恒星 ， 距我们约4.24光年 。 这颗恒星是包括半人马座阿尔法星系统在内的三颗恒星系统的一部分 ， 这个双星系统由一个主序列类似太阳的恒星(一个g型黄色矮星)和一个主序列类似k型(橙色矮星)的恒星组成 。
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除了是离我们最近的恒星系统 ， 比邻星也是离地球最近的系外行星——比邻星b的家园 。 这颗行星由欧洲南方天文台(ESO)于2016年宣布发现 ， 其大小与地球差不多(1.3地球质量) ， 运行轨道位于其恒星的环太阳宜居带 。 下一个在其恒星的HZ轨道上运行的系外行星是罗斯128b ， 这是一颗地球大小的系外行星 ， 它围绕着大约11光年外的一颗红矮星运行 。 下一个离我们最近的类太阳恒星是TauCeti ， 它离我们不到12光年 ， 有一个可能适合人类居住的候选者(TauCetie) 。
但正如我们前面所提到的 ， 即使是到最近的恒星也需要很长的时间和大量的能量 。 使用传统的推进方式 ， 可能需要19000到81000年才能到达那里 。 使用已经测试过但还没有制造的方法(如核火箭) ， 旅行时间被缩短到1000年左右 。
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有一些被提议的方法能够在一个单一的生命周期内到达最近的恒星 ， 例如定向能量推进——例如“突破摄星” 。 在这个概念中 ， 光帆和克级宇宙飞船可以加速到光速的20%(0.2摄氏度) ， 从而在20年内到达半人马座阿尔法星 。 然而 ， 这些方法和类似的提议都是未经考虑的概念 。
除此之外 ， 把人类送到另一个星系的唯一可能的方法要么是技术上可行的(但尚未开发) ， 要么是完全理论化的(比如阿尔库比埃尔曲速引擎) 。 考虑到这一点 ， 许多科学家已经起草了建议 ， 放弃速度 ， 转而集中精力安排船员在长途航行中住宿 。
科学家的建议
自20世纪初以来 ， 科学家已经提出了多种建议 。 这些建议中有许多是以研究的形式提出的 ， 而另一些则在科幻小说中得以推广 。 已知最早的例子是1918年火箭先驱罗伯特·h·戈达德(美国国家航空航天局戈达德太空飞行中心就是以他的名字命名的)的论文《终极迁移》 。


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