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超级地球的引力,可能将外星人锁死在他们的母星上

发布日期:2020-09-14 19:53   来源:未知   阅读:

比地球更大的岩石世界在银河系中是很常见的,其中一些甚至可能适合居住。这就提出了一个有趣的问题:考虑到巨大的地心引力,居住在这些超级地球上的外星人发射火箭到太空有多困难?根据新的研究,这将达到不可思议的程度--这意味着一些外星人可能永远被困在他们的母星。

我们可以用火箭将物体发射到太空,这是我们通常认为理所当然的事情,但如果我们的星球更重呢?

这是个合理的问题,考虑到超级地球在银河系的普遍存在,表面引力很强。生活在这类行星上的智慧外星人可能因此很难使用化学火箭离开他们的世界。这并不意味着太空旅行对超级地球人来说是不可能的,它只是意味着他们必须找到另一种方法。

对于SETI爱好者来说,这是一个很重要的问题,因为行星大小可能决定哪些外星人可以探索和殖民太空,哪些注定要留在他们的摇篮里。事实上,天体生物学家甚至推测,一些超级地球可能是“超居住”;这些星球强大的地心引力可以容纳厚厚的大气层,保护生命不受有害宇宙射线的伤害,而它们平坦的地形和强烈的表面侵蚀将形成一个温暖、浅海适合生物多样性的“群岛”行星。如果位于恒星周围的宜居地带,这样一颗行星就会产生出聪明的生物,像我们一样,最终会向外看宇宙。

在地球上,我们已经解决了让自己进入太空的挑战,这是因为化学推进足以产生离开地球引力所需的速度(地球的逃逸速度是每秒11公里)。但是,随着行星表面重力的增加,火箭进入太空所需的燃料量以指数速度增长。天体物理学家希普克试图确定使用常规火箭技术离开超级地球的实际限度,发现化学推进对于逃离比地球重10倍的世界是非常不切实际的。

为了证明这一点,希普克考虑了从开普勒-20b表面发射常规火箭的假设,开普勒-20b是一个超级地球,距太阳系905光年。这颗行星比地球重近10倍,逃逸速度是我们星球的2.4倍。这听起来并没有太大的不同,但数学上的情况却完全不同。例如,要发射一颗重量为6.6吨的卫星,火箭必须装载60,600吨燃料--相当于一艘大型战舰的重量。要发射阿波罗任务中使用的50吨货物,一枚火箭需要44万吨燃料,这大约相当于吉萨大金字塔的质量。

这显然是一个完全不切实际的壮举,但即使有可能,它也将是完全不可持续的,因为“地球上相当大的一部分能源将需要被用作每次发射的化学燃料,限制了飞行的总数。希普克在他的论文中写道。一种选择是从最高的山顶发射火箭,但考虑到超级地球的平坦地形,很难找到高大的山脉。

另一个挑战是陆地表面面积的完全缺乏;大多数超级地球,有人争论过是水世界,整个星球都被一个巨大的海洋所覆盖。如果我们假设类似人类的智力可以出现在水的世界里,希普克说太空探索并不是完全不可能的。

水上世界的火箭要么可以从浮桥上发射,要么可以直接从水中发射。这些水上发射的复杂性使海洋火箭发射理论起初显得相当陌生。 更有道理的是,希普克说,超级地球人必须发展进入太空的其他方式,包括核动力火箭(危险!)和太空电梯(只能建造),之后外星人进入太空。

希普克的论文不太可能很好地解释为什么我们没有被外星人访问(即费米悖论),桑德伯格说:“这可能只是意味着确实有一些外星人实际上被锁在他们的世界里。”

所说的,一些系外行星--尤其是那些围绕矮星的系外行星--可能会阻止智能生命进入更深的太空并开始行星际旅行。化学火箭的威力还不够强,那些探险家需要替代技术,比如太阳帆, 这样的研究让我们意识到我们的星球是多么的特别。希望我们的文明能把它保持下去,这样我们就能继续享受我们在宇宙中的特殊位置。

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