星際移民 如何移民到新的太陽系？
星際移民 如何移民到新的太陽系？
JoJo TV 瞄芝士：YouTube spotify podcast 痞客邦
我們之前的影片《太陽消失後的世界》說到，如果人類因為一些原因必須要離開地球，可以有哪些方式呢？那今天我們來探討一下，人類如果真的要移民去其他星球的話在科學上有沒有可能？
大家還記得14年曾經有一部電影叫做《星際效應》嗎？可能很多人已經不記得了，這部電影雖然不是十分出眾，但是在電影裡呈現的科技絕大部分都是有些科學依據的喔。
首先要逼使人類真的要離開賴以生存的地球並不容易，一定是地球將會遭受毀滅打擊。例如太陽變成「紅巨星」或像電影裡說的，地球上的植物患有了「枯死病」等，只有這種不得不離開的原因，人類才會下定決心離開這裡。
那麼我們怎麼才能將地球上的人移民去其他星球呢？
在電影劇情裡他們有兩個計畫，首先A計畫：是讓太空人找到適合居住的星球，同時努力解除能夠操控重力的物理理論，以此建造龐大的太空船，好把人類移民過去。就像小型太空站，利用每分鐘旋轉5.6次產生的離心力，來模擬地球的重力，這就是類似「挪亞方舟」的計畫。
太空船自轉會製造出人工重力，製造人工重力是在無重力的太空中減少肌肉萎縮的方法之一。太空船自轉造成「離心力」會將物體甩到外圍，就成為一種類似重力的力量！在電影中，永續號外圍的牆面就是他們的地板呢！
在「挪亞方舟」上除了人類還有各種各樣的動物，你們以為只有人類去過宇宙嗎？其實也有很多動物去過宇宙了喔，在1947年第一批進入太空的動物是果蠅，科學家想查出太空是否對他們有害，1950年美國科學家把老鼠送入太空，想了解下動物在無重力的太空會有什麼影響。61年是一隻叫漢姆的4歲黑猩猩，66年俄羅斯送了兩隻狗上太空，最特別的是1973年送了兩隻蜘蛛上去，牠們很快就適應了太空無重力環境，並開始編織牠們的網，直到2019年SpaceX還有送老鼠和蠕蟲上國際太空站，所以我們早就做好了帶著地球上生物一起移民的準備。
太空中沒有聲音，聲音產生是靠分子震動。在地球上我們是讓空氣的分子震動碰撞來傳遞聲音。但在沒有空氣的太空中，分子量極為稀少，所以是不會有聲音傳遞的！所以如果一個人漂浮在外太空應該什麼也聽不見，或許只能聽到自己的心跳。
現今科學，在宇宙中人類的飛船還達不到光速，可是要去最近的太陽系TRAPPIST-1也要四十光年，意味著即使可以光速前進也要四十年才能到達。
TRAPPIST-1有7顆行星，這七顆行星，按照跟恆星（紅矮星）的距離，由近至遠被命名為b星球至h星球。行星之間的距離相當近，跟恆星的距離也近。尤其是b星球和c星球，兩顆行星都被恆星的引力鎖定了，永遠都是同一面朝著恆星，就像是月球被地球鎖定一般。b星球的表面溫度相當高，平均攝氏130度。這除了是源於陽光的近距離照射，還跟恆星的強勁磁場有關。這顆紅矮星產生的磁場比太陽高幾百倍，再加上與b星球的距離比太陽跟地球的近很多，以致磁場會把行星內部的金屬熔化，岩漿會在行星地下流動，不時造成火山爆發。
看來如果人類真要移民，一定要去更遠的太陽系甚至另一個銀河系，但是我們人類的生命有限如何可以做到星際旅行呢？這可能就要借助「蟲洞」了。
「黑洞」是時空結構中重力超強的天體，連光線也無法從它逃脫，宇宙中處處可見。「蟲洞」是利用黑洞的引力突破三度空間，連接兩地的捷徑，理論上可能存在，但還沒被發現。
也就是說「蟲洞」是「黑洞」扭曲空間後的產物，並是去到其他銀河系的時空門。雖然還不能證實「蟲洞」的存在，但是我們先假設它是存在的，這樣就可以大大縮減在宇宙中旅行的時間。
這時又產生了另一個問題，就是燃料，我們在宇宙中如果沒有了燃料就只能等死了，如何可以讓我們更加節約燃料呢？這就牽扯到「引力彈弓」了。
在航天動力學和宇宙空間動力學中，所謂的重力助推（gravity assist；也被稱為重力彈弓效應）是利用行星或其他天體的相對運動和重力，改變飛行器的軌道和速度，以此來節省燃料、時間和計劃成本。 重力助推既可用於加速飛行器，也能用於降低飛行器速度。
在電影末段永續號就是用這個原理逃離黑洞的引力的，可是現實中真的可行嗎？
在現實中這看似不可能！雖然電影劇情是讓永續號藉由黑洞轉動的力量將自己甩出黑洞，但永續號本身還是要有強大的能量才能脫離黑洞的引力。如果小小一台太空船就可以製造如此強大的能量，我們就不用擔心能源危機了。
電影中，太空船造訪的第一顆行星上的一小時相當於地球上的7年。男女主角僅僅短暫造訪，回到母船後發現留守母船上的太空人已經變老，男主角在地球上的兒女早已長大成人，自己也忽然升級為阿公了。
略懂相對論或是愛看科幻小說的人大概都知道，飛行速度接近光速的太空船上的時間會變慢，這是因速度造成的「時間膨脹」（Time dilation）。其實強大的重力也會造成時間膨脹，這一顆行星要有這麼強力的時間膨脹，必須要離黑洞非常近，甚至與有去無回的邊界「事件視界」（event horizon）相去不遠。為了產生足夠的離心力，這顆行星必須以55%光速繞著黑洞公轉，才能不被吸進去。母船的時間與地球同步，因此一定和黑洞有相當距離，但它的速度也需高達光速的三分之一。
關於「時間膨脹」可能有很多人不理解，有時間我會為大家做一期節目來詳細探討，這是個有趣的話題。
如果這是真的，倒是一個減緩衰老的最佳方法。
但是地球這麽大，想要所有人類都移民恐怕不容易，因為在地球上無法製作出和地球差不多大的飛船出來。那麼就像電影中提到的，人類將會有B計畫，這就是讓太空船帶著許多凍結的人類的受精卵到其他的星球，建立殖民地以延續人類香火。正如同電影最後所描述的，艾美莉亞在第三顆行星上面建立了營地。一般人照顧一個baby就要哭了，她一個人要養幾千個！早期的科學家認為只要把一男一女送上別的星球，就可以如同亞當夏娃一樣繁殖下去。問題是星際旅行路途遙遙，那亞當夏娃活不了這麼久，而且未來近親通婚會導致許多疾病。近年開始流行的星際移民理論是由機器人帶著「種籽」到別的星球，到達目的地再「播種」讓種子發芽。當然，人類的種子就是受精卵（也可以是精子卵子、或早期胚胎）。為了避免近親通婚，還必須要帶很多受精卵去。有人計算過，需要有上萬人才能建立健康的人類殖民地。
如果是這樣，移民去新星球的人們將無法繼承人類現有科技，就像我們之前的影片所說，人類必須要用在地資源開發新科技了。
可是就算真的可以通過「黑洞」產生的「蟲洞」去到其他星系也還要解決如何離開黑洞，如果不幸被黑洞吸入的話又會怎樣呢？
科學家普遍認為，跳進黑洞的人會被「義大利肉醬麵化（spaghettification）」，就是死定了啦！不過假設黑洞夠大的話，人就不會馬上變成肉醬麵，但是也不可能活著，當然現在我們人類對黑洞還只是初步認識，所以沒人知道裡面是什麼樣子的。
另外，訊號可以逃離黑洞的引力並傳出去嗎？
這個就是著名科學家史蒂芬霍金的主要研究範圍：黑洞會把所有東西都吸進去，包括光，但只進不出會破壞宇宙的平衡，因此推論會有「霍金輻射」（Hawking radiation）跑出來。依現在科技，雖然科學家已經觀察到疑似霍金輻射的訊號，但真實性還需要相關研究證實，更別說運用霍金輻射傳遞訊號了！
不過如果人類有一天可以充分瞭解了「黑洞」和「蟲洞」的話，即使真的有像電影中的蟲洞，讓地球人抄捷徑走訪黑洞附近的星系，可能也不會如同電影所述，可以找到適合人居住的行星。黑洞周圍高熱氣體會發出高能量的X光和輻射線，足夠把附近方圓數光年的生物殺光、有機分子打亂，是個連外星人也無法生存的地方。
但是如果所謂的外星人不是生物呢？比如說，類似變形金剛之類的智慧機器？那情形就完全不同了。機器雖然也會被輻射線傷害，但畢竟不像生物體這麼脆弱，因此可以生存下去。更重要的是，一個旋轉的大型黑洞是宇宙中難得的能量來源，遠比一般恆星的能源大，只要他們能掌握到萃取黑洞能源的技術，將可以輕易的超過駕馭一顆恆星能量的卡爾達肖夫指數（Kardashev Scale）第二級。若能利用黑洞掌控蟲洞（如果蟲洞真的存在），則可輕易向第三級（駕馭一個銀河系能量）邁進，在宇宙中建立複雜的蟲洞捷運網路。這麼好的地段，只要敢住下去，那可是宇宙地緣政治的兵家必爭之地呢。不過前提是人類可以生存。
還有一種方式就是人造星球，當然這個難度更大，這顆星球要足夠大，並且估計只能在宇宙中施工建造，要有像地球一樣的地吸引力，要有大氣層、氧氣、陽光、土壤以及大量的水，這樣才能把人類和地球上的其他生物都移至這個星球。
這聽起來好像都是不切實際的幻想，但是你知道嗎，其實人類現在的科技很多都是來自科幻小說或電影的。譬如手機的的靈感就來自《Star Trek 星際爭霸戰》，世界上最早的手機是起始於1970年任職於Motorola的Martin Cooper博士，他聽說AT & T正在研發一種新技術，將汽車電話的通訊範圍近一步擴大。為了與之競爭，他開始帶著一組研發人員研究對應的產品。
他想起了曾在電視上看到《星際爭霸戰》的通訊器，便想到應該要跳脫汽車電話系統，研發一種手持的無線通訊技術。
他給研發人員兩週的時間腦力激盪，兩週後他帶著他們一起吃飯，然後讓每個人輪流站起來解說他們自己的行動電話設計構想。有些點子真的漂亮極了，有些則非常接近現代的行動電話設計。比如滑蓋、掀蓋......各種不可思議的點子，要知道那可是早在1972年的事。
所以同樣我們現在對未來的假象，說不定將來真的會變成現實，這並不奇怪，沒有不切實際的幻想就不會有人類科技的突破。
而且天文學家已經首次在太陽系以外星系的一顆行星大氣中發現了水，這一重大發現意味著它有可能具備支持生命的跡象。
科學家把這顆行星叫做K2-18b，並希望10年後的新一代太空望遠鏡，能夠鑒定該行星大氣層中是否包含由生物體而產生的氣體。這就是大家說的「超級地球」也是我們移民的目標。
K2-18b距離地球大約有111光年之遙，就人類目前的技術還無法向其發射探測器。
倫敦大學學院的沃爾德曼博士（Dr Ingo Waldmann）表示，唯一的選擇是等待下一代太空望遠鏡的問世，到時將會尋找其大氣中由生物體所產生的氣體，以判斷是否有生命存在。
他還表示，科學界一個最大的疑問就是我們是否是宇宙中獨一無二的高級生命？希望這一答案能在未來10年可以揭曉。
領導這一科研小組的主要科學家，英國倫敦大學學院的提內蒂教授（Prof Giovanna Tinetti）說，這是他們第一次在恆星周圍宜居帶的行星上探測到水，其溫度可能適合生命存在。這種所謂「宜居帶」通常處於恆星周圍，其溫度環境比較溫和，可以允許水以液體方式在行星表面存在。
通常我們把太陽系以外的行星稱為太陽系外行星，或簡稱系外行星。
首顆系外行星是在1992年被發現的。此後，一共發現了4000多顆系外行星。
其中，K2-18b是在2015年被發現的。
這些系外行星許多是像木星或海王星那樣的大型行星。這些行星以近距離圍繞其恆星旋轉。
研究人員利用哈勃太空望遠鏡觀察了在2016 和2017年發現的行星。他們通過研究行星圍繞其恆星旋轉時，星光的變化來確定其大氣層中的一些化學元素，發現只有K2-18b顯示了有水分子的特徵。
水是地球上生命的重要組成部分。根據計算機數據模型顯示，K2-18b大氣層中可能有高達50％的水。
K2-18b體積大約是地球的兩倍，溫度可能在零度和40度之間。
其實，之前也曾在其他行星上發現過水，但這些行星不是過大就是過熱，無法讓生命生存。而要想探詢到溫度低、體積較小的行星則非常困難。
比利爾博士表示，其它生命現象未必就是像人一樣的生命形式，它可能是微生物或是簡單的生命體。即使這樣，能在外星球上發現生命現象仍然是意義重大。
美國太空總署Nasa2021年即將推出的詹姆斯·韋伯太空望遠鏡（JWST），以及七年後歐洲航天局將發射的Ariel mission太空行動，屆時將可以讓天文學家們能夠更詳細地研究迄今為止探測到的各種世界的大氣層。
科學家們已經在尋找更多的「超級地球」為人類將來的移民找到目標，不過希望到時候我們去到那些星球的時候，不會發現其他智慧生物的存在，不然我們只有兩個選擇，一個是戰爭，另一個就是留下幾個「麥田圈」，讓他們慢慢發現我們的存在。
大家有什麼自己的奇怪想法歡迎在下方給我留言喔！
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