地球的命運(yùn)
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2019年的賀歲片《流浪地球》根據(jù)著名科幻作家劉慈欣的同名小說改編，在內(nèi)地和全球范圍都好評如潮关摇。
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該片講述了人類為了逃離不斷膨脹的太陽荒叶，并防止與木星相撞，試圖利用巨大的推進(jìn)器改變地球的軌道输虱，最終些楣，地球成為了宇宙中的一顆流浪的星球。
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那么宪睹，影片所描述的災(zāi)難未來是否真的會發(fā)生呢愁茁？答案是肯定的。
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在50億年后亭病，太陽將耗盡燃料并開始膨脹鹅很，最終會吞噬地球。把地球移到更寬的軌道上只是初步解決方案罪帖，屆時(shí)人類真正需要的促煮，是尋找一顆類似太陽但是正值壯年的恒星并圍繞它旋轉(zhuǎn)邮屁，而在這之前不可避免的就是讓地球脫離太陽系并進(jìn)行星際旅行。
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這將是人類的一次艱難之旅菠齿。那么這樣的旅行從科學(xué)的角度來看佑吝，是否真的可以實(shí)現(xiàn)呢？不要著急绳匀，請接著往下讀芋忿。
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地球星際旅行能否利用火箭反推力？
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實(shí)際上疾棵，我們經(jīng)常把地球從運(yùn)行軌道上移開戈钢。每次我們發(fā)射火箭時(shí)，都會向地球施加一個(gè)相反方向的沖力陋桂，類似于槍械的后坐力逆趣，只不過這種影響非常微小。小到什么程度呢嗜历？我們以將地球軌道遷移到火星軌道附近為例（5500萬-4億公里）宣渗，假設(shè)使用SpaceX的重型獵鷹火箭（目前運(yùn)載力最強(qiáng)的火箭），需要3000億次滿負(fù)荷的發(fā)射才能實(shí)現(xiàn)梨州，構(gòu)成這些火箭的材料需要消耗掉85%個(gè)地球痕囱。很顯然，這種常規(guī)的方案并不可行暴匠。
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地球星際旅行能否利用粒子推進(jìn)器鞍恢？
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相比火箭反作用力，粒子推進(jìn)器是一種更為有效的方法每窖，它的工作原理是發(fā)射出帶電粒子束帮掉，推動物體前進(jìn)。
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為了推動地球窒典，我們需要一個(gè)超大的粒子推進(jìn)器蟆炊，它高出海平面1000公里，超出地球大氣層瀑志。用粒子束以40公里/秒的速度向正確的方向發(fā)射涩搓，要達(dá)到火星軌道，我們?nèi)匀恍枰獓娚涑鱿喈?dāng)于地球質(zhì)量13%的粒子劈猪。
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所以昧甘，這種方法好像也不太可行，還沒有離開太陽系呢战得，地球就已經(jīng)被消耗殆盡了充边。
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地球星際旅行能否利用光動能？
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我們也可以利用持續(xù)聚焦的光束提供動力常侦，比如激光痛黎。所需的能量將從太陽中收集予弧，而且不會消耗地球質(zhì)量。聽起來是不是很不錯呢湖饱？
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假設(shè)使用100GW的巨大激光裝置掖蛤，需要30億年才能到達(dá)火星軌道。如果在地球旁邊建設(shè)一個(gè)巨大的太陽光帆（比地球直徑大19倍）井厌，將光從太陽直接反射到地球蚓庭，以提高光的利用效率，也需要10億年才能實(shí)現(xiàn)軌道變化仅仆。
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考慮到50億年后太陽才開始膨脹器赞，這種方式是完全可行的。
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地球星際旅行能否利用引力彈弓墓拜？
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兩個(gè)軌道物體交換動量和改變速度的一種著名技術(shù)是近距離通過港柜，即引力彈弓。行星際探測器廣泛使用了這種操作方式咳榜。
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例如夏醉，2014-2016年訪問67P彗星的“羅塞塔”號航天器，在其十年的彗星之旅中涌韩，曾于2005年和2007年兩次經(jīng)過地球附近畔柔。地球的引力場給“羅塞塔”號提供了巨大的加速度，如果僅使用推進(jìn)器臣樱，這是無法實(shí)現(xiàn)的靶擦。
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太陽系的一些區(qū)域密布著小行星和彗星等小天體，其中很多小天體的質(zhì)量很小雇毫，可以用現(xiàn)實(shí)的技術(shù)來移動它們玄捕，讓其按經(jīng)過精確計(jì)算的軌道經(jīng)過地球，此時(shí)在地球給小天體提供加速度時(shí)棚放，也會受到相同的反作用力枚粘。
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不過由于地球的質(zhì)量太大，我們將需要100萬次這樣的小行星近距離通過席吴，每次間隔大約幾千年，才能跟上太陽的膨脹速度捞蛋。
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怎樣抵御遠(yuǎn)離太陽帶來的嚴(yán)寒孝冒？
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只要地球開始遠(yuǎn)離太陽，就會面臨全球降溫拟杉。降溫的速度很大程度上取決于具體的軌跡, 但即使是保守的估計(jì)庄涡，地球也會在幾年內(nèi)進(jìn)入冰河世紀(jì)，并且會變得越來越冷搬设。屆時(shí)地球表面將無法再無任何液態(tài)水穴店，用不了多久撕捍，地球表面的一切生物都會死亡。
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然而泣洞，也并非一點(diǎn)希望都沒有忧风。海洋會從地表向下結(jié)冰，當(dāng)它們結(jié)冰時(shí)球凰，實(shí)際上會隔絕更深層的海水狮腿。在海洋完全凍結(jié)之前，可能需要幾十萬年的時(shí)間呕诉，這意味著一些生命可能還能在海洋的深層堅(jiān)持千年缘厢，特別是在有活躍的海底火山活動的地方。我們或許可以在深海中建造水下棲息地甩挫，作為人類的避難所贴硫。
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另一個(gè)選擇是干脆進(jìn)入地下。平均來說伊者，我們每下到地下一公里英遭，溫度就會增加25℃左右。即使地表溫度已經(jīng)驟降到-200℃（當(dāng)我們經(jīng)過冥王星時(shí)）删壮，我們也只需要往下挖幾公里贪绘，就能沐浴在來自地球核心的熱量中。
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雖然我們可以利用的所有能源最終都是基于太陽輻射的央碟，一旦我們離開太陽税灌，這些能源終會慢慢耗盡，不過地球的核心是由放射性衰變提供熱量的亿虽，還能夠持續(xù)幾十億年的時(shí)間菱涤，應(yīng)該足夠人類尋找到下一顆類似太陽的恒星。
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所以洛勉，我們可能會制定這樣的方案粘秆，為人類的延續(xù)提供保障。
（1）首先收毫，我們要發(fā)展到有足夠的能力在地殼中挖掘足夠大的區(qū)域來建立地下定居點(diǎn)攻走。
（2）世界各國政府集中資源，在全球范圍內(nèi)選出若干候選地此再。獲得現(xiàn)有的地?zé)崮茉椿蛟S是一個(gè)不錯的起點(diǎn)昔搂。
（3）在較淺的地方挖掘臨時(shí) "營地"，同時(shí)為未來的移動進(jìn)行提前挖掘输拇。
（4）為每個(gè)未來的殖民地都準(zhǔn)備生存所需的資源摘符。在地下深處，一些挑戰(zhàn)將是氧氣和干凈的水。如果有人造陽光和適當(dāng)?shù)臏?zhǔn)備逛裤，即使在地下也應(yīng)該可以種植農(nóng)作物瘩绒。我們可能不得不告別吃肉，因?yàn)轱曫B(yǎng)動物作為食物是一種非常低效的資源利用带族，盡管我們可能會為了有動物而保留一些動物锁荔。
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地底的空間畢竟是有限的，所以勢必會經(jīng)歷某種選擇過程——以決定誰能下去生存炉菲。也許大多數(shù)人都會被留在地面上凍死堕战，但一旦選拔完成，被選中的人就可以下到地底拍霜，開始新的地下生活嘱丢。
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這會成功嗎？很難說祠饺。我們必須挖得足夠深越驻，而這本身就有危險(xiǎn)。殖民地可能會因?yàn)榈卣鸹顒佣淮輾У劳怠Ｔ谶@種大規(guī)模聚集的情況下缀旁，疾病的爆發(fā)可能會對整個(gè)群體造成致命的影響。食物或水供應(yīng)的問題也可能會使群體滅亡勺鸦。這還只是冰山一角并巍，還有很多意想不到的危險(xiǎn)可能會讓居住于地下的人類滅絕。
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但只要有足夠的運(yùn)氣换途、毅力和勤奮懊渡，其中一些人可能會成功，并經(jīng)過幾代人的努力適應(yīng)這種新的生活方式军拟。也許他們甚至?xí)聣殉砷L剃执，以至于可以派出巡邏隊(duì)回到地表，探索冰封的荒原懈息，穿越冰層去拜訪其他地下殖民地肾档。
