《流浪地球》为什么要去比邻星?

  

  有一颗星星,成了各大科幻作品的宠儿。

  先是卡梅隆导演的《阿凡达》里巨大气态行星“波吕斐摩斯”及其炎热的卫星“潘多拉”的灵感来源。

  一会儿又成了“三体人”的老家。

  在春节档大热门的中国硬科幻片《流浪地球》2里,人类携带地球逃离太阳系,开启长达2500年的宇宙流浪,目的地正是这个星球——半人马座里的比邻星。

  半人马座为什么是科幻作家的“宠儿”?比邻星真的存在吗?它又是一颗怎样的星球呢?浩渺宇宙中是否有其他生命存在?对此,人类一直都没有停止过畅想和探索。

  以下内容节选自《星空和大地,藏着那么多秘密》:

  01:

  比邻星 b

  太阳系外发现的“第二地球”

  2016 年,天文学家在观察我们太阳系隔壁的星系时,居然发现了一颗与地球极为相似的行星!

  你好,比邻星 b

  这颗行星位于半人马座 α(阿尔法)星系—中国把这个星系称为“南门二”。半人马座 α 星系是个“三星系统”,也就是说,那里有三颗恒星—相当于有三个太阳。

  这个星系中,体积比较大的两颗恒星靠得很近,距离我们的太阳有 4.4 光年;最小的一颗恒星很小很暗,虽然和它的两个哥哥离得比较远,却和我们的太阳很近,仅仅有 4.2 光年的距离,是距离太阳系最近的恒星,所以天文学家们也叫它“比邻星”—就像是太阳的一个邻居。而新发现的这颗与地球相似的行星,就围绕着这颗最小的比邻星旋转。

  科学家们给比邻星的这颗行星编了个毫不起眼的代号,叫“比邻星 b”,但它可不像自己的名字那么普通。

  比邻星 b 的秘密档案

  根据天文学家的研究和估计,比邻星 b至少比地球重 1.3 倍。它与比邻星的距离,只相当于我们地球到太阳距离的二十分之一,但它围绕比邻星公转的速度非常快,11.2 天就能转整整一圈 —换句话说,比邻星 b 上的一年只相当于地球上的 11.2 天。

  虽然它离自己的“太阳”很近,但它的地表却不一定很炎热。因为比邻星是一颗红矮星,它的体积比太阳小很多,只比木星略大一点,表面温度也只有 2800℃,远不及太阳的 5500℃,所以只能发出黯淡的红光。天文学家经过测算发现,沐浴在红光下的比邻星 b 很可能存在液态水。如果天文学家们能证实它的体积确实与地球相仿,那么它就不是木星那样的“大气球”,而是地球这样有坚实大地的石质行星。

  咱们的这个邻居,真的很可能是第二颗地球呢!

  02:

  怎样去隔壁的星球串个门

  

  比邻星 b 和地球只有 4.2 光年的距离,它已经是太阳最近的邻居了。小朋友们是不是恨不得明天就去串个门?别着急,星际间的串门可不太容易。下面,就让我们严肃地谈一谈人类该怎样去拜访隔壁的星球邻居。

  我们需要更快的引擎

  你可能在电视、电影里听说过曲率引擎、时空折叠和虫洞,可惜到目前为止,它们还只是物理学家演算的结果,以现在的科技无法实现。在现实生活中,人类发明的最快的空间探测器,是在 2015 年路过冥王星的“新视野号”探测器—它每秒钟能跑 16 千米,从地球出发,只需要 9 个小时就到了冥王星附近。

  中国航天日,是为了纪念中国航天事业成就,发扬中国航天精神而计划设立的一个纪念日。首个航天日,习主席要求科学家帮助实现中国成为全球天空巨头的梦想。

  不过,即使用“新视野号”的速度,也得花 8 万年才能到达比邻星 b……如果将“新视野号”的动力略做修改,使用离子引擎,飞船的速度就可以达到每秒 50 千米!可惜以这样的速度,到达比邻星 b 也得 2 万年。

  比离子引擎更快的是 α 粒子引擎。如果以放射性物质“铀 -232”为原料,就能制造出大量 α 粒子作为前进的推动力。但 α 粒子很小,所以飞船在一开始会比较慢,经过长时间的加速才能达到每秒 200 ~ 300 千米的高速,最终也将花费 4000 ~ 9000 年到达比邻星 b……

  “突破摄星”计划:微型光子帆舰队

  确实,串个门要花几千年,这个时间还是太长了。

  于是,2016 年一个名叫“突破摄星(Breakthrough Starshot)”的项目诞生了—俄罗斯的一位富翁米尔纳和著名物理学家霍金宣布,有一个办法可以让我们在有生之年把人工探测器送至比邻星 b !他们说可以制造一种微型飞船—它全身上下只有一个名叫“星片”的装置,比一枚一角硬币还要小、还要轻。星片将装载微型照相机、微电脑、激光推进器、光子帆等众多仪器,称得上“麻雀虽小,五脏俱全”。其中,激光推进器和光子帆就是飞船的引擎。光照在物体表面时,会产生轻微的压力。这种力量在地球上显得微不足道,但在物质稀少、没有空气阻力的太空中却可以积累成强大的推力。

  由装载着星片的飞船所组成的微型舰队,速度可以达到光速的五分之一,20 年后就能到达比邻星 b,然后用激光将照相资料传回地球。微型光子帆舰队如果能在 10 年内建成出发,那么各位小朋友就能在成年的时候听到它从比邻星 b 发来的回音啦。这个计划能否顺利进行呢?让我们翘首以盼吧!

  -

  《星空和大地,藏着那么多秘密》是“少年轻科普”丛书中的一本。这套专门为7-12岁孩子打造的原创科普童书,无论是在设计上、内容上,还是美学上,这套书都很用心。作者团队更由植物学博士、儿童科普图书策划人史军和一群长年致力于儿童科普的科研工作者们组成,他们擅长用流行幽默的方式,把深奥的科普知识讲清楚。

  

  比如在这本书里,他们这样比喻:

  地球像一个大鸡蛋,而且还有可能是个溏心蛋;银河系是个爱臭美的家伙,特别爱戴项链,一戴就是十七八条;宇宙则是一盒什锦巧克力,里面装满了口味不一的星系......

  

  现在,让我们跟随这本视角独特、非常好玩的《星空和大地,藏着那么多秘密》,一起去探索广袤神秘的太空和我们脚下的地球,剥开科学坚硬的外壳吧。

  -

  “少年轻科普” 是一套“超有趣、超生活化、颜值超高”的科普系列丛书,专为对世界充满好奇心的小科学迷量身打造。丛书一共 17 册(包括15册+2册大字版),每本书讲述一个主题,内容涉及动物学、植物学、天文学、地质学、古生物学、化学、人体科学、仿生学等等多个领域。这套书一经推出,就入选了教育部《2019年全国中小学图书馆(室)推荐书目》,斩获“文津图书奖”推荐图书、中国童书榜“年度百佳童书”、 “爱阅童书100”等重要奖项。

  举报/反馈