用激光炮往太空發射”地表最強”水熊蟲到幾光年以外??科學家玩壞水熊蟲計劃又增加了!

在各個星係間來回穿梭,是無數天文愛好者做過的最瑰麗的夢。可惜,現實不是科幻小說,人類沒有小說裡常見的空間折疊、蟲洞穿越、超光速駕駛等技術。 現有的科技讓星際穿越十分耗時耗力,想要去新的星係是不可能的。

但加州大學聖塔芭芭拉分校的物理學教授菲利普·盧賓(Philip Lubin)和生物學家喬爾·羅斯曼(Joel Rothman)給出了不同的答案。他們近期在學術期刊《宇航學報》上發表論文,認為星際穿越不光能實現,而且還挺容易。

只是,兩位教授想出的方法不是送人類宇航員,而是地球「最強生物」水熊蟲。他們準備,用激光將水熊蟲發射到最近的恒星……

為什麼用這種奇怪的方式穿梭星係?這得從傳統航天技術的弊端說起。幾十年來,科學家們都在使用化學燃料發射火箭。 和其他工具比,這個速度算快了,但在浩瀚的宇宙中,化學推進器實在太慢。

截至今年,只有不到5個航天器越過太陽風層頂。那裡是太陽風遇到星際介質,吹不過去的地方,被視為太陽係的邊界。

用傳統的方式,僅僅是到達太陽風層頂,就要耗費幾十年光陰。第一艘離開太陽係的航天器是航海者1號,它於1977年9月5日發射,因為幾次引力加速,它的飛行速度比其他航天器都快。

但就算是它,也經歷了35年,終於在2012年8月25日穿過太陽風層頂,進入星際介質。其他航天器也是如此,它們以每小時超過3.5萬英裡的速度前進,要花40年才能到達那裡。照這樣的速度,想要去最近的恒星,半人馬座阿爾法星下的比鄰星,需要花費8萬年時間! 

這麼漫長的時間,人類還存不存在都難說了,這個方法肯定是不行的。於是,加州大學的盧賓教授開始思考,如何用其他非化學的方式,高速推動航天器。「在現有的物理學和工程技術下,只有反物質和光子推動兩種手段可以用。」他在論文中寫道,」因為反物質缺乏可實現的設備,那麼只剩下光子推動。」,

他這裡說的光子推動,就是發射激光,用激光把航天器送到太空。盧賓和他的團隊將目光轉向機器人學和光子學。2015年,在NASA和私人基金會的支持下,他們設計出一款帶太陽帆的小型航天器,用地球或月球上的激光陣發射後,航天器可以達到20%到30%的光速。

在約每小時1億英裡的速度下,這些航天器只需要20年左右就能到達比鄰星!「這是前所未有的,以接近光速的速度推動宏觀物體。」盧賓告訴媒體。為了接近光速,航天器的質量必須盡可能的小,所以盧賓做出來的航天器只有數克。它是一個手掌大的圓盤,看上去像DVD,上面裝滿各種精密的儀器,一路上可以感知、收集和傳輸各種數據給地球。

這些航天器屬於NASA下的「星光計劃」,隨著這個計劃項目不斷擴大,盧賓說未來會開發出質量更大、速度較慢的激光發射航天器,可以讓人類在一個月內完成火星任務。為什麼要用激光發射我們搞明白了, 但水熊蟲是怎麼回事?

理由其實很簡單,在航天器達到克級後,盧賓意識到,裡面可以容納活物, 既然如此,何不利用這個寶貴的機會,研究一下星際旅行會對生物產生什麼影響。想要把生物放進狹小的航天器裡,讓它在太空環境下長期存活,能滿足的動物寥寥無幾。而水熊蟲就是其中一個,它可以完美應對太空旅行,簡直像是為此而生的。 水熊蟲也叫作緩步動物,它體型極小,只有50微米到1.4毫米,主要生活在淡水和潮濕的土壤中。

這種動物對極端環境有著超強忍耐力,從-200度到149度都可以生存,上至6000米的雪山,下至4000米的深海,都有它們的蹤影。水熊蟲可以在真空中存活,可以承受高於人類致死量數百倍的輻射,在能壓扁人類的6倍海底壓力中也能生活。缺氧、缺水都不會殺死水熊蟲,它會讓身體自動脫水,八條腿蜷縮起來進入一種「假死」狀態。

假死時的水熊蟲新陳代謝極少,只有正常狀態下的0.01%,看上去沒有生命的跡象。但幾十年後,哪怕給一點點水,它們就能瞬間復活,繼續之前的生命。因為這種「打不死的小強」特性,盧賓決定讓它成為星際旅行的第一名乘客,讓宇宙看看地球bug級的動物有多厲害。

一同去的還有秀麗隱杆線蟲,它已經是太空旅行的老乘客,經常在國際空間站和飛船上當實驗對象,曾經還從哥倫比亞號航天飛機的解體事故中活下來。雖然抵抗性沒有水熊蟲那樣強,但它也可以通過脫水和冰凍進入假死狀態。 被冰凍幾十年後的幼蟲能立刻復活,很快發育為成蟲,兩天後生下數百個後代。

在缺少食物或過度擁擠的環境裡,幼蟲會進入替代發育階段,可以在不進食的情況下存活數月。因為秀麗隱杆線蟲的基因組被研究得很透,負責生物的羅斯曼教授正在修改它的基因,希望能增強它對太空輻射的抵抗力。

完工後,水熊蟲和秀麗隱杆線蟲將被裝在航天器上,每個圓盤裡裝數千個,它們自動進入冰凍的假死狀態。這些生物會一直在假死狀態中飛行,等航天器到特定位置後,內置的芯片會發熱,將它們喚醒。 之後,其他儀器會檢測星際旅行對它們造成的影響,把結果發給地球。

「在航天器以接近光的速度飛離地球時,我們可以檢測它們對受訓動作的記憶能力。」羅斯曼說,「我們可以檢查它們的新陳代謝、生理機能、神經功能、繁殖和衰老情況。」」在實驗室裡做的實驗,大部分都可以在太空中的芯片上進行。」,

自2015年起,加州大學聖塔芭芭拉分校的研究人員一直在為前往其他恒星做準備,但到現在,他們還不清楚航天器何時能出發,也許需要好些年。但網友們已經慌了,他們擔心水熊蟲分分鐘入侵外星,宇宙要被污染了。「這就是胚種論的起源。不,生命不是來自太空隕石的撞擊,碰巧落到一個毫無防備的星球上。不是這樣的。胚種論的真正起源是,一群無聊至極的太空猴子用超華麗的激光大炮,到處發射水熊蟲。這劇本它自己就寫出來了。」,

(注:胚種論是生命起源的一種理論,認為地球上的生命來自一塊攜帶微生物的隕石)「好哇,向太空發射數十億睡覺的水熊蟲,各個方向瘋狂發射。十億年後,我們人類就靠著水熊蟲老弟去殖民所有星球了。」,

「千年後,外星文明會來攻擊我們的,罪名是我們竟然派水熊蟲突擊隊偷襲它們。」,

「也許這就是我們人類這個物種存在的目的吧,向盡可能多的星球發送水熊蟲,播撒盡可能多的生命種子。這樣,總有些生命能活下來。」, 盧賓說他們已經考慮了其中的倫理問題,認為這個項目不會污染其他星球。「有些人談到傳播生命,也就是所謂的胚種論。即生命通過彗星傳播到地球,或是另一個文明故意散播生命到地球。如果我們真的這樣散播生命,確實會造成大問題。」」但到目前為止,還沒有對外污染的風險。因為任何靠近其他行星的探測器都會在它們的大氣層中燒毀,或在地表撞擊中毀掉。」,

「同時,我們的航天器是單程飛行,所以沒有外星微生物帶到地球的危險。」2019年,裝著水熊蟲的以色列月球探測器在月球上墜毀,當時造成不小的恐慌,擔心水熊蟲會統治月球。一群科學家拿地球上的水熊蟲做實驗,用901米每秒的炮彈把它們轟死後,證明了它們沒法在墜毀事故中存活。

飛到4.2光年以外的比鄰星,水熊蟲們活下來的概率就更小了,一路上可能遇到各種事情,機毀蟲亡。但…… 萬一呢…… 萬一真的散播出生命呢?盧賓等人不願意為這個可能性停止行動,雖然停止確實是最保險的方法。「我認為不斷探索是我們人類的命運。」羅斯曼說,」我們在越來越小的維度上探索,找到次原子粒子。我們也在越來越大的維度上探索。 這種不斷探索的動力,是我們人類這個物種的核心。」「探索的欲望是與生俱來的,我認為不應該,實際也不會去壓抑它。」 好吧,人類科技的進步,總是在各種冒險中進行的,這次也不例外。 只是,如果真的出問題,我們不會知道遙遠的太空會發生什麼……

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