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发表于 3 天前
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银河系漫游指南相信大家都看过,从表面上看,描写的也是一个传统的宇宙类故事,地球被毁灭了,一个幸存的人类和他的一个外星人朋友不得不在宇宙漂流,见到许多奇奇怪怪的事。然后人类在外星人的帮助下,创建了一个新的地球,假如有一天,我们能够建造一个新星球,那时候会怎么样?
人类对于类似地球的其他世界的探索总是无止境的。目前我们已经能够拍摄到太阳系中最远的地方,同时定位到更遥远的可能提供生命的行星。这一切显然都是希望有一天我们能生活在宇宙的其他地方,然而对于我们是否真的需要第二个家园这一问题似乎还有其他的回答。
要想建造一颗行星,我们首先要知道什么是行星。
那么,基于这些基础的限制条件,我们是否就能够真正地创造出一个我们自己的世界呢?仅仅在外星人逃离地球的数十年之后,我们访问其他行星的野心是将其他行星地球化,使它们尽可能地像地球一样宜居。但是如果我们是从头开始建造新的东西,那么就没有必要地球化,因为我们从一开始就可以创造了我们想要的,比如适合人类生存的理想尺寸、温度、大气和布局。它真的可以是完美的地方,但显然梦想和现实是两个完全不同的东西。要构建一个完整的世界,我们是一无所有的,因此需要借助太阳的大量帮助。
通常行星形成需要围绕恒星数百万年来累计所需要的物质碎片,并凝结成一个球形物体,所以恒星的存在是一个关键。即使这样,我们理论上也可以比自然预期快得多地来建造一个星球。根据航空航天工程师马克本人2000年中期的一项研究,如果我们在未来建立一个靠近太阳的大型聚变反应堆,那么我们可以利用它的氢气并将其融合成更重的元素,如铂和锇,并用它们作为我们新行星核心的重要组成物质。
现在我们正在向卡尔达肖夫2型能力延伸,凭此我们可以控制整个恒星系统,有能力使大气产生旋转和对流。但是需要使我们的新物质承受令人难以置信的热量和长达数百年的冷却。同时我们试图建立一个优化的大气层,既允许生命生存,又让我们免受辐射。当我们以某种方式实现所有这些时,我们甚至必须超过2型,并且在我们保持健康的状态下朝着卡尔达肖夫3型能力的方向前进。但是如果我们在此之前想要一些东西,又没有达到那种前所未有的智力水平,其实我们也可以用不同的方式建造一颗行星。
选择一个巨大的金属结构,比如标志性的死星,只是更大,但没有特别打造它。对于邪恶的生命,在我们的金属世界里,我们称之为生命之星。它将把人造生命带到了全新的水平,从天空颜色到氧气水平,一切都将以某种方式机械化,比如很显然地自然景观实际上就是按照精确的规格建造。看起来这样的结构似乎不能算是一个真正的行星。但如果我们以某种方式把它建得很大,仅按照人工智能的使用标准,已经足够满足所有的要求了。至于我们应当如何负担得起建造和维护这个地方,就又是另一个问题了。
完整的问题是,也许有一个折中之策,处于脆弱的星球或如《星球大战》中沉闷的金属世界之间的中间之选。可以说,最好的行动方案是从现有的足够大的天体如卫星和小行星中开始。尽管我们仍然需要一些我们现今还未拥有而遥不可及的未来技术手段。如果我们技术足够发达,我们可以从柯伊伯带甚至奥尔特云中捕获多个天体,将它们一并粉碎,并使它们聚合成形,产生自身的引力场,然后让它们在远离太阳的新轨道上公转。
如果我们能够并且有时间完成它,人类即建造了一颗全新的行星,我们就得到了一块能够塑造全新世界的空白画布。我们可能会乘诺亚方舟,从地球运送动植物到这颗新星球上。因为我们有能力在我们的‘第二地球’上创造任何我们需要的生活条件,所以当我们实际生活在那里时,我们需要的过渡工作应该无比简单。‘第二地球’就像地球一样,甚至就是地球的增强版,在那里,环境条件复杂但能满足所有无论何种物种的需要。
如果我们真的能创造这个世界,我们才能更进一步:人类是否可以创造生活在其中的生物,创造一颗星球的文明就是这颗星球的主宰者。但是,创造新的行星目前似乎仍然只是一个幻想,这就是说,我们不能好高骛远,尽管创生一个新行星的想法是一个十分美好而难以实现想法,但这并不说这一类的技术就毫无市场,当地球未来出于某些原因变得不适合居住而人类需要星际移民,但太阳系其他行星不宜居住,且我们也无法超光速旅行到其他星系中已知的宜居星球时,这个技术就会派上用场,假如不,人类也会需要一颗完全人造的生命之星仍将成为社会科学实验的完美对象,它的创造者在此能观察记录生命的进化,记录这颗星球的科技成就与地球的相似性。。
今天,你将使用我们的宇宙沙盒来构建一颗全新的行星。你需要什么才能创造出像地球一样的岩石行星?这颗行星应该位于何处才能适宜居住?这会如何影响我们太阳系的其他部分?
数十亿年前,在太阳系形成的过程中,一个巨大的气体和尘埃盘围绕着我们年轻的恒星旋转。氢、氦和许多其他元素在盘旋。最终,引力将这些粒子聚集在一起,形成了行星。这是它们进化成行星的第一步。
最终,它们成长为原行星,即由高熔点元素组成的岩石行星,这些元素在炽热的内太阳系中发展形成。而在外太阳系,则形成了冰冷的气态巨行星。这个过程持续了数百万年。那么,如果加速行星的建造,会发生什么呢?这会不会让我们自己的星球走向毁灭呢?
要开始这项毕生难忘的建造工程,你需要某些原材料。要建造一颗像我们这样的岩石行星,你需要四种关键元素,它们构成了地壳的90%。氧至关重要,因为它是地球上最丰富的元素。它占地壳质量的47%,占大气质量的21%。
第二种必需元素是硅。它占地壳质量的28%。另外两种必需元素是铝和铁。仅凭这四种元素,你就可以在太空中建造岩石。但如果你想让事情变得更有趣,你可以添加一些构成地壳的其他微量元素,比如钙、钠和镁。但现在,最难的部分开始了。
由于太阳系的演化历史早已过去,你需要一种替代围绕原恒星旋转的气体和尘埃的物质。你需要遵循一个更人性化的计划。最终,这反而会成为一种福音。如果太阳系中出现一颗新恒星,它将引发严重的引力扰动。更何况高达1700摄氏度的温度会将一切烧焦。那么,你要从哪里获取所有材料呢?你可以从火星和木星之间的小行星带开始开采。但这只是一个很小的开端。在这里你只能积累大约4%的月球质量。如果你冒险超越冥王星,你将能够在奥尔特云中积累更多物质。现在,你将拥有相当于五个地球质量的物质,这些物质来自那里冰冷的彗星状天体。下一步就是为你闪亮的新星球选择位置。如果希望它具备生命生存的条件,就必须将其置于宜居带内。这意味着这颗行星需要绕太阳运行0.9到1.2个天文单位。
所以它会位于我们这个星球的偏僻地带。介于金星和我们之间,或者我们和火星之间。这种接近会对地球产生重大影响。虽然与其他行星相比,我们的星球主要受到太阳引力的影响,但这个新世界会造成一些破坏。它可能会改变我们的轨道,甚至引发海啸或毁灭性的地震。因此,建造一个比地球更小的行星是明智之举。但究竟需要多小才能避免灾难,仍然是一场赌博。好了,终于到了开始建造的时候了。在这种情况下,这需要你手动将所有收集到的物体撞击在一起,直到它们融合。
很简单,对吧?其实没那么快。对你来说,另一个主要挑战是时间。行星自然形成至少需要1000万年。此外,你还得等待奥尔特云将所有物质送来。考虑到NASA的旅行者1号飞船预计需要300年才能到达这里,预计往返运送的时间至少需要600年。这可不是件容易的事。或许最好还是不要破坏太阳系数十亿年来微妙的平衡。谁知道一颗新行星会带来什么样的行星破坏呢?。。
你是否想过如果有一天,地球上的资源枯竭,环境恶化,人类文明面临崩溃,或者说,如果地球遭遇到一场毁灭性的灾难,比如小行星撞击和核战争等,我们该怎么办?所以离开地球,去探索宇宙,建立一个“新地球”似乎是唯一的答案。
事实上,早在上个世纪,美国就曾经进行过一项前所未有的庞大的实验工程,目的就是为了验证人类是否能够在一个封闭的生态系统中生活和工作,也探索了在未来的太空殖民中封闭生物圈的可能的用途。
然而,这项被誉为继登月计划后美国最激动人心的科学工程,最终却以失败告终,这也让人一度怀疑移居外星球的可行性。那么,这个庞大的实验工程到底是如何实施的,又为什么会以失败告终呢?这个实验的失败,又给我们带来了什么样的启示和教训呢?
在太空中建造一个新的地球,是一个非常宏大和复杂的工程,需要有大量的理论和实践的支撑。人类在这方面的探索和尝试,已经有了一些历史和经验,其中最有名的,也是最具有代表性的,就是美国的生物圈Ⅱ号实验。
这个实验是上世纪九十年代的一个大胆的尝试,也被认为是关于在太空殖民中使用封闭生物圈的知识的先导。那么,这个实验到底是如何实施的?生物圈二号实验是由美国的生物圈基金会发起和组织的一个大型的封闭生态系统实验,它之所以叫二号,是因为生物圈一号是我们的地球本身。
生物圈二号实验的主要设施是生物圈二号建筑,它位于美国亚利桑那州的一个郊区,占地约1.3万平方米。它拥有多个不同的生态区域,模拟了地球上的多种生态系统,包括雨林,沙漠,草原,湿地,农田,人居区等,共有约3800种动植物,以及8名人类成员。
这项实验的计划是让8名志愿者在这个封闭的生态系统中生活两年,不与外界有任何物质上的交流,只依靠生物圈内的资源和循环来维持生命。因为生物圈二号建筑的是完全封闭,没有任何物质和能量的交换,只有光和电的输入和输出,所有的水,空气,食物,废物等都在内部循环和再生,形成一个人造的微型地球 。
而实验的目标是探索人类在封闭生态系统中的生存和发展的可能性和条件,以及封闭生态系统的稳定性和可持续性,为人类在太空中建造新地球提供一些经验和启示。生物圈二号实验的计划是进行两个阶段的实验,每个阶段持续两年。
生物圈二号实验的第一个阶段,从1991年9月26日开始,一共有8名人员进入了生物圈二号建筑,他们中有4男4女,有4名美国人,2名英国人,1名比利时人,1名加拿大人,他们的年龄在30岁到60岁之间,他们的专业背景包括医学,生物学,农业,工程,管理等。
他们的任务是在生物圈二号建筑内生活和工作两年,维持生态系统的平衡和稳定,同时进行各种科学实验和观察,收集数据和信息,向外界报告情况和进展。生物圈二号实验的第一个阶段,持续了两年零20分钟。
第二个阶段从1994年3月6日开始,但由于各种原因,第二个阶段只进行了六个月就被终止了。生物圈二号实验的过程中,收集了大量的数据和信息,也发生了许多的问题和困难,也引发了许多的争议和批评,最终以失败告终。这也让人一度怀疑移居外星球的可行性。那这次实验失败的原因是什么呢?难道人类真的无法移居外星球吗?。。
第二个阶段因为自身和外部一系列因素的影响下,管理人员出现争端,参加人员也经历变动等宣布实验告终,所以我们主要分析实验的第一个阶段为什么会失败。第一个阶段,因为处于实验期缺乏经验,第一年的农业收获并不可观,导致这八名队员长期处饥饿的状态,体重都大量减少了,好在第二年解决了这个问题。
而除了食物问题之外,还有一个很重要的问题,生物圈内部的氧气浓度在不断下降,这导致相当于生活在海拔高空气稀薄的地方,呼吸都很困难,而最后也是达到了危险的程度,部分队员产生了不良的反应,因此管理人员向生物圈内部输送纯氧来解决这个问题。
当时推测,可能是土壤中的微生物消耗了大量的氧气,可是消耗了氧气那么也应该产生相对应的二氧化碳呀,但研究发现生物圈大气中二氧化碳的比例并没有大量增加,这确实太奇怪了,二氧化碳怎么会凭空小时呢?
管理人员进一步调查发现,原来是生物圈底部的混凝土在应化的过程中吸收了大量的二氧化碳,这也间接造成了生物圈内部大气的平衡,导致氧气的减少。与此同时,生物圈的生态环境发生了很大改变,由于大量传粉的昆虫灭绝,导致一些植物只开花不结果,而生物圈本身的动植物的种类和数量并不多,这也逐渐造成了生态环境的严重不平衡,物质循环的稳定性和可持续性都无法正常进行了。
究其原因,模拟的生态系统还是不能做到和地球一致,其中的环境等各种资源和人的比例明显不符合,毕竟地球如此广阔,而若将每一份大气、水和动植物等资源平均分给每个人的话,也是生物圈二号无法相比的。
正是因为资源分配比例不对才导致实验的失败,表面上是二氧化碳多,氧气少,但为什么会出现这样的情况呢,归根结底还是植物少,无法将多余的二氧化碳转化为氧气,当氧气的产生赶不上消耗,而二氧化碳的产生却远超消耗时,生态自然无法达到平衡。正是因为物种相对单一,缺少足够的微生物,和上面提到的动物少植物多,就像生产者很多,却没有足够的消费者,导致植物的枯枝落叶越来越多,没有外界干预内部的动植物无法自我调节,也无法正常生长繁殖,灭绝也是必然的。这些就是“生物圈2号”实验失败的原因。
生物圈二号实验,是模拟人类在太空中建造新地球的一个重要的尝试,也是人类对在太空中建造新地球的一个重要的认识和评估。虽然以失败告终,但也有其意义和影响。这次实验提高了人类对地球生态系统的认识和尊重。让人类更加深刻地认识到地球生态系统的复杂性和不可预测性,以及地球生态系统对人类生存和发展的重要性和必要性。
生物圈二号实验是人类对封闭生态系统的最大规模和最长时间的实验,为人类提供了大量的数据和信息,为人类在太空中建造新地球,以及在地球上解决一些生态问题,提供了可能和途径。
因为大量的研究表明,月球和火星上的土壤经过特殊的处理后有作为潜在种植的能力,如果真能利用的话,在移居外星时肯定会方便经济许多,毕竟就地取材要比搬运地球整套的装置要合适的多。而生物圈2号正是第一个建成并运作的以土壤为基础的系统。因此,有关其操作性能的数据对应用于空间的类似系统是非常有用的。而且这项实验是三十年前的,也是第一次实验,失败也是在所难免的。。
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