最近,科幻電影《星際穿越》熱映,影片專門聘請(qǐng)霍金的好友、天體物理學(xué)領(lǐng)域權(quán)威——基普·S·索恩作為編劇之一兼科學(xué)指導(dǎo),借助宇宙航天里“高大上”的概念,引出了觀眾獵奇的欲望。《星際穿越》所描繪的宇宙畫面以及人類探索星空的能力,有多少符合科學(xué)與現(xiàn)實(shí)?人類要實(shí)現(xiàn)星際穿越,還有多遙遠(yuǎn)?
中國古代神話中經(jīng)常出現(xiàn)“天上一日、地上一年”的情節(jié)?!缎请H穿越》中,宇航員庫珀和女科學(xué)家布蘭德降落在米勒的星球上,星球上的1小時(shí)相當(dāng)于地球上的7年。
從理論上來講,時(shí)間變慢并非不可能。根據(jù)相對(duì)論,當(dāng)人以接近光速的速度移動(dòng)時(shí),時(shí)間便會(huì)變慢?!斑@種現(xiàn)象已經(jīng)得到驗(yàn)證?!庇始姨煳膶W(xué)會(huì)主席馬丁·巴斯托說,“例如,登上月球的宇航員移動(dòng)速度超過地球上的人,他們的衰老速度略慢于地球上的人,只是還沒那么明顯?!?/p>
如果移動(dòng)的速度接近光速,時(shí)間變慢便成為可能。只不過,在目前的技術(shù)下,讓速度接近光速仍然很難實(shí)現(xiàn)。
在電影中,為了度過漫長的太空旅程,宇航員可以進(jìn)入水床休眠,并自行設(shè)定喚醒時(shí)間。
技術(shù)上的人類低溫休眠,是指在極短的時(shí)間內(nèi),將人類冷凍到-196℃,讓細(xì)胞停止活動(dòng),無限延長人類的生命周期。從理論上來講,低溫休眠可以實(shí)現(xiàn)。但目前從技術(shù)上來看,人類還不能做到冷凍休眠并將其喚醒。主要問題是當(dāng)人體溫度降到-5℃時(shí),細(xì)胞內(nèi)的水分就會(huì)凍結(jié)并形成冰晶。這些冰晶會(huì)穿透細(xì)胞膜,導(dǎo)致嚴(yán)重的組織損傷。
不過未來這項(xiàng)技術(shù)可能會(huì)成為現(xiàn)實(shí)?,F(xiàn)在世界上已經(jīng)有數(shù)家機(jī)構(gòu)提供人體冷凍技術(shù),主要是為身患絕癥之人服務(wù),以待未來攻克難題后再將其解凍。
遙遠(yuǎn)的星球距離人類可能有數(shù)億、甚至數(shù)百億光年,怎樣才能實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離的星際旅行呢?
“蟲洞”仍處于設(shè)想階段。許多人喜歡用蟲蛀蘋果的例子來解釋蟲洞,即一只蟲子要從蘋果的一邊爬到另一邊去,如果在蘋果中間咬出一條通道,肯定比繞過整個(gè)蘋果距離更短。
在現(xiàn)實(shí)中,物理學(xué)家在20世紀(jì)早期就提出了蟲洞理論。不過蟲洞至今沒有被觀測到,也沒有證據(jù)證明它的存在,只是沒有被證實(shí)過的科學(xué)假說。
當(dāng)124歲的庫珀蘇醒后,他被告知人類已移居大型空間站,這個(gè)結(jié)尾很好,也值得人們思考:人類未來的生存空間在哪里?
中國科學(xué)院國家天文臺(tái)客座研究員卞毓麟認(rèn)為,從長遠(yuǎn)看,移居太空勢在必行??茖W(xué)家們?cè)O(shè)想,在漫長的歲月中,人類可以陸續(xù)建造一批大型空間站,每個(gè)空間站可容納10萬人以上。這些未來人類的太空定居點(diǎn)將從地球附近逐漸擴(kuò)展到太陽系附近。比如,太陽系的小行星帶有豐富的資源,人們能就地取材,建造更多、更遙遠(yuǎn)的空間站。