魏然

歲末年終，嚴(yán)寒襲來。寒冷的星球是科幻作品的?？??！侗z之火》中，人類在太陽毀滅后的地球碎塊上熬過漫漫寒冬；《黑太陽》里，在瀕死恒星旁極寒的行星上，人們發(fā)現(xiàn)了外星文明的遺跡。面對(duì)著寒風(fēng)，你是否想過，寒冷的星球上是怎樣一番場(chǎng)景呢？

什么樣的星球最冷？

顯然，行星和衛(wèi)星比恒星更冷。以行星為例，恒星是其熱量的主要來源，距離恒星越遠(yuǎn)，行星表面越冷。從水星向陽面超過四百攝氏度，到海王星表面低于零下兩百攝氏度，都大致符合這個(gè)規(guī)律。

但除此之外，星球的表面溫度還和很多其他因素有關(guān)。例如表面反射率——表面反射率越高，或者說星球表面越“白”，反射的陽光能量越多，溫度就越低；再如“溫室效應(yīng)”——這是一種大氣層形成的保溫效應(yīng)，溫室效應(yīng)越強(qiáng)烈，表面溫度就越高。金星表面就因?yàn)閺?qiáng)烈的溫室效應(yīng)成為高溫?zé)挭z，雖然到太陽的距離差不多是水星的兩倍，但金星表面溫度卻和水星向陽面相仿。

星球內(nèi)部能量也會(huì)影響到星球的表面溫度。譬如地球內(nèi)部熔融巖漿的能量，一部分來自幾十億年前星球誕生時(shí)熱量的留存，一部分來自幾十億年間地心放射性物質(zhì)衰變所產(chǎn)生熱量的累積。這些熱量從內(nèi)部加熱了地球。此外，星球表面某個(gè)具體位置所處的緯度，以及大氣中的局部氣候，也會(huì)對(duì)溫度產(chǎn)生直接影響。

因此，在一顆離恒星足夠遠(yuǎn)乃至流浪于星際、表面反射率很高、內(nèi)部熱量不足的小星球上，如果湊巧其南北極地區(qū)又正在經(jīng)歷“ 暴風(fēng)雪”，那么那里就是酷寒之地的極致了。

在寒冷的星球上

在普通的寒冷星球上，保溫是生存的核心要義。譬如冰河時(shí)代的地球，人們大概只需要多裹幾身衣服，外加一堆篝火，便能保溫進(jìn)而活下來。動(dòng)物也只需要一身厚厚的皮毛。

但在更寒冷的星球上，譬如在有著零下一百多攝氏度液態(tài)烴tīnɡ海洋的土衛(wèi)六，以及連大氣層都凍成固體覆蓋在地表的冥王星上，就需要更高明的生存策略了。極寒星球上的生命體積可能相當(dāng)大，因?yàn)樯矬w積越大，其表面積與體積相比就越小，散熱相對(duì)更少——地球上也有顯著的隨著緯度升高，生物體積普遍增大的趨勢(shì)。由于可獲得的總熱量很低，生物的新陳代謝會(huì)特別慢。如果那里真的存在生命，我們將看到一個(gè)個(gè)體異常龐大而行動(dòng)極為遲緩的奇異生物世界。

對(duì)于人類而言，在現(xiàn)有科技水平下，借助科技和各種機(jī)器的幫助可以在寒冷星球生活無憂，但那些地球上常用的化學(xué)燃料可能風(fēng)光不再。在嚴(yán)寒的異星世界里，燃料和氧氣大概都是相當(dāng)奢侈的，這時(shí)就需要強(qiáng)力的核電池登場(chǎng)了。核電池以原子內(nèi)部的能量作為原始動(dòng)力，兼具供電和保溫功能，從“好奇號(hào)”的火星探測(cè)到“新視野號(hào)”的冥王星之旅，都有核電池的影子。在嚴(yán)寒星球上，它將是人類賴以生存的中流砥柱。

寒冷星球有什么用？

為什么要費(fèi)這么大力氣，到嚴(yán)寒的星球上去居住呢？

如果那是生命誕生的母星，自然無從選擇。若是一顆寒冷的異星，除了單純?yōu)橥卣股婵臻g，還有著更多的科學(xué)意義。

寒冷有助于超級(jí)計(jì)算機(jī)運(yùn)行。我們知道，計(jì)算機(jī)工作時(shí)會(huì)產(chǎn)熱，對(duì)于超級(jí)計(jì)算機(jī)而言，這種熱量會(huì)多到成為運(yùn)算能力提升的瓶頸。例如騰訊公司將發(fā)熱量巨大的服務(wù)器建在貴州涼爽的山洞內(nèi)，還有外國(guó)公司將服務(wù)器建在北極圈附近，都是為了利用周圍環(huán)境冷卻計(jì)算機(jī)。如果將超級(jí)計(jì)算機(jī)建設(shè)在嚴(yán)寒的星球上，對(duì)其性能將有巨大的提升。

紅外望遠(yuǎn)鏡也喜歡嚴(yán)寒之地。絕對(duì)零度之上的所有物體都向外輻射紅外線。紅外望遠(yuǎn)鏡通過觀測(cè)紅外線進(jìn)行成像，周圍溫度越高，其受到的干擾就越大，這也是類似“詹姆斯·韋伯”這樣的紅外望遠(yuǎn)鏡之所以要被發(fā)射到太空中的主要原因。在特別寒冷的星球上，紅外望遠(yuǎn)鏡所受干擾極少，有了大顯神威的機(jī)會(huì)。

低溫還對(duì)“超導(dǎo)”有重要意義。在溫度極低的時(shí)候，某些材料的電阻會(huì)突然消失，成為超級(jí)導(dǎo)體，這種現(xiàn)象被稱為超導(dǎo)。由于電阻導(dǎo)致的電能損耗不復(fù)存在，使得超大電流和超強(qiáng)磁場(chǎng)得以廣泛應(yīng)用。例如在溫度極低的星球上，可以通過電磁彈射進(jìn)行大規(guī)模衛(wèi)星發(fā)射和資源運(yùn)送，不必再使用成本高昂的化學(xué)火箭。用于核聚變裝置上的強(qiáng)磁場(chǎng)也能夠輕松實(shí)現(xiàn)。

當(dāng)然，寒冷的星球還可以用來旅游觀光——那可是整整一顆星球的炫酷雪景??！

[ 責(zé)任編輯：楊競(jìng)]