星际旅行能实现吗?人类真能在宇宙船里冬眠吗?


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【星际旅行能实现吗?人类真能在宇宙船里冬眠吗?】
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星际旅行能实现吗?人类真能在宇宙船里冬眠吗?


人类到底能不能进行星际旅行?每个人都觉得 , 这项技术在未来可能实现 , 但目前我们仍然难以解决一个关键问题 , 那就是如何超越光速 。

尽管虫洞或者曲率驱动引擎之类的科技 , 被认为是超越光速的有效方法 。 但根据目前我们所能看到的未来 , 人类是无法实现这些技术的 , 我们仍然受到光速的限制 。
这无形之中就会增加星际旅行的时间 。 以距离太阳系最近的比邻星来说 , 它在4.22光年以外 , 这意味着星际旅行者至少需要4.22年的时间才能从地球抵达那里 。 别的问题不讨论 , 光是星际旅行者如何在这么长的时间内不饿死 , 都是一个难题 。
尽管空间站上的航天员随时都有太空食品 , 但这些食品不是跟他们一起上太空的 , 而是由货运飞船单独送去的 。 星际旅行不可能有货运飞船补给物资 , 航天员怎么办?

在很多科幻电影里 , 编剧都会简单地利用一套所谓的冬眠系统 , 就把这个问题解决了 。 比如《流浪地球》里的吴京 , 还有《星际穿越》里的男主角 , 都会在执行任务的路上通过冬眠的方式熬过漫长的岁月 。
可是 , 这样的技术真的能够实现吗?我们知道 , 目前人类的确掌握了快速冷冻技术 , 将一个人极速降温 , 使其体内新陈代谢几乎完全停止 , 然后在未来将其唤醒 。 问题在于 , 人类真的能够简简单单地往一套迅速冻结的系统中 , 然后等着宇宙船在茫茫宇宙中飞行就可以了吗?
最近 , 智利千年整合生物学研究所的Roberto F. Nespolo和Carlos Mejias以及智利天主教大学的Francisco Bozinovic以自然界中具有冬眠能力的动物入手 , 对这个问题进行了分析 。

一提到冬眠 , 很多人首先想到的就是熊 。 它们可以躲在洞穴里躲上几个月的时间 , 饿了的时候还会舔一舔自己的熊掌……
不过 , 熊的冬眠很难谈得上是真正的动物冬眠 , 而是长时间的睡觉 。 这几个月的时间里 , 熊其实是半睡半醒的状态 , 有些风吹草动会让它们迅速惊醒 , 甚至偶尔的情况下熊还会在冬季走出洞穴 。
相比之下 , 像地松鼠或者蝙蝠这样的小型动物 , 它们进行的冬眠才是真正标准的冬眠 。 在进入冬眠状态的时候 , 它们的体温会下降 , 并且新陈代谢速度会大幅下降 , 心率和呼吸也会大幅减缓 。 由于不需要任何活动 , 它们可以大幅减少身体所需消耗的能量 , 有的时候甚至可以减少相当于平时的98%的能量消耗!

可以说 , 这样的数据 , 已经相当惊人了 。 但如果我们以宏观的时间尺度来看 , 就不是这么回事了 。 尽管大幅减少了身体消耗的能量 , 这些小动物也不是完全不需要耗能 。 累积下来 , 在一个冬眠的过程中 , 它们消耗的能量也会使其体重减少超过1/4!
按照这个比例换算到人类身上 , 数据就更加惊人了 。
研究人员假设 , 一个成年人平均每天摄入含有12000千焦能量的食物 。 如果人类也能够实现同样的冬眠方式 , 那么冬眠过程中每天可以将能量消耗缩减到几百千焦 。
和自然界的动物一样 , 冬眠过程中的这些能量消耗 , 都来自于人体自身的脂肪 。 换算下来 , 这几百千焦的能量大概相当于6克的脂肪 。 我们把时间尺度延长到1年 , 那么消耗的脂肪大约就是2公斤 。

听起来 , 这个数据还是不太惊人的 。 可是你想想 , 如果旅程只有1年的话 , 我们的航天员何必冬眠呢?目前美国已经开始讨论载人登陆火星的技术了 , 甚至有计划在十几年内实现 。 按照目前的技术 , 人类执行一次载人登陆火星任务就要差不多3年的时间 , 往返的路程就超过了1年 , 可是也没有人讨论要不要通过冬眠的方式来解决食物问题啊!
如果人类需要这种冬眠的技术 , 那么星际旅行的时间长度可能会达到十几年甚至几十年 , 航行的目标也将更加遥远 。 要知道 , 就算人类达到光速 , 去一趟比邻星再回到地球也需要8.5年以上的时间!这么算下来 , 一年消耗2公斤的脂肪 , 8.5年就是17公斤 , 五十年就是100公斤 。

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