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文章作者:管理一号 | 2019-07-24
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文明能存在多久?假想象持续旺盛几十亿年,人类就需求处理一些扎手的成绩,包含太阳的去世到物质的衰变。群情悠远的将来真的成心义吗?假定我们连下个月甚么时分会下雨都不克不及猜想,那么猜想几十亿年后会发生发火甚么仿佛是更不或许了。

不过,其实不是一切的作业都像气候雷同混乱。有时分,即就是非常悠远的将来也是或许猜想的,特别是在天体物理学和国际学中。我们可以或许坚信,2090年9月23日英国将发生发火日全食,由于月球、太阳和地球运转在可猜想的安稳轨迹上,只需非常小的扰动,并且引力定律现已取得了很好的考验。雷同,我们可以或许应用已知的天体物理学来猜想国际胀大年夜时或许发生发火的状况。

这类办法可以或许被称为“物理季世论”(physical eschatology)——这是地理学家马丁·里斯(Martin Rees)创造的一个术语,指的是用天体物理学来模仿国际的走向。里斯从神学中取得启发,其间“季世论”是指研究比如国际末日之类的终究事物。关于这个主题的经典著作是弗里曼·戴森(Freeman Dyson)在1979年宣布的关于打建国际中生命的论文,其间概述了或许存在并劫持到悠远将来生命的灾害作业,从太阳的去世到恒星与星系的分别。

那么,假定人类能一向活到悠远的将来,那我们面对的最大年夜应战是甚么?我们还不克不及说这些应战将如何(或可否)被打败,仅能做出一些猜想,但可以或许必定的是,这些劫持人类生计的作业正在到来。

成绩1:如何比其他哺乳植物存续更久?

哺乳植物物种的典范存在克日大年夜约是100万年阁下。对人类来讲,如今的天然灭尽率远远小于我们给本身构成的风险。我们明显还有其他火燎需求应对的劫持,比如核战斗和风行病。想要处理当时存在的劫持和可持续生长成绩,我们就不能不该对一些其他应战。

重要,在数万年后,我们将不能不面对间冰期的终了:我们正日子在一个绵长冰河年代的时辰短中断当中。我们的先人在冰河年代幸存上去,所以这或许没甚么大年夜不了的——只不过他们是游牧的佃猎收集者,而不是一个全球文明。

我们还或许面对不合地质年代之间激烈的气候变更。曾经的地球有时会比如今更冷,有时则更热。在始新世,地球气温降低了10摄氏度,北极出现了棕榈树和短吻鳄,赤道区域由于太热而不适于没有保护办法的人类生计。在更悠远的曾经,乃至还演出过“雪球地球”的剧情,的确一切的地表都被冰雪掩盖。另外,我们还会迎来超等火山活动、流星碰击、伽马射线迸发或突发生发火态破坏等风险。古生物学研究显示,这些灾害现已招致了大年夜约每1亿年一次的天然大年夜灭尽。

智人作为一个物种或许不会经久,由于我们还可以或许演变成其他物种。人类会赓续地变异,遵守天然选择。更不消说让人体与机械融合的技能了。在数百万年的时辰里,人类不太或许保持不变——除非在沉思熟虑以后,我们选择将人类基因保护起来,并且可以或许在地质时辰的标准上保持这一选择。

假定“我们”在10亿年后还存在,我们就将具有可以或许随便任性持续生长的文明,可以或许在全球范围内应对灾害,并提早为地质时代做好筹划。并且很或许此刻的人类与明天我们的差别就像我们与三叶虫的差别雷同大年夜。具有讽刺意味的是,为了比其他哺乳植物存续得更久,人类有须要变得与我们如今非常不合。

成绩2: 如何在生物圈清除后存活?

在大年夜约十亿年内(缺点为几亿年),太阳亮度的增长将清除地球的生物圈。详细而言,太阳的热量将招致岩石风化减轻,然后招致某些化学反响,消费空气中很多的二氧化碳。作为碳轮回的一部分,二氧化碳的缺掉将毕竟招致植物的灭亡。另外,随着愈来愈多的水蒸气(一种强有力的温室气体)从陆地中蒸腾,地球毕竟会过热,成为一个掉控的温室。

一种办法是应用大年夜筹划工程来保护生物圈,尽或许延长其存在时辰。我们可以或许在平流层中增长反射气溶胶,在地球和太阳之间建立一个遮阳板,乃至推动地球向太阳系外侧移动。

另外一种处理办法是把生命转移到太空——这也是我们正想要做的作业。自给自足的太空栖息地仿佛是或许的,那边具有的物质是地球外面的数十亿倍。即使太空殖平易近基地看起来很难制造,但我们也应当记住,时辰是满足的。我们有10亿年的时辰来变得更闇练、更赋有,能结束更多的或许性。到这个时分,人类若想生计下去,就有须要将活动范围扩大到全部太阳系的筹划。

成绩3: 如何在太阳的主序星阶段终了后存活?

大年夜约50亿年以后,由于太阳中间积聚的氦被重力加热升温,其亮度将开端更敏捷地增长,变成一个巨大年夜的红巨星。太阳的外面温度降低,但由于巨大年夜的外面积,太阳光的总输入会变得更大年夜。这或许意味着地球末日的到来,由于它很或许在太阳胀大年夜时被吞没。假定没有被吞噬的话,地球也会在太阳的炙烤下变成一颗没有空气的焦黑行星。“不久”(10亿年阁下)以后,太阳将以星云的方法排出大年夜部非分特别气层,变成一颗纤细的白矮星。

为了生计上去,任何日子在太阳系的智能生命都需求迁徙到其他恒星系。固然,人类也能够或许选择适应,可是白矮星并没有太多的光和能量。抵达其他恒星系要么需求非常高速的航天器,要么需求很长时辰。关于现已日子在自给自足的太空栖息地的人来讲,让他们前去新目标地或许是天可是然的作业。他们需求能持续应用很长时辰的动力和满足的物质来保持太空日子,并使太空栖息地达到公道的速度,以结束数千年的星际路程。

不过,最有或许抵达其他恒星系的办法或许是仰仗微型纳米机械人飞船。与其用很多动力把巨大年夜的星际飞船推到一个适中的速度,还不如用反射帆和强健的激光来发射高速的微型飞船。这些飞船体积虽小,但数量很多:假定一艘飞船不克不及结束义务,那就发送一千艘。它们还可以或许带着创造生命的基因元素——乃至是人类。一旦抵达方针恒星系,它们就会降低在合适的小行星上,展开太阳能搜集器,发掘原材料并制造更多的机械人、太阳能搜集器和工厂。毕竟,这些飞船可以或许建立新的栖息地,供人们在其间日子。

很或许没有生物学意义上的人类会分开太阳系。从这一点上,我们或许会质疑,将来我们究竟是作为人类,还是作为一个新物种在国际中传达?但假定我们的子孙能在红巨星太阳下幸存上去的话,那他们很或许就日子在银河系的其他恒星系中。

成绩4: 如何在恒星抵达生命尽头时生计上去?

国际中恒星的构成现已达到了最高点,在将来的几百亿年内,国际将达到“恒星岑岭”。当明亮而短折的恒星熄灭殆尽时,会留下一大年夜堆慎重而龟龄的红矮星。它们可以或许发光上万亿年。可是,恒星的构成速度将会降低。在10到100万亿年后,乃至红矮星也会喷发并消掉。为了生计,生命需求星光以外的动力。

实际上存在很多或许性:应用褐矮星和蔼态行星的氢停止核聚变;将物质倾倒到黑洞吸积盘中,搜集释放出来的能量;乃至应用所谓的超辐射散射(又称为“黑洞炸弹”)直接应用黑洞的能量。不论如何,这都需求大年夜筹划的工程。那普通的核能呢?傍边子星和超新星吞并产生的新放射性同位素消掉时,核裂变能量就会终止。当行星外部的同位素衰变并冷却上去时,地热能也会耗尽。

此刻的“生命”或许也能适应高温文独特的情况。人工智能和硅基生物或许会在接近相对零度的情况中茁壮生长。随着恒星的消掉,以碳基生命和智能生物很有或许会退回到温馨的虚拟国际中,这个虚拟国际比外部国际要大年夜很多,也混乱很多。假定人类在恒星抵达生命尽头时幸存上去,那他们本身就将成为国际中最大年夜的能量来历。

成绩5: 如何在星系消掉以后生计上去?

随机的恒星活动毕竟会招致星系融化:恒星之间会不时地擦肩而过,并随机地修改速度。有时这会给恒星一个离开星系的逃逸速度,使其消掉在巨大年夜的虚空中,一路招致星系的其他部分稍微紧缩。毕竟,在大年夜约1万亿年后,一切的星系都邑涣散或落入中间黑洞。在与黑洞的近间隔触摸中,环绕恒星的行星也会被抛出。

为了生计,聪明生命需求引导恒星进入长时辰安稳的轨迹。听起来仿佛弗成思议,但这在物理学上是或许的!至少在当本年代,人们可以或许经过过程放置反射镜来推动恒星,此刻恒星的辐射就像非常强大的火箭发动机,让它们以可控的办法彼此擦肩而过。这类似于人类应用引力来协助观光者号探测器转向和加快,只不过筹划更大年夜。当这些恒星修改轨迹时,它们可以或许被用来进一步推动彼此,停止有史以来筹划最大年夜的台球比赛。

这将需求在每颗恒星四周制造大年夜型构造,并事前拟定巨大年夜的筹划,每个恒星系所需求的物质总量大年夜约相当于一颗较大年夜的小行星,并且物理学相对简单。这个成绩更多的是关于在十亿年的时辰标准上如何和谐,关于现已处理了前述成绩的人类来讲,这或许只是一个平常筹划。

成绩6: 如何从物质的结束中幸存?

这儿所说的物质是由质子、中子和电子构成的原子构成的。质子和电子平日被认为是完全安稳的(中子是经过过程质子来安稳的,其半衰期只需几分钟)。可是,很多物理实际猜想质子其实不是真的安稳,而是会在极长的时辰跨度内衰变。虽然物理学家现已停止了一些大胆的研究,但迄今为止还没有不雅察到质子衰变。不过,这只是告诉我们,假定衰变实在其实发生发火,需求数万亿年的时辰。

这类衰变将意味着我们如今所知物质的结束。恒星和行星将逐步变成辐射,加上自在电子和正电子,没法构成宜居体系。毕竟一颗冰冷的黑矮星将逐步变成氦和氢晶体,在安静中逐步蒸腾。残剩的就只需辐射和黑洞了,一个空荡荡的国际。

我们能绕过这一结局吗?正如艾萨克·阿西莫夫的短篇小说《毕竟的成绩》(The Last Question)中那台巨大年夜的电脑所说,“如今还没有满足的数据来给出一个成心义的答案。”


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