超級地球上的外星人可能會被困在那裡？

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群星璀璨、萬物有理

「超級地球」行星是地球的巨型版本，一些研究表明它們比地球大小的行星更適合居住。但一項新的研究顯示，對於這些系外行星上的外星人來說，探索太空是多麼的困難。該研究稱，要發射相當於阿波羅登月任務的火箭，由於燃料需求，在超級地球上的火箭需要大約44萬噸(40萬公噸)的質量。這是埃及吉薩大金字塔量級。德國Sonneberg天文台的獨立研究人員研究作者Michael Hippke說：在更大的行星上，太空飛行將會更加昂貴，這樣的文明不會有衛星電視、月球探測器或哈勃太空望遠鏡。

這顆名為「55 Cancri e」的超級地球幾乎是地球的兩倍大。圖片：NASA/JPL-Caltech

正如研究人員在其他恆星周圍發現的外星世界一樣，出現一種系外行星是「超級地球」，它的質量可以達到地球10倍。一些超級地球顯然位於其恆星的宜居帶，那裡的溫度理論上可以支持行星表面的液態水，因此，地球上已知的生命可能存在。先前的研究表明，除了地球以外的行星，不僅可以提供適合生命的環境，而且有些行星甚至比類地行星更合適。

研究人員認為，「超級地球」可能是「超宜居」——它們的質量越大，就會產生更強的引力，因此它們可以擁有更厚的大氣層，以更好地保護生命免受有害的宇宙射線的傷害。如果生命確實在遙遠的超級地球上進化，這樣的外星人可能已經發展出了一種能夠進行太空飛行的先進文明。然而，這類行星的強大引力也會使外星人更難從行星上爆炸，希克在新研究中說。要想知道超級地球人發射常規火箭有多麼困難，希克計算出逃離超級地球所需的火箭尺寸比我們的星球要大70%，比地球大10倍。

這些大概是外星行星開普勒-20b的規格，距離地球950光年。在這樣一個世界上，逃逸速度大約是地球的2.4倍。在這樣一個世界上，外星人面臨的一個巨大挑戰就是傳統火箭運載的燃料的重量。發射火箭需要大量的燃料，這使得火箭更重，這需要更多的燃料，使飛船更重等等。

很驚訝地發現，人類最終將會在一個仍然相當輕的星球上進行太空飛行，其他文明，如果存在的話，可能就沒那麼幸運了。假設一枚火箭在模擬的超級地球上運行，以及SpaceX的重型獵鷹號，發射一個像美國國家航空航天局(NASA)即將推出的詹姆斯·韋伯太空望遠鏡一樣的有效載荷，將需要6萬噸(55000公噸)的燃料，大約是最大的海洋戰艦的質量。來自超級地球的文明不太可能去探索恆星，相反，他們將在某種程度上在自己的星球上被捕，例如，更多地使用激光或射電望遠鏡進行星際通訊，而不是發射探測器或宇宙飛船。

火箭在真空中比在大氣中工作得更好。所以，希克建議超級地球人可能想從山頂發射。然而超級地球的強大引力會擠壓它們的表面，導致較小的山脈。在地球上與在海平面上發射相比，在高海拔地區發射的好處並不大。除了通過傳統的火箭外，還有其他途徑可以到達軌道，比如使用太空電梯，在從大氣層中升起的巨型電纜上飛行。

然而空間電梯的一個關鍵限制因素是電纜材料的強度。目前已知的最合適的材料是碳納米管，其強度僅夠地球的重力，而且目前還不清楚是否有更強的材料在物理上是可能的，因此很難預測超級地球上的太空電梯是否能工作。另一種可能性是核脈衝推進，這將涉及在一輛汽車後面引爆一系列的原子炸彈，把它扔進太空。這種爆炸性的策略比傳統的火箭提供了更多的提升力，而且可能是一個文明離開地球超過地球質量10倍的唯一途徑。

然而，這種核動力飛行器不僅會帶來技術上的挑戰，還會帶來政治上的挑戰。發射失敗，通常會有百分之一的風險，可能會對環境產生巨大的影響」對於一個核動力飛船來說，只能想像，在一個沒有其他選擇的旗艦項目中，一個社會承擔了這些風險，但這種願望是強烈的——例如離開他們的星球，去拜訪一顆衛星。

博科園-科學科普｜文：Charles Q. Choi/Live Science

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