借助黑洞遨游宇宙

星際旅行是人類永恒的夢想。然而，即使距地球最近的恒星——半人馬座比鄰星，距離地球也有4，2光年——這超過了地球和太陽之間距離的20萬倍，或者相當(dāng)于人類乘坐太空船往返月球5000萬次的距離。假如乘坐人類迄今為止最快的星際探測器——美國的“旅行者1”號探測器——以每秒17千米的速度離開太陽系，人類將在7.4萬年后才能到達比鄰星。

如此看來，星際旅行對于人類來說無疑是癡人說夢。人類如何才能在有生之年光顧那些距離以光年計的遙遠星球？

美國堪薩斯州立大學(xué)的數(shù)學(xué)家路易斯·克蘭提出了他的星際飛船設(shè)計方案——用“人造黑洞”作為星際飛船的動力120世紀70年代，英國理論物理學(xué)家斯蒂芬·霍金就論證出了黑洞并非全黑，當(dāng)其中的物質(zhì)轉(zhuǎn)化為亞原子粒子團時，黑洞便會“蒸發(fā)”，從而出現(xiàn)霍金輻射。霍金輻射包含所有種類的亞原子粒子，但最主要的是伽馬射線光子?？颂m相信，霍金輻射將可以成為星際飛船遨游銀河系的主要動力源。

根據(jù)克蘭的方案，創(chuàng)造“人造黑洞”需要將龐大的能量聚集到很小的范圍內(nèi)。他建議用一個寬達250千米的太陽能板為一個巨大的伽馬射線激光器充電，這個龐大的太陽能板運行在距太陽數(shù)百萬千米遠的軌道上，它需要花1年時間來吸收能量，最終在激光的焦點位置會形成一個黑洞。由此產(chǎn)生的“人造黑洞”將重達數(shù)百萬噸，但體積卻只有一個原子核大小?？茖W(xué)家接下來要做的事，就是設(shè)法將這個“人造黑洞”置入星際飛船后部一個拋物面鏡的焦距內(nèi)?；艚疠椛洚a(chǎn)生的伽馬射線光子經(jīng)鏡面反射而成的平行光束，將會成為推動飛船前行的不竭動力。

根據(jù)科學(xué)家的理論，小型黑洞散發(fā)出的霍金輻射要遠遠超過恒星質(zhì)量的大型黑洞?？颂m根據(jù)黑洞公式推算出，一個重約100萬噸的黑洞將會成為星際飛船完美的能源：它既小到可以產(chǎn)生足夠的霍金輻射來推動太空船，同時它的質(zhì)量也足以確保其不會在100年內(nèi)消耗殆盡。100萬噸的“人造黑洞”將是一艘黑洞飛船所需動力的最佳平衡點。

根據(jù)克蘭的推算，100萬噸的“人造黑洞”可以使星際飛船的航行速度在幾十年時間內(nèi)接近光速。如果你還嫌這個速度太慢，那么使用更小的“人造黑洞”可以產(chǎn)生更多的霍金輻射。對于星際旅行者來說，如果你乘坐“人造黑洞”飛船以接近光速的速度飛行，那么時間將會變慢，你的衰老速度也將遠遠小于你在地球上的家人和朋友?？颂m說：“乘坐這種星際飛船，你完全有可能在有生之年抵達距離地球250萬光年遠的仙女座星系?！?/p>

不過，即使用于星際旅行的交通工具問題解決了，人類進行星際旅行仍將面臨許多其他的切身問題，譬如“星際飛行宇航員”能否在孤獨漫長的太空旅行中健康活上數(shù)十年時間？宇航員又如何克服食物、空氣、水、重力缺乏、太空輻射、太空垃圾，甚至心理孤獨等一系列嚴重問題？

據(jù)研究了20余年生命支持科學(xué)的美國航空航天局研究專家唐納德·漢寧格稱，地球包含了數(shù)十億立方千米的大氣層、數(shù)億立方千米的水、數(shù)十億公頃的農(nóng)田以及60億人類，所有這些形成了可供人類生存的完整循環(huán)系統(tǒng)，而星際飛船上必須建有自己的循環(huán)系統(tǒng)，讓食物、水和氧氣都能百分之百地循環(huán)利用。漢寧格和他的同事一直在進行食物方面的實驗，而氧氣循環(huán)更加不成問題，一種新的高科技設(shè)備已經(jīng)能將二氧化碳從周圍空氣中分離出來，并對其進行化學(xué)處理，從而分解出氧氣。星際飛船上水的再生循環(huán)也將不成問題，太空中的失重問題則可以通過重力模擬器來解決。

（張小寧 插圖）