文/喬輝

《流浪地球》中，人類要帶著地球飛往哪里呢？當(dāng)然是越近的地方越好了。我們知道，距離太陽(yáng)系最近的恒星是“比鄰星”，只有4.2光年。當(dāng)然，4.2光年對(duì)于我們來(lái)說(shuō)也是巨大的空間尺度了，要知道1光年大約等于9.5萬(wàn)億公里。

目前，飛往外太空的最快探測(cè)器是“旅行者一號(hào)”，它正在以17公里/秒的速度在星際空間中飛奔。如果讓“旅行者一號(hào)”飛往比鄰星，那么需要73000多年才能抵達(dá)。

比鄰星所在的恒星系統(tǒng)其實(shí)是包含了三顆恒星。其中兩顆恒星離得很近，從遠(yuǎn)處無(wú)法分開(kāi)的，看起來(lái)就像是一顆恒星，比鄰星由于亮度太小，裸眼無(wú)法看到，要用好一點(diǎn)的望遠(yuǎn)鏡才行。由于這三顆星是半人馬座最亮的星點(diǎn)，因此稱為“半人馬座α”星。

具體來(lái)講，半人馬座α星是由兩顆太陽(yáng)大小的恒星相互圍繞公轉(zhuǎn)，外加一顆相對(duì)距離較遠(yuǎn)的“比鄰星”組成。這個(gè)恒星系統(tǒng)也是劉慈欣《三體》小說(shuō)的切入點(diǎn)。實(shí)際上，這樣的三體系統(tǒng)是穩(wěn)定的，不會(huì)造成《三體》中所描述的“恒紀(jì)元”和“亂紀(jì)元”現(xiàn)象。

▲ 比鄰星恒星系統(tǒng)中三顆恒星的相對(duì)關(guān)系，以及在比鄰星周圍發(fā)現(xiàn)的比鄰星b行星

▲ 站在比鄰星b上看到景象。遠(yuǎn)處地平線上是紅彤彤的比鄰星

比鄰星適合生命生存嗎？

在2016年，歐洲南方天臺(tái)發(fā)現(xiàn)一顆行星圍繞比鄰星公轉(zhuǎn)，該行星距離比鄰星約0.05個(gè)天文單位（750萬(wàn)公里），質(zhì)量相當(dāng)于地球的1.3倍。令人興奮的是，該行星可能處于比鄰星的“宜居帶”中。宜居帶是指行星距離恒星遠(yuǎn)近合適的區(qū)域，在這一區(qū)域內(nèi)，恒星傳遞給行星的熱量適中，既不會(huì)太熱也不太冷，能夠維持液態(tài)水的存在。比鄰星周圍適合生命居住嗎？回答這個(gè)問(wèn)題之前，我們先要了解一下這顆小恒星的脾氣。

比鄰星是一顆紅矮星，大量的輻射都在紅外波段，可見(jiàn)光亮度大約只有太陽(yáng)的1/10000。比鄰星質(zhì)量大約是太陽(yáng)的1/8，直徑大約是太陽(yáng)的1/7，因此，平均密度竟高達(dá)太陽(yáng)的33倍！由于紅矮星核聚變很慢，而且能夠充分聚變氫元素，科學(xué)家估計(jì)，比鄰星的壽命可達(dá)400萬(wàn)億年，相比之下，太陽(yáng)的壽命僅100億年。

由于比鄰星的質(zhì)量較小，整個(gè)星體都處于對(duì)流狀態(tài)，不像太陽(yáng)內(nèi)部那樣有分層結(jié)構(gòu)，這樣就使得氦元素?zé)o法在核心處積累，而是分散至整個(gè)星體。整個(gè)星體的強(qiáng)烈對(duì)流能夠形成很強(qiáng)的磁場(chǎng)，磁場(chǎng)的能量釋放就會(huì)出現(xiàn)耀斑和黑子現(xiàn)象。比鄰星上的耀斑要比太陽(yáng)強(qiáng)烈得多，甚至能夠波及整個(gè)恒星的表面，2700萬(wàn)度耀斑到了能夠釋放X射線的程度。平靜時(shí)期X射線釋放功率為1000億億瓦，峰值時(shí)釋放X射線的功率甚至達(dá)到10萬(wàn)億億瓦。

比鄰星的壽命雖長(zhǎng)，但由于磁場(chǎng)活動(dòng)強(qiáng)烈，表面有大量的耀斑活動(dòng)，能量輸出不太穩(wěn)定，而且還釋放大量的X射線輻射，像我們地球人肯定受不了，理論上并不適合生命在其周圍安家，因此，流浪地球可能還要繼續(xù)流浪，換一個(gè)像太陽(yáng)一樣的恒星。這樣看來(lái)，半人馬座α中的另外兩顆恒星反而更適合。

▲ 比鄰星的整個(gè)星體都處于對(duì)流狀態(tài)，因此能夠產(chǎn)生強(qiáng)大的磁場(chǎng)

▲ 比鄰星上巨大的耀斑爆發(fā)

比鄰星與“突破攝星計(jì)劃”

2016年4月12日，著名的俄羅斯投資人尤里·米爾納宣布了“突破攝星計(jì)劃”?；艚疬€親臨現(xiàn)場(chǎng)為該計(jì)劃站臺(tái)助威。

該計(jì)劃設(shè)想在地面上建設(shè)激光陣列，然后利用激光產(chǎn)生的光壓推動(dòng)極薄、極輕的光帆高速前進(jìn)，在200萬(wàn)公里的距離上完成加速過(guò)程，并使光帆的速度達(dá)到光速的20%！以這樣的高速奔向離太陽(yáng)系最近的比鄰星所在的恒星系統(tǒng)僅需20年。

光帆攜帶一個(gè)厘米大小的芯片，小小的芯片上面集成有核電池、微處理器、導(dǎo)航系統(tǒng)、通信系統(tǒng)、以及高清相機(jī)等等，真可謂是“麻雀雖小，五臟俱全”，是一枚真正的探測(cè)器。為了節(jié)約加速能量，光帆和芯片的質(zhì)量限制在克量級(jí)。光帆和微芯片的組合體可以成群地運(yùn)行在地球軌道上，等待激光陣列的加速一個(gè)個(gè)奔向深空。

▲ 強(qiáng)大的激光器把光帆一個(gè)個(gè)加速飛往比鄰星

當(dāng)然，這個(gè)激進(jìn)的設(shè)想給當(dāng)前人類的科技水平提出了很大的挑戰(zhàn)！激光器的連續(xù)輸出功率要求為100吉瓦（1億千瓦），相當(dāng)于五個(gè)三峽水電站的輸出功率。這樣強(qiáng)大的激光對(duì)光帆來(lái)說(shuō)簡(jiǎn)直是噩夢(mèng)，在承受極大光壓的同時(shí)，還要承受極高的溫度。抵達(dá)目標(biāo)后，微芯片探測(cè)器想要把信息發(fā)回4.2光年之遙的地球并接收難度極大，因?yàn)樾酒陌l(fā)射功率實(shí)在有限。

流浪的行星

《流浪地球》中地球成為一顆在宇宙中航行的“流浪地球”，當(dāng)然也是一顆“流浪行星”。

現(xiàn)實(shí)中，科學(xué)家還真發(fā)現(xiàn)宇宙中有流浪行星（Rogue planets），這樣的行星不隸屬于任何恒星。據(jù)估算，銀河系內(nèi)流浪行星的數(shù)量可達(dá)數(shù)百億顆。

科學(xué)家可以利用“微引力透鏡法”探測(cè)流浪行星。簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，微引力透鏡是指當(dāng)有未知天體經(jīng)過(guò)背景恒星時(shí)，未知天體的引力作用就會(huì)把恒星的光線聚焦變亮。截止目前，已經(jīng)確認(rèn)的流浪行星有十顆，候選者有九顆。

流浪行星的形成有多種原因，質(zhì)量較大的可能是像恒星那樣獨(dú)立形成的，例如有很多行星的質(zhì)量已經(jīng)逼近褐矮星的程度。有些可能是中央恒星發(fā)生超新星爆炸，行星被沖擊到宇宙空間。還有一些可能是在恒星系統(tǒng)形成的過(guò)程中，被其他行星的引力相互作用拋出去的。自從牛頓發(fā)現(xiàn)萬(wàn)有引力定律解釋了行星運(yùn)動(dòng)以來(lái)，科學(xué)家就發(fā)現(xiàn)，由于行星系統(tǒng)是多體相互作用，其實(shí)是一個(gè)混沌系統(tǒng)，長(zhǎng)期來(lái)看運(yùn)動(dòng)是不可預(yù)測(cè)的，有一種可能就是某顆行星會(huì)被拋出太陽(yáng)系。還有一種更精彩的情況，當(dāng)恒星被黑洞吞噬的時(shí)候，其攜帶的行星有可能被拋射出去，形成速度極快的流浪行星。

更腦洞的情況就是《流浪地球》中被高等智慧生命驅(qū)動(dòng)，在宇宙中尋找合適家園的流浪行星。