制造一个新的太阳系

为了解决地球人口爆炸性增长、土地紧张、资源匮乏的难题,科学家提出人类移居其他星球的各种设想,其中一个设想是用木星及其卫星制造一个小太阳系,然后人类移居过去。

  

  质量不足的木星系

  

  在太阳系中,木星、土星和天王星被称为气体凝聚的行星。这些行星的表面覆盖着以氢、氦为主的液体,一片汪洋,看不到固体。以木星为例,它没有固体表面,在大气层之下是液体木星幔,那是在巨大的压力下,氢变成液体而形成的深达7万千米的海洋,液氢旋转不息地流动,使木星具有强大的磁场。木星的直径是地球的1316倍,表面重力加速度在木星赤道上是地球的2.37倍。连一块岩石都没有,木星变成地球是不可能的。那么,它的卫星群是否有希望呢?

  木星最大的4颗卫星由伽利略发现,因此叫做伽利略卫星,从内侧数起,依次是木卫一伊奥,木卫二欧罗巴,木卫三加尼梅丹和木卫四卡利斯特。这4颗卫星的直径分别是3630千米,3138千米,5262千米和4800千米,最大的木卫三加尼梅丹比水星(直径4878千米)还要大。

  从体积上看,木星的这几颗卫星是人类移居的好选择。可惜这些卫星都是天寒地冻的星球,周围的太阳能密度太低,只有地球轨道附近的3.7%,没有足够的能量,是无法在那里生存下去的。其实,如果木星的质量再增大几倍的话,内部压强上升,就会让木星中心的氢开始核聚变,木星将成为一颗发光发热的恒星,照耀周围的卫星,而太阳系也将变成有大小两个太阳的双星系统。

  这个设想有点异想天开的感觉,但著名科幻作家在科幻小说《2010年》中曾描述了提高木星的密度到引发核聚变反应的过程。克拉克的科幻小说受到英国伦敦大学的福格教授的极大关注,他以真正的科学研究者的角度发表了有关木星太阳化方法的论文。

  实际上,木星及其卫星群的角动量分布,有点像是按照太阳及其行星的角动量分布的比率缩小了。“木星系”可以看成是微型的太阳系,以太阳系同样的法则在运转。让木星像太阳那样发光,就必须增加它的质量,可是这似乎难以做到。

  

  捕捉原初黑洞

  

  福格教授认为,让木星发光发热,还有另一个手段:去抓一个黑洞过来。1971年英国剑桥大学的斯蒂芬,霍金提出微黑洞的概念。按他的理论,黑洞辐射亚原子粒子,因而质量减小,且随着黑洞质量的减小,辐射却日益增大,最终,黑洞的最后残余在强烈的辐射暴中消失。但是,或许还有霍金辐射停止而幸存下来的黑洞,这就是所谓的微黑洞。在宇宙的初期,大爆炸后的超高温、超高压的宇宙之中,有一部分物质在巨大的压力下,被挤压成极其微小的原初黑洞,它们迄今仍漂流在空间各处。如果宇宙中存在这样的黑洞,即使最小的“原初黑洞”,它的质量也在5亿吨左右。

  如果“原初黑洞”确实存在,正在辐射伽马射线,则从宇宙背景的伽马射线强度推断,现在的宇宙中平均每300立方光年的空间就拥有一个质量5亿吨级的“原初黑洞”。福格教授推断,距我们最近的“原初黑洞”应该存在于冥王星轨道外侧的所谓的“彗星的仓库”中,如果那样的话,也许能够使距我们最近的“原初黑洞”像彗星那样,从围绕太阳长椭圆轨道上被捕捉到太阳系的内部来。只要科学家注意观察太阳系外侧伽马射线或重力异常,则迟早可能发现这样的“原初黑洞”。

  一旦发现“原初黑洞”就可以想办法俘获它了。例如用合适的小行星与“原初黑洞”构成双星系统,并在小行星上安装火箭发动机,以此作为重力拖船,把“原初黑洞”拖进木星系里,或者对“原初黑洞”照射带电粒子束,用电磁陷阱的办法将其搬运。

  

  微型太阳系

  

  然后,就要将这个“原初黑洞”放在确定的轨道上,使它突入木星的大气层。“原初黑洞”到达木星附近时,会逐步吸入木星周围的氢,并产生向外的辐射,“烘烤”木星。福格计算,假定“原初黑洞”的质量是6×1020千克,即地球质量的万分之一,左右,它的质量吸收率是每秒400吨,则辐射能量的功率是1020瓦特。不久,木星由于内部受到加热发生核反应,也开始向外辐射能量,发出微弱的红光。由于木星内部产生激烈物质的干扰,将导致木星的强大磁场消失。在木星和“原初黑洞”的热辐射作用下,木星的4个伽利略卫星从内侧将依次被加热,结冰的卫星表面融化,变成大气包裹的卫星。

  人们已经知道,最内侧的伊奥卫星有剧烈的火山活动,不适宜居住,但是据福格教授计算,从第二颗卫星即欧罗巴开始,各个卫星上的冰将开始融化,甚至最外侧的卡利斯特卫星的温度都能超过26℃。这样欧罗巴、加尼梅丹、卡利斯特这几颗卫星将能代替地球,作为人类的新居住地。

  需要指出,这种把木星的卫星地球化的方法其实是先把木星太阳化,而根据木星内部氢的含量估算,在辐射1.4亿年后,木星本身将被消耗光,这个小太阳系将寿终正寝。

  

  (文章代码:1511)

  

  [责任编辑]蒲 晖

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