三体母星半人马座阿尔法星 为何受到科幻题材作品热捧?******
“三体”运动有没有解?这是科幻小说《三体》一开始就引入思考的问题。随着电视剧《三体》剧情推进,将展示一个距离地球4光年外有高等智慧生命存在的星系,一颗经历了无数次毁灭与重生、在三颗无规律运动“太阳”的包围下艰难存在的星球,它被称为“三体星”。
现实世界的“三体”真实存在,并很早就为人类所熟悉,那就是距离我们最近的恒星系统——半人马座阿尔法星,这不仅是刘慈欣《三体》的原型,也是卡梅隆《阿凡达》中巨大气态行星“波吕斐摩斯”及其炎热的卫星“潘多拉”的灵感来源。此外,在《流浪地球》中,地球“流浪”的目的地,也是半人马座。
在不少文学、影视和其他文艺形式幻想中,半人马座阿尔法星都是“宠儿”一般的存在,它有着怎样的魅力和光环,让这么多顶级的作者倾慕于它?
三颗“太阳”包围的世界
距太阳系最近的恒星系统
半人马座阿尔法星是一个三星系统,也是距离太阳最近的恒星系统。科学家们将这三颗星分别命名为半人马座阿尔法星A、半人马座阿尔法星B以及比邻星。比邻星,顾名思义,就是离我们最近的一颗恒星,距离太阳系4.22光年。
在这个三星系统里的另外两颗恒星,距离我们则相对较远。在《阿凡达》中,故事发生的“波吕斐摩斯”星就是围绕半人马座阿尔法星A运转,是一颗巨型气体行星,类似于太阳系的木星。而“潘多拉”则是围绕“波吕斐摩斯”的卫星。
但是早在2008年,国外科学家就通过观测,排除了半人马座阿尔法星附近有类似木星或土星大小的行星存在的可能性。同时,也与《三体》中描述的无规律三星运行不同,半人马座阿尔法星的三颗恒星,是一个能够预测轨迹的相对简单的系统。
为何幻想题材总是把目光聚焦于此,这可能和我们对这个“邻居”的密切研究有关。因为离得近,获得的科学信息就显得更加可靠。早期的天文研究就发现,半人马座阿尔法星极有可能孕育生命。
因此,带着对地外文明的渴求,越来越多的科学研究将目光投于此星系。在2016年,科学家们在比邻星的周围发现了一颗类地行星——比邻星b,它处于恒星系统的宜居带,大小与地球相似,上面极有可能拥有液态水,一些乐观的科学家们甚至还怀疑上面有生命存在。
比邻星b的发现可以说是振奋人心的突破性发现,因为它距离我们相对很近。这意味着在可预见的未来,我们是有能力发射探测器前往这颗星球的,人类可以勘测这颗星球表面是否有液态水甚至生命的存在。而比邻星自身也是一颗相对稳定的“太阳”,作为一颗红矮星,它正处于“太阳”的青年时期,在没有意外的情况下其寿命要大于太阳。
霍金曾提“突破摄星”计划
有望20年飞抵比邻星
对于比邻星的探索,人类早已不只停留在理论。尤其当它离我们相对其他星系更近,在要“凑过去”看一看的好奇心驱使下,让我们的科学不断前进。
2016年4月,科学家霍金宣布启动一项名为“突破摄星”的星际计划,他同时也在微博上和网友进行了交流,而这项计划,正是通过发射宇宙探测器冲出太阳系,将人类的视野带往离我们最近的半人马座阿尔法星。
这个计划一经公布,令全球民众感到振奋。但就目前最新消息来看,“突破摄星”依然还停留在理论研究阶段,在工程实现上,还存在很多风险因素。
简单来说,“突破摄星”计划,是利用“纳米飞行器”,在短短几分钟内加速到光速的五分之一,即每秒飞行6万公里。这样,只需要二三十年的时间,人类飞行器就能到达比邻星。但是在此以前,人类历史上最快的飞行器,每秒大约只能飞行20公里。
如何让“纳米飞行器”升空?如何让它以光速的五分之一持续飞行?又如何保证在漫长的20年星际旅途中规避太空风险?这些问题在理论上已得到突破,但在现实工程领域,还有漫长的道路要走。
目前,有消息称,科学家计划在2060年实现这一计划,真正冲出太阳系。
华西都市报-封面新闻记者 徐语杨
(《华西都市报》 2023年01月19日 A16)
我们距离“三体世界”还有多远?这些“黑科技”正在走向现实…...******
最近,《三体》动画开播。被翻译成不同语言、畅销世界多地的小说《三体》,除了其庞大的设定、对宇宙的恢宏描写以及跌宕起伏的剧情外,最令人着迷的就是作者刘慈欣对未来航天科技的设想。
这些天马行空的“黑科技”,有哪些是正在实现或部分实现的呢?我们一起去看看:
图源:《三体》微博
从“飞刃”到碳纳米技术
在《三体》中,“飞刃”被用来执行代号“古筝行动”的秘密军事行动,这种极细的丝状纳米材料,将叛军船只“审判日”号切割成了条状。
图源:《三体》动画
按原著设定来看,“飞刃”是一种超高强度的纳米材料。
在现实中,最接近其特征的就是具有超高机械强度和低密度的碳纳米管,但它目前还无法做到像三体中“飞刃”一样,横跨运河两端几十个来回那么长。
2022年4月,美国《国家科学院院刊》(PNAS)刊载,中国科学家首次在高压下合成高度有序晶态金刚石结构纳米线。这种金刚石纳米线在长度方向可以无限生长,粗细仅相当于一根头发丝的十万分之一,具有与碳纳米管相当或更高的拉伸强度和极强的柔韧性,想来在实践中运用指日可待。
金刚石纳米线
图源:科普中国
从头盔感应技术到虚拟现实设备
《三体》中不止一次提到了头盔感应技术。
每次进入三体游戏世界,科学家汪淼都需要穿上虚拟现实装备,装备包括一个全视角显示头盔和一套感应服构成的“V装具”。通过记录视网膜特征,感应服可以使玩家从肉体上感觉到游戏中的击打、刀刺和火烧。
图源:《三体艺术插画集》by 山野
按照原著设定,“V装具”就是虚拟现实设备(Virtual Reality,VR)。它和增强现实技术(Augmented Reality,AR)不同,虚拟现实可在虚拟信息里模拟出现实世界。
现今,大部分虚拟现实技术更强调视觉体验,一般是通过电脑屏幕、特殊显示设备或立体显示设备获得的。
与V装具头盔接近的设备便是VR头显。
VR头显
图源:凤凰网
VR头显可将人的对外界的视觉、听觉封闭,引导用户产生一种身在虚拟环境中的感觉。如果要使用VR头显进行游戏,往往还需要配套的手柄或手套用以操控。就目前的实际情况来说,还很难形成一个高逼真的虚拟现实环境,无法拥有三体游戏里那种身临其境的丝滑体验。
从“思维透明”“思想钢印”到脑机接口
《三体》刻画了两种信息感知机制。
其一是思维透明。三体人的信息感知方式是直接发射自己的思维,三体人一开始思考,他的想法别人就能够知道,无法隐藏;
其二是思想钢印。第三位面壁者比尔·希恩斯发现了人类思维做出判断的机制,成功研制出一种设备,通过对神经元网络施加影响,使大脑不经思维就作出判断,相信某个信息为真。
按照原著设定,思维透明和思想钢印,都是对心智这一神秘领域的重新认识。
图源:《三体》动画
而现实中,让机器直接解码神经活动的技术被称为“脑机接口”。
单向脑机接口的情况下,计算机接受大脑传来的命令,或者发送信号到脑,但不能同时发送和接收信号,类似于三体中的思想钢印。
双向脑机接口允许脑和外部设备间的双向信息交换,就像三体人的透明思维,可以感知别人,也无法隐藏自己。
脑机接口已经在医疗领域有了很多应用,脑控智能轮椅、脑控打字机、脑控机械外骨骼、脑控智能假肢等等都是试图绕开已经坏损的神经或者部位,让机器直接解码神经活动。
如何准确地对思维进行解码和编码,是现在脑机接口面临的最大挑战,也是目前无法实现思维钢印,思维透明的根本原因。
脑机接口
图源:网易号“蓝海长青智库 ”
从无穷能源到可控核聚变试验
《三体》世界中的人类社会虽然没有实现罗辑口中的“无穷的能源”,却也是有极度充盈的能源供给支撑起整个地球的无线供电,而这个能源就来自可控核聚变。
图源:《三体设定集》
现实世界中,早在上世纪 50 年代,人类便开始研究用于民用目的的可控核聚变。近几年,“核能新浪潮”抬头,这一“终极能源”的研究更是得到了世界各国的大力推崇。
2022年12月5日,美国科研人员在劳伦斯 · 利弗莫尔国家实验室(LLNL)进行了历史上首次可控核聚变实验。
核聚变是太阳和恒星的能量来源。在这些星体核心的巨大热量和重力下,氢原子核相互碰撞,聚合成更重的氦原子,并在此过程中释放出大量能量。与其他核反应不同,核聚变不会产生放射性废物。核聚变技术有望为人类提供近乎无限的清洁能源,帮助人类摆脱对化石燃料的依赖。
2021年,中国的“人造太阳”全超导托卡马克核聚变实验装置(EAST)便实现了1056秒的长脉冲高参数等离子体运行。依靠该技术,最终建成可控核聚变发电站。
全超导托卡马克核聚变实验装置(EAST)
图源:新华社
把时间拉长,科技和科幻没有分界线。
科技与未来接轨的脚步在不断加速,科幻的无限想象为“黑科技”画出蓝图。期待在未来科学家们通过试验,将《三体》中“飞刃”“思想钢印”“水滴”等表述具象化,展现科技力量!
(审核:张宁 策划:李政葳 统筹:穆子叶 撰文:雷渺鑫)
参考 | 北京科技报、知乎、科普中国、三体社区、海峡卫视、凤凰网
(文图:赵筱尘 巫邓炎)