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星际穿越:殖民外星球需要多少人?

[2015-07-17] 作者:世界未解之迷网 阅读量: 分享到_微信朋友圈:

  地球不是人类永久的家园,终究有毁灭的那一天。而且,人类现在的种种活动,给地球造成的各种灾难正在不断上演,以至于我们的地球已“千疮百孔”。此外,加上日益暴涨的人口数量,这也使得原本受伤的地球越来越不堪重负。所以,为了人类的世代繁衍,人类必须要向太空扩展,去寻找地球以外的“第二栖息地”,并能在那里建立一个全新的殖民地。

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  星际旅行时间漫长

  但是,在太阳系里并没有一个类似地球这样的地方,因此我们只能到太阳系外寻找另外的宜居星球。目前科学家发现,这样的星球可能有5个:距离地球27光年的猎犬座的黄矮星,距离地球42光年的仙女座恒星,更远些的金属元素含量约为太阳一半的天鹤座恒星,以及天蝎座18和飞马座51.

  不过,问题是人类怎么才能到达这些星球呢?不用说,肯定得借助先进的星际飞船!但需要指出的是,对于太阳系内的火星,人类至今都还没有亲身上去过,而且据美国航天局预测,大概还需要20年的时间人类才能够最终登陆火星。所以,以人类目前的科技水平,就别指望还能出太阳系去另外的星球了。可以想象,星际旅行之间的难度有多大!

  据计算,距离太阳系最近的恒星系统一一离地球约有4.23光年的半人马座a星(也叫比邻星),究竟有多远呢?就是以光的速度到那里只要4.23年,但我们并没有任何星际飞船的速度能够达到和光速一样快。就目前的飞船速度而言,如果要飞往比邻星,最快也得需要几千年才能到达。看来,比邻星虽然“比邻”,但是却远在天涯!

  而且,这些星际飞船暂时还没有达到载人的水平。不过,即使在不久的将来飞船具备了这一技术,但对于人类短暂的生命而言,他们就是到死也无缘见到飞船抵达的那天。要是最终还有人会到达,那也是人类不知经过了多少代繁衍后才遗传下来的后代。所以,在到达目的地之前将会有一代又一代的人在飞船上出生、生活和死亡。要知道,这还是离地球最近的比邻星,尚且都需要几千年的时间,更何况是那些更远的星球哩!

  看来,在星际飞行的漫长旅途中,需要好多代人类的先驱。因此,我们不得不考虑一个问题:就是怎么让人类在飞船上正常繁殖?不容置疑,飞船上的人口数量一定不能太少。那么,在到达目标星球之前,究竟要带多少人才能保证人类的繁衍生息呢?

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  初始人口要足够多

  美国佛罗里达大学的人类学家根据人类学的模型计算出,假如人类乘坐一艘星际飞船到太阳系外的一个星球上去,并建立一个全新的殖民星球,飞船飞行的时间为2000年,那么,飞船上要带够150人才可以满足人类的繁殖需求。但是,美国波特兰州立大学的科学家却认为,也许150人可以满足人类在飞船飞行前期的正常繁殖,但并不能保证在飞行后期或到达目标星球后,这些人的后代还能在这个星球继续繁衍。

  我们知道,一个种群中个体数量较少,并且又在十分孤立的环境中,就很可能会造成种群内部的近亲繁殖,其后果就是他们后代容易患有一些先天性的遗传疾病,那么很多人就会因此而死掉。而且,后代的后代榷患各种遗传疾病的概率也会相应增大,健康状况一代不如一代,这样下去,死的比生下的还要多,以至种群的个体数量越来越少,最终导致这个种群逐渐走向绝灭。因此,要最大限度地避免近亲繁殖,这就得要保证一个种群中的个体数量不能太少。

  还有一些研究发现,近亲繁殖会导致种群中80%以上的优秀基因逐渐退化,要知道,这对维持种群的基因多样性是很不利的,而一个种群内的基因数量在减少的话,那么,这个种群是有可能走向绝灭的。看来,除了种群中个体的数量不能太少以外,还必须要保证种群中具有较高的基因多样性一一每个物种包括若干个种群,各个种群由于突变、自然选择或其他原因,往往在遗传上有所不同。就好像人类有不同的肤色一样,这便是由基因的差异所引起的。

  不得不说,对于减少各种遗传疾病的风险,以及维持足够的基因多样性,150人实在太少了。那么将人数增加到500人呢?科学家认为,在随机挑选的情况下,任意的500人也并不一定就能代表所有人类的基因多样性。如果真的要建立另外一个长久的人类星球殖民地,那么,就得把人类尽可能多的基因“种子”撒向这个星球,这样人类才能健康地繁衍,永久地延续下去。当然,这就得使飞船上的初始人口要足够多才行。

  为什么这么说呢?因为除了近亲繁殖外,还有一些我们不得不面对的风险问题,如疾病暴发、机械故障、外星生物入侵,以及太空环境对人体健康的影响,等等,这些风险都将会大大减少殖民星球的人口数量。所以,飞船上的初始人口只有越多才越好,这样即使灾难发生,也能抵消一部分对人类的基因多样性和人口数量的影响。

  人数在1-4万之间

  那么,星际飞船上究竟得带多少人才能满足要求呢?

  佛罗里达大学和波特兰州立大学共同合作开发了一个计算机模型。具体情况是这样的:计算机通过特定算法计算出了星际旅行途中可能发生的不同灾难,并设置一个初始人口数量,同时设定旅行时间为300年(30代人)。然后,计算机对每个初始人口数字进行10次计算,取10次模拟结果的平均值作为最后依据。

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  结果显示,如果按照4万人的初始人口,最后基因多样性的比率能够达到100%。不过,即使只有1万人,基因多样性的比率仍在一个可行性的范围内。而且,这两个数字在各种灾难测试中的结果都还不错,能够保证殖民人口有足够的基因多样性。但是,如果数字低于1万,那基因多样性的比率就会大大降低。

  看来,人类要成功殖民另一个星球,星际飞船上至少要有1万人,而人数在1一4万之间是比较合适的。不过,这几万人并不是全部都在同一艘飞船上。例如,当1万人被安置在一艘船上时,任何风险对于每个人都是潜在的威胁;而一旦发生毁灭性的灾难,那这1万人就有可能全部覆灭。但是,这些人要平均分散在五艘飞船上,即使其中一艘船遭灾,那么损失也是有限的。

  当然,在将来人类的科技水平更加先进了,星际飞船的速度也会更快,那时候人类去其他星球的时间将会大大缩短。而且,从理论上来说,人类利用现有或未来数十年的科技在有生之年进行星际旅行是完全有可能的。

  上个世纪70年代,英国行星协会发起了一个“代达罗斯计划”,其目的就是探讨进行星际旅行。科学家设计了一种星际旅行太空船,它重达5万吨,由核聚变能源驱动,预计能以12%光速高速飞行。要知道,以这个速度人类只需花50年左右的时间就可以抵达比邻星了。还有,2012年美国航天局也在开展一项名为“百年星舰”的宇宙探索计划,希望在百年内能够让人类冲出太阳系,抵达其他遥远的星球。

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  可见,人类踏足其他星球的愿望并不久远了,到那时,我们也就不需要再考虑得带多少人了!不过,殖民外星球毕竟是一项浩大的工程,一艘飞船上最多能带多少人,途中人类的自给自足,以及抵达星球后人类生活保障等问题,这些都是我们不得不考虑的。

  小资料 基因多样性

  基因多样性,是保证生物多样性的重要条件。简单地讲,就是一个种群内的基因差异要是愈大,那么其中可供自然选择的基因就愈多;相应地,这个种群环境适应的能力就愈强。所以,种群中基因多样性愈高是有利于它的生存和发展的。

    
    

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