如果可控核聚變最終證明為幻想，那麽還能宇宙航行嗎？

2021-06-16知識

宇宙航行根本就不需要可控核聚變。不過，輸出低於輸入的可控核聚變早已實作。如果能將這種事實「最終證明為幻想」， 一對自相矛盾的前提將允許推匯出任何東西 。

奧陌陌 ^[1] 、鮑裏索夫彗星等星際天體展示了 凡庸的大塊石頭乃至一些學者提倡的「氫冰山」「氮冰山」「宇宙塵兔」之類極度脆弱的垃圾就可以星際航行 ，在數十億年間都不會損毀。我們的航天器完全可以達到比奧陌陌和鮑裏索夫彗星等星際天體更快的速度、遠超「氫冰山」「氮冰山」「宇宙塵兔」的堅固程度。

以旅行者 1 號的飛行速度，一萬七千多年可以飛 1 光年，這種水平的航天器在數百萬年內就足夠飛到光世紀世界 ^[2] 的每個恒星附近。

根據 NASA 用太陽帆攜帶探測器探索日光層的任務研究，太陽帆飛行器的速度可以達到 15~25 天文單位每年（約 72~119 千米每秒），這樣飛 1 光年需要 2530~4217 年，幾十萬年就能飛到光世紀世界的每個恒星附近了。

一些細菌、古菌早已證明地球型碳基生命在穩固的環境裏可以半永久地生存、消耗極小。這也不是單細胞生物的專利，科學家喚醒過休眠 2.4 萬年的蛭形輪蟲、休眠 3 萬年的線蟲之類多細胞生物。

2020 年，科學家們在資源貧瘠的深海沈積物裏找到了維持生命 1.105 億年 的細菌群落，這不是芽孢而是正常生活的細菌，其極為緩慢地取得的能量主要用來維持生命，在實驗室裏獲得額外資源後又恢復迅速傳代的正常周期。

新墨西哥一塊鹽結晶裏找到的 2.5 億年 前的細菌內生孢子在實驗室裏蘇醒 ^[3] 。

近年來，一些科學家在從大腸桿菌到耐輻射奇異球菌的微生物基因組裏成功儲存了資訊。在微生物的傳代速度大幅下降的情況下，可以期待這些資訊在數百萬年間幾乎不會失真失，一大群微生物互為備份可以期待將資訊儲存數十億年。

在儲存資訊方面並不怎麽需要依賴生物體：另一些科學家用飛秒激光蝕刻納米結構，可以期待儲存資訊數百億年 ^[4] ，足夠等待宏觀低速載具跨越銀河。

在地球公轉軌域附近的太空中，直徑2微米、密度與水相當的球狀微生物受到的陽光照射可以提供 10 厘米每二次方秒的加速度，隨著逐漸飛離太陽，加速度會越來越低，但仍可以期待獲得每秒 64 千米的速度，2 萬年後就能到達比鄰星。在靠近目標天體系統後它可以借助那裏的恒星的光壓等減速，而且也不用把速度減得太低。

即使要將這樣的微生物加速到真空光速的 86%，需要給它的動能其實也只有 400 焦耳。

按照上述事實，用我們現在的技術投射有少量石頭和金屬裝甲保護的未經基因改造強化的地球生物去太陽之外的恒星附近都是沒有實質障礙的。

單鏈 RNA 病毒的資訊儲存密度是每克 2 億億位元，人類可以做到同樣的事情。用速度達到 300 千米每秒的光帆飛行器投放 1 克「郵件」去 100 光年外，十萬年後就能抵達，用阿雷西博天文台崩塌之前的天線發射同樣的資訊也需要十萬年來傳輸完畢，而需要的能量是那光帆的至少一萬億倍。如果你重視資訊交流的效率，實體宇航實質上優於發射電波——而且，既然我們已經在計算病毒的資訊密度，你很容易想到「發射的東西就是納米病毒，它將自行在銀河系各處收集材料、復制自己並建造發射器材」，探遍銀河系只是時間問題。

地球上現有的所有生命可能來自共同的祖先 ^[5] ，而你的生物學身體也是從一個細胞發育出來的。那麽，投射能夠在目標天體上鋪設生物圈、制造人類的裝置並不是多麽遙遠的事情。

這是近未來發射航天器去追奧陌陌和鮑裏索夫彗星的計劃：

人類也可以想象亞光速宇航的技術，並在現實中慢慢推進：

二十世紀就有許多學者討論過達到真空光速的 5% 至 15% 的核推進手段。由於代達羅斯計劃 ^[6] 的核聚變裝置的可控程度就比直接扔核彈炸屁股高一點，其實也沒什麽特殊障礙：那玩意可以解釋成慣性約束可控核聚變，也可以解釋成不可控核爆。

2016 年，得到霍金支持的「突破攝星計劃」討論了用大型太空激光器將光帆飛行器加速到真空光速的 20% 去探索比鄰星。這在理論上完全可行，也沒有什麽工程學上看起來不可解決的障礙。

簡單的構造就可以從太陽輻射和太陽風裏集結巨大的能量去推動航天器，例如戴森-哈羅普太陽風發電衛星。太陽泵浦激光、核爆泵浦激光之類非常規的激光器都可以用在這個領域。

SWIMMER（Spacecraft With Interstellar Medium Momentum Exchange Reactions） ^[7] 可以達到真空光速的 5%~50%，並在電磁波束可以到達的範圍內有效減速。SWIMMER 的工程挑戰並不小，但其構造非常簡潔、單純，不需要任何超越的科學技術，遠比光帆飛行器容易減速。根據你建造的具體規模，它可以朝臨近的其它恒星附近投送大量的載荷。

近光速宇航、曲速飛行之類存在許多目前難以克服的困難，不過相關的物理理論還在發展，目前可以先樂觀對待：就算那些做不到，人類也可以星際航行。

無需負能量、在亞光速時「只要」行星級質素的曲速引擎模型（由之前公開的若幹倍木星質素的超光速曲速引擎修改而來）：

DOI: 10.1088/1361-6382/abdf6e

參考

^https://www.zhihu.com/question/317557918/answer/1260525296
^ 距離太陽100光年內的空間和其中的一切
^https://doi.org/10.1038/35038060
^ 日立飛秒激光石英玻璃點陣預期可以保存數據3億年。加州大學柏克萊分校的研究人員開發的鐵納米粒子-碳納米管復合體預期可以保存數據10億年。南安普頓大學的研究人員開發的飛秒激光蝕刻玻璃納米結構預期可以保存數據130億年以上。
^https://www.zhihu.com/question/418449550/answer/1468064003
^https://en.wikipedia.org/wiki/Project_Daedalus
^https://arxiv.org/abs/1808.02019