如果可控核聚变最终证明为幻想，那么还能宇宙航行吗？

2021-06-16知识

宇宙航行根本就不需要可控核聚变。不过，输出低于输入的可控核聚变早已实现。如果能将这种事实「最终证明为幻想」， 一对自相矛盾的前提将允许推导出任何东西 。

奥陌陌 ^[1] 、鲍里索夫彗星等星际天体展示了 凡庸的大块石头乃至一些学者提倡的「氢冰山」「氮冰山」「宇宙尘兔」之类极度脆弱的垃圾就可以星际航行 ，在数十亿年间都不会损毁。我们的航天器完全可以达到比奥陌陌和鲍里索夫彗星等星际天体更快的速度、远超「氢冰山」「氮冰山」「宇宙尘兔」的坚固程度。

以旅行者 1 号的飞行速度，一万七千多年可以飞 1 光年，这种水平的航天器在数百万年内就足够飞到光世纪世界 ^[2] 的每个恒星附近。

根据 NASA 用太阳帆携带探测器探索日光层的任务研究，太阳帆飞行器的速度可以达到 15~25 天文单位每年（约 72~119 千米每秒），这样飞 1 光年需要 2530~4217 年，几十万年就能飞到光世纪世界的每个恒星附近了。

一些细菌、古菌早已证明地球型碳基生命在稳固的环境里可以半永久地生存、消耗极小。这也不是单细胞生物的专利，科学家唤醒过休眠 2.4 万年的蛭形轮虫、休眠 3 万年的线虫之类多细胞生物。

2020 年，科学家们在资源贫瘠的深海沉积物里找到了维持生命 1.105 亿年 的细菌群落，这不是芽孢而是正常生活的细菌，其极为缓慢地取得的能量主要用来维持生命，在实验室里获得额外资源后又恢复迅速传代的正常周期。

新墨西哥一块盐结晶里找到的 2.5 亿年 前的细菌内生孢子在实验室里苏醒 ^[3] 。

近年来，一些科学家在从大肠杆菌到耐辐射奇异球菌的微生物基因组里成功储存了信息。在微生物的传代速度大幅下降的情况下，可以期待这些信息在数百万年间几乎不会有损失，一大群微生物互为备份可以期待将信息储存数十亿年。

在储存信息方面并不怎么需要依赖生物体：另一些科学家用飞秒激光蚀刻纳米结构，可以期待储存信息数百亿年 ^[4] ，足够等待宏观低速载具跨越银河。

在地球公转轨道附近的太空中，直径2微米、密度与水相当的球状微生物受到的阳光照射可以提供 10 厘米每二次方秒的加速度，随着逐渐飞离太阳，加速度会越来越低，但仍可以期待获得每秒 64 千米的速度，2 万年后就能到达比邻星。在靠近目标天体系统后它可以借助那里的恒星的光压等减速，而且也不用把速度减得太低。

即使要将这样的微生物加速到真空光速的 86%，需要给它的动能其实也只有 400 焦耳。

按照上述事实，用我们现在的技术投射有少量石头和金属装甲保护的未经基因改造强化的地球生物去太阳之外的恒星附近都是没有实质障碍的。

单链 RNA 病毒的信息存储密度是每克 2 亿亿比特，人类可以做到同样的事情。用速度达到 300 千米每秒的光帆飞行器投放 1 克「邮件」去 100 光年外，十万年后就能抵达，用阿雷西博天文台崩塌之前的天线发射同样的信息也需要十万年来传输完毕，而需要的能量是那光帆的至少一万亿倍。如果你重视信息交流的效率，实体宇航实质上优于发射电波——而且，既然我们已经在计算病毒的信息密度，你很容易想到「发射的东西就是纳米病毒，它将自行在银河系各处收集材料、复制自己并建造发射设备」，探遍银河系只是时间问题。

地球上现有的所有生命可能来自共同的祖先 ^[5] ，而你的生物学身体也是从一个细胞发育出来的。那么，投射能够在目标天体上铺设生物圈、制造人类的装置并不是多么遥远的事情。

这是近未来发射航天器去追奥陌陌和鲍里索夫彗星的计划：

人类也可以想象亚光速宇航的技术，并在现实中慢慢推进：

二十世纪就有许多学者讨论过达到真空光速的 5% 至 15% 的核推进手段。由于代达罗斯计划 ^[6] 的核聚变装置的可控程度就比直接扔核弹炸屁股高一点，其实也没什么特殊障碍：那玩意可以解释成惯性约束可控核聚变，也可以解释成不可控核爆。

2016 年，得到霍金支持的「突破摄星计划」讨论了用大型太空激光器将光帆飞行器加速到真空光速的 20% 去探索比邻星。这在理论上完全可行，也没有什么工程学上看起来不可解决的障碍。

简单的构造就可以从太阳辐射和太阳风里集结巨大的能量去推动航天器，例如戴森-哈罗普太阳风发电卫星。太阳泵浦激光、核爆泵浦激光之类非常规的激光器都可以用在这个领域。

SWIMMER（Spacecraft With Interstellar Medium Momentum Exchange Reactions） ^[7] 可以达到真空光速的 5%~50%，并在电磁波束可以到达的范围内有效减速。SWIMMER 的工程挑战并不小，但其构造非常简洁、单纯，不需要任何超越的科学技术，远比光帆飞行器容易减速。根据你建造的具体规模，它可以朝临近的其它恒星附近投送大量的载荷。

近光速宇航、曲速飞行之类存在许多目前难以克服的困难，不过相关的物理理论还在发展，目前可以先乐观对待：就算那些做不到，人类也可以星际航行。

无需负能量、在亚光速时「只要」行星级质量的曲速引擎模型（由之前公开的若干倍木星质量的超光速曲速引擎修改而来）：

DOI: 10.1088/1361-6382/abdf6e

参考

^https://www.zhihu.com/question/317557918/answer/1260525296
^ 距离太阳100光年内的空间和其中的一切
^https://doi.org/10.1038/35038060
^ 日立飞秒激光石英玻璃点阵预期可以保存数据3亿年。加州大学伯克利分校的研究人员开发的铁纳米粒子-碳纳米管复合体预期可以保存数据10亿年。南安普顿大学的研究人员开发的飞秒激光蚀刻玻璃纳米结构预期可以保存数据130亿年以上。
^https://www.zhihu.com/question/418449550/answer/1468064003
^https://en.wikipedia.org/wiki/Project_Daedalus
^https://arxiv.org/abs/1808.02019