地球人真的要向太陽系以外長途大遷徙嗎？Photo by Pixabay from Pexels

   地球的氣候變遷，隨著溫室氣體排放管制不彰，兩極化的效應年年加劇，如果繼續下去，科學家預測到了本世紀末，地球溫度較工業化以前升高 2°C 的臨界點就無法避免，那時候冰雪溶化，海水高漲，沿海低窪地區淹沒，陸地與海洋動植物面臨絕種，嚴重乾旱與洪水相繼而來，地球開始不再容易居住。除了克服惡劣的環境維繫生活，就是離開地球，遷徙到另一個適合居住的地球，或者稱為地球 2.0。

   火星離我們最近，但沒水沒空氣，不宜久居，不是地球 2.0。但的確有一顆星球被稱作地球 2.0，那就是三年前發現的半人馬星座比鄰星附近的一顆行星，稱為比鄰星b（Proxima b），位置距恆星適中，溫度恰好可以有液態水的存在，有水就可以維繫生命。這顆星球離我們算是最近的了，4.24 光年，相當 40 萬億公里，以現在的太空飛行速度，要以千年為單位，至少要在太空傳宗接代上百次，才能飛到新家。

   精彩的科幻故事？是的，但也不是。比鄰星b的發現驚動了不少科學家，儘管路遠，終究是人類可以去的地方，何況飛行技術的進步可以縮短航程。消息傳出之後，物理學家史蒂芬霍金、俄羅斯科技投資人 Yuri Milner、臉書的馬克祖克柏，聯合組成「突破射星」（Breakthrough Starshot）計畫，用光的動能來探索這顆星球，以 1,000 億瓦的雷射能量射出只有幾公克重的微太空船，希望以五分之一的光速（每秒鐘 6,000 萬米）、20 年到達目標。

   光是由光子組成，光子沒有質量，但在太空仍會產生微小的動量，太陽帆 (Solar Sail) 就是利用這一動力的太空船。太陽帆如帆船的帆，用超薄膜的反光材質固定在架子上，當太陽光射在帆上反射回去，就向前輕微移動，光線是連續的，在光子不斷的撞擊之下，帆的移動就隨時間加速。

   「行星學會」(Planetary Society) 今年夏季成功的發射光帆二號 (Lightsail II)，是一個實驗性的太陽帆太空船，用光的動力環繞地球軌道，不用化學燃料，被認為是長途太空旅行的新動力。光帆二號僅是小型實驗，太陽帆僅有 32 平方米，載重僅有一條土司麵包大小的簡單儀器，預計再飛一年。

靠太陽光環繞地球軌道的光帆二號太空船。圖片來源：行星學會(Planetary Society)

   光的動力有加速特性，像「突破射星」計畫用超強雷射，估計可以達到光速的五分之一，不過計畫中的太空船只有幾公克重，如果要乘坐很多人又可能航行幾百年，勢必是一個龐然大物，那雷射光還能帶得動嗎？哈佛大學 Avi Loeb 教授認為沒有問題，但他從天文學角度看到另一個問題，就是當脫離地球磁場的保護深入太空，會暴露在高能量的輻射微粒之下，一年之後腦細胞會嚴重受損，是需要克服的，這也是去火星的危險。

   即使用光的動能可以航行到比鄰星b，仍有無數的挑戰要克服，像人工重力、人工日夜、生命維繫、推進導航，乃至水源、食物、空氣的供應，以及畜牧、穀物蔬果種植，更有生育控制、教育訓練、工作分配、組織結構。一群人生活在密閉空間，自給自足的要度過百年甚至千年，最好的比喻就是孤島，許多孤島有上千年的歷史，島上的人仍然無恙，所以科學家認為幾百年的太空之旅，人類可以存活。

   今年六月，歐洲太空署在荷蘭 Noordwijk 的 Erasmus 太空展示中心，舉辦有史以來第一次星際工作研討會，來自全球各領域的專家，建築、語言、太空物理、社會學、工程、材料科學、人類與植物生物學，各自闡述世代太空旅行的考量，與會的聽眾也有百餘人參加，大家相互討論問答，儼然「諾亞方舟」已經成型。

   幾百年的航行，專家們提出宏觀問題，像是社會秩序與權力結構，哲學宗教與外星人的共處，地球語言經過幾百年的演變，兩艘太空到達到目的地，可能各說「方言」。旅途中的一代一代接替，地球對他們成了一個謎，他們的生存只是為了繼續航程，所以只有讓新生的一代成為下一代的船上工作人員，才能賦予生活上的意義，讓航程順暢。

   太空船首航需要多少人才能延續幾百甚至千年，而不至人口膨脹到讓空間不足，法國 Strasbourg 大學 Frédéric Marin 教授做了研究，他是天文ˊ物理學家，考量長年飛行到達目的地之後仍有足夠的健康基因來繁殖，他模擬估計 98 名船員從地球啟航，可以成功的航行 6,300 年，所以到達比鄰星b不應是問題。

   諾亞方舟無疑的給科學家帶來研究的熱忱，雖然是超級難度的壯舉，並沒有違反物理學的運作，難的地方在把規模放大、落實。當然有很多人反對，花耗時間與金錢，冒險到一個茫然無知的地方，沿途一代代的新生兒又侷限在密閉的空間，年復一年過著機械式的日子，無法享受我們現在的自由與創意，這些代價值得嗎？

   Avi Loeb 教授說，毫無疑問的人類的未來在太空，我們終究要離開地球的。假以時日，我們會遇到小行星撞擊地球，到了最後，太陽會發熱煮沸海水，為了人類種族的延續，我們沒有選擇，只有另尋出路。