尋找人類第二家園

行星地球化是設想人為地改變宇宙中其他天體表面的環境，使其氣候、溫度、生態類似地球環境的行星工程。這個最早出現在科幻小說中的情節，如今已經推進到了現實研究。

行星地球化是科幻作家天馬行空想象出來的，最早出現在20世紀40年代捷克·威廉安姆遜的一組短篇小說中。20世紀60年代，著名行星物理學家卡爾·薩根把它用于科學著作，所謂行星地球化，就是把惡劣的行星環境改造成適合人類生存的環境。行星環境改造的過程就是行星地球化的過程。

科學家認為，像火星和金星這樣的地球型行星，是最適合進行地球化改造的行星。

從火星開始

為什么首選火星?這是因為火星是地球的“孿生兄弟”，它們有許多相似的地方。例如地球上一天是23小時56分，火星是24小時37分，兩者有幾乎相同的晝夜：地球的軌道面與赤道面的夾角是23度27’，火星是25度11’，它們有幾乎相同的季節變化；地球的兩極地區終年覆蓋著皚皚白雪，火星的兩極地區存在著潔白的極冠，極冠中有凍結的二氧化碳。這些相似性表明，火星與地球最相像，是最好的改造候選“樣品”。因此科學家決定，“改造行星”從火星入手。

2004年3月28日，美國航空航天局為此召開了國際討論會。會上對“火星地球化”的宏偉目標做了這樣的描述：“在火星上尋找生命檢驗了科學家幾十年難以捕捉的夢想。科學家相信，他們有能力實現這個夢，這就是把紅色火星變成有潺潺的流水、綠色的田野、涼爽的和風、到處行走著生物的世界?！?/p>

因為科學家推測，早期火星表面也分布有海洋(事實上，近年來對火星的一系列探測已經基本證實早期火星的確存在海洋)，海水會逐漸吸收二氧化碳，轉化成碳酸鈣之類的礦物堆積在海底。在地球上，被海水吸收的二氧化碳因火山作用重新被釋放回大氣中去，由此形成二氧化碳的循環。但是在火星上，這種循環卻無法長久維持，這是因為火星比地球小，其內核迅速冷卻，火山活動在火星早期就已結束。

結果，大約在火星形成2億年之后，原本在維持溫暖環境方面起重大作用的火星大氣被海水全部吸收，造成火星迅速變冷、變干燥。當今的火星，地表氣溫為0.01個地球大氣壓，平均氣溫為-50％——對生命來說，是一個過于嚴酷的世界。

那么，能否把這個嚴酷的世界恢復到它原來的溫暖濕潤呢?科學家認為并非很難，只需要把入射火星的太陽能的不足部分，用其他方式補足就可以了。例如，在火星北半球的沙漠地面之下，沉睡著龐大的永久凍土，它們是由火星上曾經存在的海洋凍結而成的。只要融化凍土，使之變成水蒸氣(水蒸氣也是一種溫室氣體)，就可以使火星大氣升溫。

打開“高壓鍋”

與火星相比，金星的地球化改造就要困難得多了。金星的公轉軌道半徑僅為地球的0.7倍，金星表面每單位面積的太陽能入射量卻是地球的1.9倍(金星自轉周期為243天)，這樣一來，金星就變成了灼熱的“地獄”。在金星上，不僅生命所必需的水被完全蒸發，就連鉛這樣的金屬都被熔化了。由于金星上還有由二氧化碳構成的非常濃密的大氣層，所以其溫室效應異常強烈，由此導致金星地表氣溫高達460℃，地表氣壓為地球的90倍。很明顯，金星是一個高溫、高壓的恐怖世界。

要想讓金星環境變得像地球，首要任務就是為金星降溫。也就是說，要大大弱化金星大氣的溫室效應。怎樣為金星降溫呢?有一種方法，這就是部分清除金星大氣，可以通過加速金星的自轉來實現。至于金星缺水的難題，可以通過讓彗星沖撞金星，從而將水帶給金星。事實上，彗星含有大員的冰，地球上最早的水有可能就是由撞擊地球的彗星帶來的。

不應忘記的衛星

火星或金星的地球化改造說起來如此簡單，緣于只需在其擁有的“先天”的天體環境中略加增減而已。對于火星而言是加溫，對于金星而言是降溫。但是，對于太陽系的其他行星來說，進行地球化改造就完全是另一回事了。

以木星為例，木星有4顆衛星，從內側數起，依次是木衛一(伊娥)、木衛二(歐羅巴)、木衛三(加尼梅丹)和木衛四(卡利斯特)，直徑分別是3630千米、3138千米、5262千米和4800千米，其中最大的加尼梅丹比水星(直徑為4878千米)還要大。

科學家認為，如果這些衛星能夠確保能顯的話，就有可能成為地球化改造的對象。但是，在木星周圍，太陽能密度只相當于地球軌道附近的3.7％，這么少的能量無論如何都滿足不了使這些衛星地球化所需的能量。

那么，有沒有給這些衛星提供能量的手段呢?

那就是，用“微型黑洞”啟動木星內部的核聚變，把木星變成太陽系中的另一個“太陽”。

假如木星的質量再大幾倍的話，通過高壓，其內部的氫應該就會開始核聚變了。要真是那樣的話，太陽系就變成有大小兩個“太陽”的雙星系統了。

像太陽那樣發光

木星“太陽化”的沒想是從“原初黑洞”開始的、在宇宙誕生之初，在大爆炸后的超高溫、超高壓環境中，有一部分物質在巨大的壓力下被擠壓成極其微小的“原初黑洞”，它們迄今仍飄流在空間各處。

1971年，英國劍橋大學的斯蒂芬，霍金提出了微型黑洞說。他的理論是，黑洞輻射亞原子粒子，因而質量減小。隨著黑洞質量減小，輻射日益增大。最終，黑洞的最后殘余在強烈的輻射暴中消失 但黑洞或許還剩下少量質量因輻射停止而幸存下來，這就是所謂的“微型黑洞”，如果真是那樣的話，即使是最小的“原初黑洞”，其質量也應該在5億噸左右。

如果“原初黑洞”確實存在，并且正在輻射強烈的伽馬射線，那么從宇宙背景的伽馬射線強度可以推斷，在現在的宇宙中，以平均每300立方光年1個的密度，幸存著5億噸級的“原初黑洞”。

據此推斷，距地球最近的“原初黑洞”應該位于冥王星軌道外側的所謂“彗星倉庫”中。

如果推斷無誤，那么距地球最近的“原初黑洞”或許就像彗星那樣，在圍繞太陽的長橢圓形軌道上運行。如果注意觀察伽馬射線輻射或空間重力異常，科學家發現“原初黑洞”只是遲早的事。

一旦發現合適的“原初黑洞”，人們就可以用某些方法俘獲它。例如，用大小合適的小行星與“原初黑洞”構成雙星系統，在小行星上安裝火箭發動機，將它作為引力拖船來拖曳“原初黑洞”；或者用帶電粒子束照射“原初黑洞”，使之帶電，再通過電磁陷阱來搬運黑洞。

接下來，人們將這個“原初黑洞”放在指定的軌道上，使之進入木星大氣層。“原初黑洞”落在繞木星重心運行的軌道上，逐步吸入周圍的氫，當吸入的氫的量達到黑洞質量的40％時，黑洞就開始向周圍輻射能量：假定“原初黑洞”的質量是6×10²⁰千克，即地球質量的萬分之一左右。那么它的物質吸收率是每秒400噸，輻射能量是10²²瓦特。

不久，木星從內部開始受熱。接著，木星開始輻射弱的紅光?？紤]到在木星內部引發的激烈干擾。木星的強大磁場屆時將被消滅。隨后，木星的四顆衛星從內側開始依次被加熱，結冰的衛星表而融化，變成被大氣包裹的衛星。

在這四顆衛星中，位于最內側的伊蛾表面存在劇烈的火山活動，因此不適宜人類居住。但是根據計算，第二顆衛星即歐羅巴的冰開始融化后，輻射增大，而位于最外側的卡利斯特衛星的溫度將超過26℃。只需大約1.4億年的時間，歐羅巴、加尼梅丹和卡利斯特這三顆木星衛星都可能成為人類的居住地。不過，這種令木星衛星地球化的方法，實質上是把木星太陽化。而在輻射強烈的1.4億年之后，木星本身也有被消滅的危險。

上一層人造地殼

其實，人類要想移居外星，只需一個木星人造地殼就足夠了。英國天文臺的專家鮑爾，伯奇提出了一個絕妙的想法，要點是為木星包上一層人造地殼。伯奇考慮的方法是，利用木星的引力場本身，在其軌道上放置大量的物質；通過這些物質的質量產生剩余離心力，用來支撐人造地殼的載荷。

人造地殼完成之后，接下來自然是自轉的問題。在木星周圍建造的人造地殼，相對于木星重力場來說一直是靜止的；如果置之不理，在人造地殼上面的1天就等于木星的公轉周期，即12年。因此，有必要讓人造地殼產生自轉，即按24小時的周期自轉。

為此，需要把所有環都不是做成單個的，而是做成雙層的，各層環按相反方向旋轉。如果各層環擁有的角動量完全一致，則環是靜止的。假如角動量稍有差異，就會產生轉矩，環就開始向一邊轉，只需調節好這個轉矩，就能把任意速度設定為自轉速度。

自轉的問題解決了，還有太陽能的問題。即使木星地殼上1天的長度與地球上相同，但木星軌道附近的太陽能密度卻只有地球的3.7％，這顯然不足以養育生命。因此，與金星的地球化情形正好相反，這次需要在木星與太陽之間的拉格朗日點附近放置面積為木星截面積20倍以上的聚光鏡以收集太陽光。這個透鏡由鏡子(在極薄的聚合物膜上真空鍍敷金屬)和支撐鏡子的離心力環構成；將多面鏡子做成圓錐狀重疊，借助每面鏡子的連接設計巧妙地反射太陽光。

這個面積極大卻又極為輕薄的聚光鏡，本身受到來自太陽的光壓(光的壓力)，會被推到比拉格朗日點更靠近木星的地方。長此以往，鏡子最終就會墜落在木早上。因此，需要在木星周圍的軌道上安置反射鏡，用反射光的光壓抵御聚光鏡受到的太陽的光壓，從而阻止聚光鏡飄移，讓它保持在太陽一側的位置上。

如此看來，建造完全覆蓋木星的人造地殼是一項十分費力、極為浩大的工程。但是，具有地球表面積的316倍和地球重力環境的木星人造地殼的確具有驚人的魅力。試想，假如將來因為資源匱乏、人口爆炸、生態災難、天體碰撞和核災難之類的原因，地球人真的需要移民外星，那么只需一個木星地殼就足夠了。它不但可以提供綽綽有余的人類居住空間，而且木星卜的各種資源也可謂取之不盡、用之不竭。

反而言之，如果連木星也可以被改造，那么宇宙中還有哪里不可以成為人類的家園呢?事實上，只要人類將來能夠開發出人造地殼技術，那么最終就有可能把存在于這個宇宙的一切天體都改造成適合地球人居住的環境。當然，在今天看來，這一切都還只是科學幻想，但它的確具有理淪亡的可行性。

我們相信，人類大規模改造其他天體的愿望終將成真。

跨越了黑洞，或許人類就能找到真正的第二家園。

霍金提出，黑洞一旦形成，就會開始“蒸發”，即輻射出能量，同時損失質量，這種輻射亦稱為“霍全輻射”。

霍金這一理論是黑洞研究申的一個重大進展。但與此同時，他“制造”出了一個新的難題，霍金認為，黑洞輻射并不含有任何黑洞內部的信息，在黑洞蒸發殆盡之后，所有信息都會丟失。而根據量子力學的定律，信息是不可能被徹底抹掉的，霍金的說法與之產生了矛盾，是謂“黑洞信息佯謬”。

如今，霍金改變了他的看法，認為黑洞內部的信息并不會丟失。他在劍橋大學的同事吉本斯向媒體透露，霍金在劍橋的一個討論會上曾大致介紹其研究工作。與傳統黑洞理論不同的是，在霍金的新理論中，不再存在分隔黑洞內外的事件視界，而黑洞最終會釋放出信息。

1997年2月6日，加州理工學院的普瑞斯基爾教授與霍全及加州理工學院另一位教授索恩立下了一個打賭的字據?；艚鹋c索恩認為黑洞永遠不會釋放其內部隱藏的信息，而普瑞斯基爾持相反觀點：聽說霍金改變觀點后，普瑞斯基爾公開表示，希望霍金他們認輸、好財成性的霍全，在黑洞領域已經和同行多次設下賭局。