Question

星际旅行能实现吗？人类真能在宇宙船里冬眠吗？

Answer 1

人类到底能不能进行星际旅行？每个人都觉得，这项技术在未来可能实现，但目前我们仍然难以解决一个关键问题，那就是如何超越光速。

尽管虫洞或者曲率驱动引擎之类的 科技 ，被认为是超越光速的有效方法。但根据目前我们所能看到的未来，人类是无法实现这些技术的，我们仍然受到光速的限制。

这无形之中就会增加星际旅行的时间。以距离太阳系最近的比邻星来说，它在4.22光年以外，这意味着星际旅行者至少需要4.22年的时间才能从地球抵达那里。别的问题不讨论，光是星际旅行者如何在这么长的时间内不饿死，都是一个难题。

尽管空间站上的航天员随时都有太空食品，但这些食品不是跟他们一起上太空的，而是由货运飞船单独送去的。星际旅行不可能有货运飞船补给物资，航天员怎么办？

在很多科幻电影里，编剧都会简单地利用一套所谓的冬眠系统，就把这个问题解决了。比如《流浪地球》里的吴京，还有《星际穿越》里的男主角，都会在执行任务的路上通过冬眠的方式熬过漫长的岁月。

可是，这样的技术真的能够实现吗？我们知道，目前人类的确掌握了快速冷冻技术，将一个人极速降温，使其体内新陈代谢几乎完全停止，然后在未来将其唤醒。问题在于，人类真的能够简简单单地往一套迅速冻结的系统中，然后等着宇宙船在茫茫宇宙中飞行就可以了吗？

最近，智利千年整合生物学研究所的Roberto F. Nespolo和Carlos Mejias以及智利天主教大学的Francisco Bozinovic以自然界中具有冬眠能力的动物入手，对这个问题进行了分析。

一提到冬眠，很多人首先想到的就是熊。它们可以躲在洞穴里躲上几个月的时间，饿了的时候还会舔一舔自己的熊掌……

不过，熊的冬眠很难谈得上是真正的动物冬眠，而是长时间的睡觉。这几个月的时间里，熊其实是半睡半醒的状态，有些风吹草动会让它们迅速惊醒，甚至偶尔的情况下熊还会在冬季走出洞穴。

相比之下，像地松鼠或者蝙蝠这样的小型动物，它们进行的冬眠才是真正标准的冬眠。在进入冬眠状态的时候，它们的体温会下降，并且新陈代谢速度会大幅下降，心率和呼吸也会大幅减缓。由于不需要任何活动，它们可以大幅减少身体所需消耗的能量，有的时候甚至可以减少相当于平时的98%的能量消耗！

可以说，这样的数据，已经相当惊人了。但如果我们以宏观的时间尺度来看，就不是这么回事了。尽管大幅减少了身体消耗的能量，这些小动物也不是完全不需要耗能。累积下来，在一个冬眠的过程中，它们消耗的能量也会使其体重减少超过1/4！

按照这个比例换算到人类身上，数据就更加惊人了。

研究人员假设，一个成年人平均每天摄入含有12000千焦能量的食物。如果人类也能够实现同样的冬眠方式，那么冬眠过程中每天可以将能量消耗缩减到几百千焦。

和自然界的动物一样，冬眠过程中的这些能量消耗，都来自于人体自身的脂肪。换算下来，这几百千焦的能量大概相当于6克的脂肪。我们把时间尺度延长到1年，那么消耗的脂肪大约就是2公斤。

听起来，这个数据还是不太惊人的。可是你想想，如果旅程只有1年的话，我们的航天员何必冬眠呢？目前美国已经开始讨论载人登陆火星的技术了，甚至有计划在十几年内实现。按照目前的技术，人类执行一次载人登陆火星任务就要差不多3年的时间，往返的路程就超过了1年，可是也没有人讨论要不要通过冬眠的方式来解决食物问题啊！

如果人类需要这种冬眠的技术，那么星际旅行的时间长度可能会达到十几年甚至几十年，航行的目标也将更加遥远。要知道，就算人类达到光速，去一趟比邻星再回到地球也需要8.5年以上的时间！这么算下来，一年消耗2公斤的脂肪，8.5年就是17公斤，五十年就是100公斤。

那么，未来的航天员都必须是大胖子吗？不是。研究人员指出，或许有一个办法能够解决这个问题，那就是星际旅行者时不时地醒过来一次，补充一下能量，然后继续冬眠。

这还不算完。研究人员认为，即使是这样的方案，也未必能够实现。实际上，世界上没有任何类似于我们或者比我们更大的体型的哺乳动物能够在自然界进行这样的冬眠。研究人员认为，这并不是一个巧合，而是存在着一种生物学机制，导致了较大体型的哺乳动物无法进行冬眠。

他们在对各种能够冬眠的动物进行统计分析后认为，当人类或者更大的哺乳动物尝试进行这样的冬眠时，其节省的能量并不如那些小动物那么有效。所以，我们可能真的没法依赖这样的技术来辅助进行星际旅行。

当然了，如果是那种极速冷冻的技术，使人体降温到极寒状态，停止新陈代谢，理论上不是不可能，但应用在宇宙船上也非常难以实现。

所幸目前人类想要登陆的星球火星，还不算那么遥远，用不上冬眠的技术。对于前往火星的航天员来说，可能路程上最重要的任务就是正常睡觉吧，最起码还是可以节省一些食物的……