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【讨论】人类能殖民重力更强的星球吗?

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发表于 2016-12-5 17:21:43 | 显示全部楼层 |阅读模式

随着越来越多太阳系外行星的发现,不禁令人好奇,在这些行星中,对于人类而言其宜居性如何。当谈及行星的宜居性时,一般会说到宜居带(行星和主恒星之间有着合适的距离,使行星上能有液态水的存在)。然而,却鲜少谈及行星的重力问题。

对这些行星的许多描述中,经常会看到像“超级地球”这样的词,难道它们的重力也是“超级”的吗?还有超级地球对于我们的宜居性如何?


什么是超级地球?

超级地球是指质量大于我们地球但小于气态巨行星的行星。天文学家将具有至少10倍地球质量的行星归类为气态巨行星。超地球行星也有可能是气体行星,这些更小的气体行星被称为“气态矮行星”。

岩石超级地球是具有像地球一样具有固体表面的行星,但它们拥有比地球更大的质量和/或半径。这些类型的行星对天文学家而言非常具有吸引力,因为如果它们位于其主星的宜居带内,那它们是宜居行星的可能性也就越高。


那重力呢?

这是一个棘手的问题,因为尺寸比地球大的行星反而可能密度更低。如果行星密度较小,则会导致行星表面的引力较小。

此外,根据万有引力定律可得:g = G*M/R²,所以在行星表面上感受到的重力与行星的质量除以其半径平方成正比,这个问题还会变得更加复杂。这意味着,如果一颗行星有着两倍地球的半径,但密度与地球相似,那么其表面的重力仅为地球的两倍,尽管其质量是地球的8倍。

换句话说,一个比地球质量大两倍的行星,只要它的半径也成比例地更大,那它将会有着与地球相同的表面重力。例如,4倍质量和2倍半径,或者16倍质量和4倍半径。


人类能适应多大的重力?

虽然人类是一种具有很强适应能力的物种,但我们确实有极限。根据美国宇航局(NASA)的艾姆斯研究中心(Ames Research Center)的科学家,人类可以在2倍地球重力下(2G)连续呆上24小时而不会有不良影响。并且在理论上,人类可能会适应2至3倍的地球重力环境。然而,在4倍地球重力或以上,人类生理构造将无法维持足够的血液流向大脑。

在未来,或许能通过基因操作以及非常强大的机械替代器官对身体进行改造来打破4倍地球重力的极限,从而使身体机能在高重力环境下保持正常运行,但实现这种技术还有很长的路要走。
来源:怪罗科普


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