巨月上的生活 | Life on Giant Moons | SFIA.CoEp.444

2024年10月31日10:501070
字号
粗細
行距

无论是《星球大战》中的雅文四世和恩多,还是《阿凡达》中的潘多拉,科幻作品中常描绘了许多充满生命的行星。实际上,这些所谓的“行星”大多是卫星。随着科学的进步,我们开始发现首批真正的系外卫星,或许其中一些已经存在生命,甚至可能成为人类未来的理想居所。

更多中文H小说尽在hlib.cc。

更多中文H小说尽在hlib.cc。

地球拥有太阳系中最大的卫星之一——月球,它是唯一绕岩石行星运行且具有重要意义的卫星。事实上,月球的质量是冥王星的五到六倍,而木星和土星最大的卫星的质量接近水星的一半。目前看来,太阳系可能并不代表宇宙中所有星系的典型。地球的卫星长期以来被认为是特别异常的,可能正是其独特性促成了地球上生命的诞生。除了地球的月球外,我们有充分理由相信,像木星这样巨大的行星也可能拥有类似地球的卫星。

更多中文H小说尽在hlib.cc。

以上内容来自hlib.cc。更多中文H小说尽在hlib.cc。

更多中文H小说尽在hlib.cc。

迄今为止,我们已经发现了数千颗比木星更大的行星,其中大多数比木星更温暖,且离恒星更近。这些行星虽然并非普遍现象,就像身高超过两米的人类一样罕见,但由于体积大,更容易被观测到。在寻找系外行星的过程中,我们发现最大、最亮的行星最容易通过引力效应被检测到。实际上,我们发现的首批系外卫星大多围绕体积大、亮度高的气态巨行星运行,它们通常体积庞大、温度较高。

更多中文H小说尽在hlib.cc。

更多中文H小说尽在hlib.cc。

这引发了一个问题:在类似地球的系统中,生命是否可能在卫星上自然产生,而不是在行星上?这不仅关系到行星本身的生命潜力,也影响我们未来是否会选择在这些系统中进行殖民。首先,我们需要探讨月球与行星之间的根本区别,以及双行星系统在这方面的不同之处。

更多中文H小说尽在hlib.cc。

以上内容来自hlib.cc。更多中文H小说尽在hlib.cc。

更多中文H小说尽在hlib.cc。

这个问题有些复杂,因为关于行星的定义尚未完全统一。一般来说,任何绕恒星直接运行的大型天体都被称为行星,而绕另一个天体运行且该天体绕恒星运行的天体则被称为卫星。在双星系统中,情况更加复杂,因为两个天体相互绕转。此外,理论上月球也可以拥有自己的卫星或子卫星,但其稳定性较为复杂。这类卫星通常被称为“子卫星”,也有各种称呼,如“moonitos”、“moonettes”或“moon-moons”,甚至戏称为“moooons”。

更多中文H小说尽在hlib.cc。

更多中文H小说尽在hlib.cc。

今天,我也想研究这些子卫星以及双月系统的相关内容。

更多中文H小说尽在hlib.cc。

以上内容来自hlib.cc。更多中文H小说尽在hlib.cc。

更多中文H小说尽在hlib.cc。

一个经典的虚构例子是《星球大战》中的死亡之星二号,它环绕着恩多卫星运行。然而,行星与卫星之间的真正区别在于,卫星的自转周期基本上等同于它绕行星公转所需的时间。卫星可能会受到行星的潮汐加热影响,并几乎不可避免地与行星发生潮汐锁定,但双星系统则是例外。

更多中文H小说尽在hlib.cc。

更多中文H小说尽在hlib.cc。

为了更好地理解这一点,设想一下我暂时居住在恩多上——最近我让孩子们观看了几部老式的伊沃克电影,这让我回想起自己有多么不喜欢住在那里。而《星球大战》中的经典战争事件发生在《前传》或迪士尼电影之前。这里所说的“世界”泛指任何行星、卫星、矮行星,甚至是大型的太空栖息地。根据Wookieepedia的资料,恩多的自转周期为18小时,绕恩多太阳公转一周需要402天——我猜这是指它绕恒星的轨道周期。令人困惑的是,它也被称为“恩多”,为了简化起见,我们将其分别称为“恩多一号”和“恩多太阳”。

更多中文H小说尽在hlib.cc。

以上内容来自hlib.cc。更多中文H小说尽在hlib.cc。

更多中文H小说尽在hlib.cc。

这一设定合理推测下,恩多卫星的公转周期与恩多太阳的自转周期相同。我们预计,几乎所有自然形成的卫星都处于潮汐锁定状态,始终以同一面朝向其行星。这意味着恩多卫星的一侧永远能看到恩多太阳,而另一侧则永远看不到。恩多卫星的外半球文明与内半球文明拥有相同的昼夜周期,但只有当恩多太阳达到可航行的年龄时,他们才可能观测到这颗行星并意识到其存在。当他们第一次看到恩多太阳时,可能会感到极大的震撼。

更多中文H小说尽在hlib.cc。

更多中文H小说尽在hlib.cc。

卫星的内半球始终面向行星,在他们的天空中,行星看起来比实际的太阳大得多,导致日食非常常见,甚至可能每天发生一次,且持续时间比地球上的日食更长,就像我们的月亮短暂遮挡太阳时一样。事实上,这将成为他们经历的最黑暗时刻,因为他们的夜空在发光时,比我们的月亮在夜晚更亮,这是因为行星的体积更大。

更多中文H小说尽在hlib.cc。

以上内容来自hlib.cc。更多中文H小说尽在hlib.cc。

更多中文H小说尽在hlib.cc。

根据资料,恩多的直径为4900公里,仅为地球的三分之一。假设恩多的密度与地球相同,其质量约为地球的十八分之一,约为月球质量的四倍。这或许还是保守估计,因为地球是太阳系中已知密度最大的天体,而已知密度最大的卫星——木卫一(Io)仅为地球密度的60%。这可能是因为木卫一离木星最近,轨道周期为42小时,因此成为一个受潮汐作用影响的火山性世界,喷发出的物质较轻。如果恩多确实具有如此高的密度,那么其表面重力将约为地球的三分之一;如果类似于木卫一,则约为地球的六分之一。虽然我们被告知并在视觉上看到恩多拥有可呼吸的大气层,但实际上,其较低的重力可能不足以维持如此厚重的大气层。

更多中文H小说尽在hlib.cc。

更多中文H小说尽在hlib.cc。

还有一点需要注意的是,除非《星球大战》中的时间设定与现实相差甚远,否则其轨道周期显得非常短。在木星的60多颗卫星中,只有四颗比伽利略卫星更靠近木星。这些卫星是肉眼可见的大卫星,其公转周期均在18小时或更短。具体来说,木卫一(Io)的周期为42小时,木卫二(Europa)的周期是木卫一的两倍,木卫三(Ganymede)的周期是木卫二的两倍,而木卫四(Callisto)的周期则略长,为16.7天。

更多中文H小说尽在hlib.cc。

以上内容来自hlib.cc。更多中文H小说尽在hlib.cc。

更多中文H小说尽在hlib.cc。

同样,日长即从一次日出到下一次日出的时间,也受到类似的影响,这其中还减去了恒星轨道周期与太阳时或行星时之间的一些差异。顺便提一句,多卫星系统中存在轨道共振的现象非常常见,即一个卫星的周期是另一个卫星周期的整数倍。行星的质量越大,在相同距离处运行的卫星所需的时间就越短,因为轨道运行时间取决于系统的总质量,而不仅仅是行星的质量。

更多中文H小说尽在hlib.cc。

更多中文H小说尽在hlib.cc。

木星的质量巨大,其密度符合气态巨行星的标准;而土星的密度极低,体积却相当庞大。这或许可以解释为什么土星最靠近的卫星绕行一周需要将近一天的时间,而木星最靠近的卫星却仅需7小时。

更多中文H小说尽在hlib.cc。

以上内容来自hlib.cc。更多中文H小说尽在hlib.cc。

更多中文H小说尽在hlib.cc。

关于恩多尔一号的质量,我们尚不清楚,但如果它的质量远大于木星,情况将变得更为简单。轨道周期与质量的平方根成反比,即质量增加四倍,轨道周期则缩短为原来的一半,而与主星的距离保持不变。假设木星的质量是地球或恩多质量的9倍或16倍,而其卫星的质量与地球或恩多相当,这在理论上是完全可能的。木卫一绕行这些更大质量的卫星的公转速度将是目前42小时、14小时或10小时的三分之一或四分之一,这意味着卫星的绕行周期约为18小时;这些卫星可能不会像木卫一那样成为火山活跃的“死亡陷阱”。需要指出的是,恩多在科学上并不现实,即使其主恒星位于褐矮星和红矮星之间的模糊界限,18小时的自转周期也令人质疑,因为这样一来,它的运动不会像果冻球一样摇晃。

更多中文H小说尽在hlib.cc。

更多中文H小说尽在hlib.cc。

当然,恩多可能是一个火山星,或许正是由于持续的火山活动才形成了其厚厚的大气层。然而,这很难确定,因为据推测,在死亡之星二号爆炸后的几天内,所有生命形式都已灭绝,这场爆炸终结了帝国与伊沃克人的宿怨。相比之下,24小时的自转周期更类似于地球的类地卫星,但主要仅围绕棕矮星运行。

更多中文H小说尽在hlib.cc。

以上内容来自hlib.cc。更多中文H小说尽在hlib.cc。

更多中文H小说尽在hlib.cc。

现实中,如果你需要如此漫长的白天,选择一颗行星会更合适。毕竟,行星本质上是“失败的恒星”,可以视为棕矮星的卫星。这引出了另一个问题:如何称呼围绕恒星残骸旋转的天体。不过,我认为“行星”这个词依然适用。如果需要在多星系统中区分绕不同恒星或绕双星旋转的天体,“行星”这个术语已经足够。

更多中文H小说尽在hlib.cc。

更多中文H小说尽在hlib.cc。

虽然“行星”这个词可以使用,但我猜测在这样的系统中诞生的文明会为每颗行星赋予特定的名称。这种独特的环境必然会对当地的文化和生活方式产生深远影响。例如,大多数可居住的卫星(简称“盖亚卫星”)的昼夜长可能介于地球的两天至一周,甚至更长时间之间。

更多中文H小说尽在hlib.cc。

以上内容来自hlib.cc。更多中文H小说尽在hlib.cc。

更多中文H小说尽在hlib.cc。

一般来说,如果一个天体(如卫星或子卫星)与其行星的轨道距离不超过行星与恒星轨道距离的九分之一,我们认为它处于一个潜在的稳定轨道。这只是一个非常粗略的经验法则。然而,这意味着在类似海王星的行星卫星系统中,该行星可能绕一颗与红矮星成双星系的棕矮星公转,而红矮星又绕一颗F型或A型恒星运行,这些恒星随后又绕一颗巨行星运行。要使生命得以出现,巨行星必须经历足够长的时间,避免演变成中子星或黑洞。虽然行星系统可以经受超新星爆发的考验,但表面可能被炸飞,需重新冷却,同时,这类事件可能催生大量卫星或子卫星的形成。这样的系统虽然不太可能存在,且更加难以稳定,但并非完全不可能。更为复杂的是,这意味着可能存在多层级的卫星系统,例如卫星的卫星的卫星,甚至更多层级。我们还可以假设这些卫星绕一个矮星系的残余物运行,而该残余物又受到一个中型星系的引力影响,中型星系本身正被更大的星系缓慢吞噬。这类系统难以找到典型例子,不过我们怀疑木星的卫星木卫二上可能存在生命,因为其潮汐加热作用能够搅动疑似存在的地下海洋,为生命的形成和维持提供能量。

更多中文H小说尽在hlib.cc。

更多中文H小说尽在hlib.cc。

然而,像地球或恩多那样在死星爆炸残骸撞击之前维持开放大气层则更加困难。

更多中文H小说尽在hlib.cc。

以上内容来自hlib.cc。更多中文H小说尽在hlib.cc。

更多中文H小说尽在hlib.cc。

对于《星球大战》的粉丝来说,虽然他们最终承认了恩多大屠杀的可能性,以解释反叛军为拯救伊沃克人而架设各种防护盾和牵引光束的情节,但除非他们调整情节的速度远超作家,否则这似乎不太可能实现。毕竟,他们只有几小时的时间,而且可能仍在与帝国舰队作战或营救受损的飞船,否则我不会相信这一设定的合理性。

更多中文H小说尽在hlib.cc。

更多中文H小说尽在hlib.cc。

诚然,我可能存在偏见,我讨厌伊沃克人,觉得他们很荒谬,是这部优秀电影中令人讨厌的瑕疵。一天只有48小时,生活会舒适吗?或者一整个星期,168小时呢?我认为是可以的,但作为殖民者,这样的时间安排可能难以适应。对于自然生态来说,最大的挑战在于光合作用作为能源的优势会降低,因为这意味着需要更长的时间来储存能量,在等待更多阳光的同时积累糖分。此外,潮汐加热源可能会更强烈。月球轨道上行星的反射光,尽管在天空中看起来很大,但其反射的光不足以支持光合作用。尽管如此,我们可以设想月球上的生态系统由太阳光、潮汐加热以及行星反射光等不均衡但重要的能量驱动。对于内半球来说,行星反射的光几乎无法称之为月光,因为它填补了光合作用所需的能量空缺,而且其亮度远不及太阳光。

更多中文H小说尽在hlib.cc。

以上内容来自hlib.cc。更多中文H小说尽在hlib.cc。

更多中文H小说尽在hlib.cc。

无论如何,我认为48小时或一周的昼夜长短本身并不会成为生活或文明的主要障碍。

更多中文H小说尽在hlib.cc。

更多中文H小说尽在hlib.cc。

在《战锤40K》中,“文字持有者”的故乡科尔基斯(Colchis)提供了一个有趣的视角。科尔基斯是一颗比地球大三倍的星球,一天长达170小时(刚好超过一周),绕太阳公转一圈需要4.8年。在那里,人类殖民者经过几个世纪的发展,制定了一种不同的日历体系。一天的时间是地球的七倍,他们划分为七个阶段:黎明、早晨、长日、午后、黄昏、夜幕降临和深夜。这种划分比简单地将黎明称为星期一,然后顺序数到星期五更具意义。不过,我不记得这个世界是否被描述为具有显著的季节变化。如果地轴倾角较大,且一年有5个四季,那么一年中长达一个冬季的时间,不同纬度的气温差异也会非常大,阳光可能只在一天中照射约四分之一的时间。这个星球听起来并不像是一个理想的宜居之地,而我知道的唯一以它为背景的小说也并未

  • 评论区排序方式
  • 登录后即可发表评论及享受更多功能
  • 相关推荐
  • 收录书单