愛因斯坦的相對論告訴我們，在空間中的速度愈快，時間就愈慢。著名的雙生子弔詭（Twin Paradox）指出，假想一對雙生兄弟，一個到太空高速旅行，數年後當他回到地球時，將發現他比留在地球上的兄弟年輕。這聽起來不可思議，但的確是真實的。

　　果真絕對如此嗎？某些研究人員開始認為，太空旅行可能會有相反的結果。它可能導致過早地老化。美國航太總署Johnson Space Center研究輻射的首席科學家Frank Cucinotta指出愛因斯坦雙生子弔詭的問題在於並未加入宇宙輻射與生物老化的條件因素。當太空人在太空旅行時，他的染色體被暴露在擊穿宇宙射線。這可能損壞他的端粒體（telomere）

　　到目前為止，這個影響對太空梭和太空站的太空人尚不構成嚴重危害，就算有也非常小。這些太空人的軌道在地球磁場的防護之內，地球磁場已經偏折了大量的宇宙射線。但到了2018 年，航太總署計劃派人再到月球甚至到火星，這就使太空人離開地球磁場的保護圈，暴露於宇宙射線之下，進行為期幾週或幾個月的任務。自然地，航太總署希望瞭解是否"輻射老化" 的危險性是否真正存在，如果有，如何防護。科學家現在才開始看待這個問題。得到航太總署支持進行相關研究的德州大學Southwestern Medical Center 細胞生物學家Jerry Shay 表示，關於宇宙輻射與端粒體流失之間的關連性，目前所知的資訊還很少。

　　端粒體像定時炸彈的引信，每當細胞分裂基因複製它就變短；當端粒體太短，細胞的大限將至，它不能再分裂。如果沒有這個內建的保險絲，人類細胞就會持續不確定地生長和複製。實際上，科學家相信細胞演化出端粒體作為防止癌腫瘤控制細胞成長的方式。由於端粒體的存在，多數人類細胞在定時炸彈爆發前只能分裂50 到100 次。當前一個關於老化的理論認為，當人體的細胞開始面臨這個端粒體的極限期時，因為缺乏新生的新細胞，引發種種老化的典型的徵狀:起皺紋的皮膚、器官功能的衰退、微弱的免疫系統等。Shay 提醒道，雖然端粒體短損是否實際導致老化，學界仍在論辯。但端粒體趨短與老化現象亦步亦趨發生是個事實。例如，具有較短端粒體的人，平均壽命較具有長端粒體的人短。但缺乏證據顯示端粒體是造成的原因。

　　最近由 Cucinotta 和同事進行的研究顯示，鐵核心的輻射(iron-nuclei radiation，宇宙射線的主要組成) 的確破壞人類細胞的端粒體。他們將人體淋巴球的血液細胞分別暴露在鐵核心輻射及迦瑪射線輻射之下。這樣精細的分析相當費時，另一項稱為RxFISH (Rainbow cross-species Fluorescence In Situ Hybridization) 的新技術可以同時觀察許多個端粒體。研究人員得到一個令人驚奇的結果：鐵核心輻射比伽馬射線對端粒體更具破壞力。他們認為這個差異肇因於鐵核心輻射形成的破壞幅度更寬。端粒體像一個結在染色體圈末端的小節點。伽馬射線一次只能撞擊這個圈的一端，但鐵核心輻射卻能同時影響雙端，給予端粒體長時間的損傷，甚至可能導致它被完全消除；這個解釋還只是猜測。右圖中白色端點是端粒體，灰色部分是染色體。影像來源：U.S. Department of Energy Human Genome Program.

　　當下的任務是找出端粒體損壞對太空人危害程度的量化結果，以便任務的負責人和太空人面對他們所冒的風險時能做出合於知識的決定。Shay指出在所有的情況下，影響都相當有限。舉例來說，執行阿波羅任務的太空人比其他太空人平均早7年得到白內障，而白內障是老化的現象之一。值得憂心的是腦部和脊髓可能的老化。一項實驗顯示，鐵核輻射對老鼠腦部組織的"老化"具有危害。研究人員表示愈來愈多的跡象看起來這可能是長期太空旅行的一個問題。然而如果科學家能確切瞭解鐵核輻射對端粒體影響的方式，他們應該能夠發現避免或修補的方法。解決方式也許如服用含有基因修補分子的藥片一樣簡單。無論如何，航太總署希望保持他們的太空人年輕健康。左圖為RxFISH技術顯示人類染色體；影像來源：NASA/JSC。下圖是端粒體受鐵核輻射與加瑪射線影響比較。

　　這項研究不應該被解讀為愛因斯坦的特殊相對論是錯誤的。事實上它仍然是正確的。雙生子弔詭盾說明的是時間延遲。它從未企圖對所有太空旅行的方面的現象作解釋。此處被研究討論的是空間輻射的作用對端粒體的影響，可以說是 是"弔詭中的弔詭（paradox on the paradox）"。

【譯按】：人體細胞染色體末端有一小段基因稱為端粒體Telomere，像火柴棒一樣，蓋住每一條染色體的頂端，保護並保持基因的穩定性。科學家經過多年研究，發現端粒體與人類的壽命有密切關聯，端粒體隨細胞分裂與基因複製而耗損；生命則隨端粒體的耗損而新生、延續，當然也與時俱老而逐漸衰亡。

參考資料：http://science.nasa.gov/headlines/y2006/22mar_telomeres.htm?list69450, 2006.03.22, GIR