爱因斯坦狭义相对论中最著名的悖论要属“双生子悖论”（The Twin Paradox），这条理论讲述的是，一对双生子，其中一个进行着相对论速度的宇宙旅行，另一个始终在地球上，经过漫长岁月返回地球重逢时，前者将比后者年轻。
美国宇航局开展了著名的双胞胎实验，企图了解太空旅行对人体的影响，恰好也能论证上述理论。他们发现，太空旅行可以促进宇航员的染色体末端端粒的延伸，这是细胞衰老逆转的重要标志。这一研究结果也为人类深入探索太空旅行对衰老的影响埋下了伏笔。
近期，日本东京女子医科大学（Tokyo Women’s Medical University）的Kuniaki Otsuka及其研究团队在《科学报告》（Scientific Reports）杂志上发表的一项研究表明：长期太空任务可改善宇航员的睡眠质量和心血管健康，产生潜在的抗衰老益处。
太空旅行对衰老的影响
先前的报道中，关于太空旅行对健康和衰老的影响各不相谋。一方面，研究显示太空旅行可以促进染色体末端端粒的延伸1，逆转DNA甲基化水平，这是延缓衰老的重要标志。另一方面，一些研究表明太空旅行会干扰人体的昼夜节律和睡眠模式2，对健康和衰老产生负面影响。
地球上人类的衰老通常也与昼夜节律减弱和睡眠效率降低有关，因此，Otsuka及其同事测量了10名在太空中停留6个月左右的宇航员的心电活动和睡眠质量，以探究长时间太空旅行对昼夜节律和衰老的影响。
宇航员在太空任务期间心率昼夜节律增强
心脏会随着机体内在的生物钟产生规律性的搏动，被称之为心率昼夜节律。研究人员分别在太空飞行前、太空任务前期、太空任务后期以及返回地球后对宇航员的心电活动和睡眠活动进行了四次监测记录。结果显示，与太空飞行前后相比，在太空任务的两个阶段，宇航员心率的昼夜节律振幅增加，如图1所示，从10.90±1.79 bpm（之前）增加到12.54±2.78 bpm（前期），12.77±2.69 bpm（后期），返回地球后下降至10.55±3.49 bpm（之后），这说明宇航员在太空任务期间的昼夜节律的增强。此外，在太空任务期间，宇航员白天和夜间心率的差值增大，这也是心血管健康的表现。
注：返回地球后，有两名宇航员的心电记录仪电极与皮肤接触不良而导致记录失败，故图1中返回地球后只显示收集到的8名宇航员的数据。
宇航员在太空任务期间获得更好的睡眠
研究人员根据宇航员在太空任务期间的睡眠持续时间长短进行了分组。对于A组宇航员来说，睡眠持续时间比太空飞行前延长，睡眠质量评分显著升高；对于B组宇航员来说，他们的睡眠持续时间比太空飞行前缩短，但睡眠质量得分从7.07（之前）提高到8.36（前期）和9.36（后期），如图2所示，且两组宇航员均未出现明显的失眠症状。这说明，在长期的太空飞行任务中，宇航员的睡眠质量更好，这可能是在太空中衰老放缓的迹象。
为了更详细地了解太空飞行期间睡眠质量提升可能带来的健康益处，Otsuka及其同事应用动态心电图记录仪对宇航员进行了心率变异性（每次心跳周期的差异性变化）分析。研究小组发现，对于太空中的宇航员来说，夜晚期间，他们的心率变异性指标比在地球上上升得更多，这表明在太空任务期间宇航员的心血管健康状况更好，在太空中度过的时间似乎可以逆转与衰老相关的心率变异性降低，从而改善心脏健康。
太空中磁场波动增强宇航员的昼夜节律并产生健康益处
为了找出太空旅行中可能有助于改善睡眠质量和心血管健康的因素，研究人员对地球磁场变化与昼夜节律的关联进行了分析。结果显示，随着地磁波动的强度和幅度的增加，宇航员心率昼夜节律的振幅也会增加，二者之间具有高度的正相关性，如图3所示。这些发现提示，来自地球的磁场波动可能会加强身体的昼夜节律。既往的研究显示，夜间用磁刺激可以诱发深度睡眠4，因此，太空中的磁刺激可能也有助于宇航员睡眠质量的提升。
注：宇航员心率的昼夜节律振幅与地磁偏角的12、24和48小时波动之间呈现正相关，关联强度分别为12h（r = 0.6963，P = 0.0253）、24h（r = 0.8110，P = 0.0044）和48 h（r = 0.6921，P = 0.0266）。
这是第一个显示太空磁场波动可以加强宇航员昼夜节律的报告，这种昼夜节律的改变可以显著提升宇航员的睡眠质量和心血管健康，甚至产生潜在的抗衰老益处。但是，太空旅行所产生的相关的有益作用在地球上可以持续多长的时间，从太空生活过渡到地球是否会影响宇航员的昼夜节律和整体健康等问题仍需要更深入的研究去回答。
更重要的是，对太空磁性的研究可能会让人们发现突破性的衰老逆转方式！