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你可能難以想象,人類(lèi)其實(shí)已能夠阻止30公里小行星撞擊地球!

 徐德文科學(xué)頻道 2020-02-14

如果有一顆直徑30公里的小行星,將在20年后撞擊地球,地球上的生命會(huì)被毀滅嗎?我們有辦法拯救地球嗎?我算了一下,連自己都被答案驚得目瞪口呆,因?yàn)樘馔饬?,幾乎可以肯定?huì)出乎全地球人的意料!

會(huì)有30公里大小行星撞地球嗎?

在可以預(yù)見(jiàn)的將來(lái),有沒(méi)有可能會(huì)出現(xiàn)直徑30公里以上的小行星來(lái)撞擊地球呢?

這個(gè)確實(shí)不好說(shuō),按理說(shuō)太陽(yáng)系晚期重轟炸結(jié)束后,已很難有這么大的小行星和地球發(fā)生撞擊事故了,至少在過(guò)去20億年里,我們還沒(méi)有發(fā)現(xiàn)有這么大的小行星撞擊地球的記錄。所以在未來(lái)20年內(nèi),發(fā)生這么大的小行星殺氣騰騰眼紅眼綠沖著地球而來(lái)的幾率確實(shí)不大,很小很小,甚至可以說(shuō)小到天文學(xué)意義上的沒(méi)有。

但幾率小并不代表幾率為零,萬(wàn)一就是有這樣的小行星出現(xiàn)了呢?

首先,這顆小行星不可能來(lái)自火星和木星之間的小行星帶。因?yàn)檫@個(gè)地帶稍微大一點(diǎn)的小行星都已經(jīng)被科學(xué)家們發(fā)現(xiàn),登記造冊(cè),而且詳細(xì)繪制了其軌道。結(jié)果表明,在數(shù)千年內(nèi)都不可能有這個(gè)地帶的小行星來(lái)撞擊地球,甚至在數(shù)百萬(wàn)年內(nèi)都不會(huì),所以你大可放——

原諒我,這個(gè)“心”字我不敢說(shuō)出來(lái),因?yàn)樵谔?yáng)系更遙遠(yuǎn)的郊外,還有柯伊伯帶和奧爾特云,那里還有更多的小行星和彗星,并且軌道扁圓——這意味著完全有可能出現(xiàn)一顆30公里左右的小行星,從太陽(yáng)方向偷偷摸摸地摸過(guò)來(lái),直到天王星和海王星的軌道之間,我們才有可能發(fā)現(xiàn)它。從這個(gè)距離它剛好需要20年的時(shí)間到達(dá)我們地球,對(duì)不起,不是剛好,事實(shí)上這正好是我們這個(gè)問(wèn)題的由來(lái)——我們發(fā)現(xiàn)了這顆假想中的小行星,而它再過(guò)20年,就鐵定會(huì)和地球相撞。

如果是恐龍,肯定就只能聽(tīng)天由命,讓出霸主地位了。但誰(shuí)叫我們是人呢,地球上有史以來(lái),不,已知宇宙中有史以來(lái),第一個(gè),也是迄今為止唯一的一個(gè)智慧物種,我們當(dāng)然不能任由這場(chǎng)慘劇發(fā)生,但我們能夠阻止這顆小行星對(duì)我們的毀滅性打擊嗎?

會(huì)造成多大破壞?

我們先看看它撞擊地球會(huì)發(fā)生什么。

6500萬(wàn)年前的白堊紀(jì),那顆干掉恐龍,讓我們哺乳動(dòng)物上位的小行星,已基本確定是在墨西哥尤卡坦半島的??颂K魯伯地區(qū)制造了這場(chǎng)震古爍今的慘案——之所以說(shuō)基本上,是因?yàn)樗械淖C據(jù)都有了,只是我們沒(méi)有人親眼見(jiàn)到過(guò),僅此而已。這顆小行星的直徑根據(jù)其留下隕石坑的尺寸計(jì)算,應(yīng)該是在10公里左右,我們現(xiàn)在所說(shuō)的這顆30公里的小行星,是它的三倍,那么其撞擊威力將會(huì)達(dá)到它的27倍。

這是一個(gè)史詩(shī)級(jí)別,在地球復(fù)雜的生命史上從不曾有過(guò)的場(chǎng)景,是一場(chǎng)全面的滅絕級(jí)別的撞擊事件。地球表面,不管是撞擊面還是背面,幾乎可以肯定都會(huì)著火,不管是撞擊到陸地還是海洋,都會(huì)發(fā)生強(qiáng)烈的地震和巨大的海嘯,爆發(fā)大規(guī)模的超級(jí)火山活動(dòng)。人類(lèi)文明的一切成果,所有的基礎(chǔ)設(shè)施都將被摧毀,海洋變成酸性,臭氧層被完全破壞,火山灰進(jìn)入大氣層,遮蔽陽(yáng)光數(shù)十年,地球進(jìn)入完全冰封的核冬天,絕大多數(shù)復(fù)雜的動(dòng)物和植物都會(huì)滅絕,只剩一些微小的生物可以捱過(guò)這段最艱難的時(shí)期,地球生命大概將從相當(dāng)于距今五億多年前的寒武紀(jì)之前重新開(kāi)始演化。

我們可以阻止嗎?

命運(yùn)如此殘酷,我們當(dāng)然不甘坐以待斃,但我們有能力阻止這場(chǎng)災(zāi)難發(fā)生嗎?

我想所有人都會(huì)不約而同地想到核武器,人類(lèi)制造出來(lái)消滅異己,恐嚇別人的大殺器。我現(xiàn)在也只說(shuō)核武器,因?yàn)檫@是我們目前唯一可能已經(jīng)達(dá)到的,可以消除小行星撞擊威脅的技術(shù)。其它的什么給小行星刷涂料,裝光帆,安火箭,激光照射,都是不靠譜的胡說(shuō)八道,就等著小行星來(lái)蒸發(fā)這些自作聰明的家伙吧。

我們唯一的辦法是將這顆小行星徹底炸毀或偏轉(zhuǎn),讓它離開(kāi)撞擊地球的軌道。有人就說(shuō)了,直徑30公里啊,我的哥!目前地球上所有的核武器加起來(lái)都沒(méi)法將它炸毀,我就看到過(guò)一篇所謂官方機(jī)構(gòu)的科普文章這樣說(shuō)過(guò),那么真的是這樣嗎?

要將小行星炸毀,我們只需知道一個(gè)關(guān)鍵的數(shù)據(jù),那就是它的引力結(jié)合能。什么是引力結(jié)合能呢?引力結(jié)合能就是將松散物質(zhì)通過(guò)引力作用聚集在一起的能量,對(duì)天體來(lái)說(shuō),也相當(dāng)于把天體的物質(zhì)移動(dòng)到無(wú)窮遠(yuǎn)處所需的能量。你都把它的物質(zhì)移動(dòng)到無(wú)窮遠(yuǎn)處了,當(dāng)然它就沒(méi)法再聚集在一起了,所以我們要將小行星炸毀,為穩(wěn)妥起見(jiàn),射向它的核武器至少需要達(dá)到它的引力結(jié)合能。

那么直徑30公里的小行星,引力結(jié)合能究竟是多大呢?好在已經(jīng)有人推算出了這個(gè)公式:

其中G是萬(wàn)有引力常數(shù),M是這個(gè)球體的質(zhì)量,r是球體半徑。超級(jí)簡(jiǎn)單不是?相信看到這里,所有的人都可以算得出來(lái)了。目前一般認(rèn)為小行星的密度大約在2噸/立方米,我們可以先估算出小行星的質(zhì)量:

M=4/3*3.14*(15000^3)*2000

=2.826X10^16千克

將質(zhì)量和半徑代入公式,可算出這顆小行星的引力結(jié)合能:

U=3/5*(6.674*10^-11)*(2.826X10^16)^2/15000

=2.13*10^18焦耳

這個(gè)能量有多大呢?我查了一下,大概相當(dāng)于5億噸TNT當(dāng)量。目前地球上曾經(jīng)爆炸過(guò)的最大氫彈是前蘇聯(lián)的沙皇炸彈,威力達(dá)5000萬(wàn)噸TNT當(dāng)量,只需10顆這樣的氫彈同時(shí)爆炸,就可以把這個(gè)小行星炸得粉身碎骨,再也無(wú)法聚集在一起危害地球了,你大概知道該怎么做了吧?這樣的氫彈中美俄三大國(guó)分分鐘都可以造出來(lái)!憑目前的技術(shù),把它送到木星軌道之外攔截小行星,應(yīng)該不是多么困難的事情吧。

還有一個(gè)更大的驚喜是,在這種情況下沖向地球的很可能不是小行星,而只是一顆彗星。由于彗星是由冰、塵埃和小巖石組成的多孔結(jié)構(gòu),密度只有0.6噸/立方米左右,算下來(lái)的引力結(jié)合能就只有小行星的9%,5000萬(wàn)噸TNT當(dāng)量了,只需一顆沙皇炸彈,或者10顆500萬(wàn)噸級(jí)的核武器就行了。相信五大常任理事國(guó)的核武庫(kù)里隨隨便便都可以找到,提10顆出來(lái)就可以解決問(wèn)題,完全沒(méi)有什么大不了的。

雖然在科學(xué)和技術(shù)上看起來(lái)似乎沒(méi)什么問(wèn)題了,但社會(huì)和政治上呢?幾乎可以肯定,一旦確認(rèn)小行星要撞擊地球,肯定會(huì)引發(fā)某宗教的末日情結(jié),以及整個(gè)地球的社會(huì)恐慌和動(dòng)蕩,甚至大規(guī)模騷亂,這才是最可怕的。所以這篇文章應(yīng)該能夠起到鎮(zhèn)定劑的作用,Don't Panic!

由于這個(gè)結(jié)果出乎全地球人的意料,所以我又檢查了幾遍Excel表格,確實(shí)沒(méi)有發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤的地方,看起來(lái)地球和地球上現(xiàn)在的生命還是比較幸運(yùn)的,演化出了我們?nèi)祟?lèi)這個(gè)智慧物種。如果白堊紀(jì)時(shí)代恐龍能夠主動(dòng)讓賢,讓人類(lèi)代表的哺乳動(dòng)物這一支演化起來(lái)的話,它們也不會(huì)徹底滅絕,或者霸王龍變成霸王雞而屈辱地活到我們餐桌上了,哦,不對(duì),可能那時(shí)候它們就變成奧爾良烤恐龍了。

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