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向死而生:我们的星球会毁灭吗?

环球科学  · 公众号  · 科学  · 2017-10-15 19:14

正文



郑永春,国家天文台研究员。


地球会毁灭吗?

郑永春


地球会毁灭吗?会?其实不知道地球会不会毁灭。几年前有一部太空大片叫《2012》,因为玛雅文化里面预言2012年是世界的末日。那个时候城市会淹入大海,地下会冒出烈火,我们的星球将会是一片洪荒。



当然我们很幸运,我们今天还能在这里。要是玛雅预言真的准了的话,我们就不在这里了。但是它现在不准不代表以后也不准,以后可能还会有类似的场景。

我们来看看我们可能会面临的全球性的灾难,包括全球气候变化。现在地球正在发烧,以后会烧得越来越高。我们还有一些流行疾病,包括禽流感。那些疾病潜伏期特别长,一旦发病就无可救药,这样的疾病对我们伤害是最大的。还有超级地震和海啸,因为海底地震的时候海面上会引起海啸,所以海啸和地震往往是容易发生在一起的。

还有一个核冬天。我们隔壁家这几天正在威胁特朗普,说我们要往太平洋里面扔个氢弹。如果他真扔出来,还是很可怕的。因为一旦扔出来可不只是太平洋有问题,而是整个地球都会有问题。

在60年代曾经有那样的一个末日,就是美苏两国开始争霸的时候,说我们国家的核武库里面的一些核武器,如果释放到这个星球上就会引起漫天的尘埃。这个尘埃会进入地球的平流层,几年都不会掉下来,然后地球就会像冬天一样,永远是冬天。

还有一个人工智能,我们现在都很害怕。搞人工智能的专家都不能预料它以后会往什么方向发展,也无法预料人工智能将来会具有什么样的能力。确实是无法预料,我们只是希望它能够变得更好。

从天文灾难来讲,我们知道有超级太阳风暴、小天体撞击地球、地球磁场翻转、超新星爆发、伽马射线爆发和高能射线爆发,以及太阳会吞噬地球,可能还有外星人正在偷窥着我们,有这么多的天文灾难。



2014年我们在上海开了一个青年天文论坛。这是我们几个天文学博士画的一幅不太好看的画,叫《灭绝人类的天文灾难》。我们可以看到这上面是ET,就是外星人,它的灾难指数是一颗星,可能指数是两颗星。



下面是伽马射线爆发,灾难指数是五颗星,可能指数是一颗星。还有一个超新星爆发,灾难指数和可能指数都是两颗星。右上角的小行星撞击地球,灾难指数五颗星,可能指数五颗星。

我们的地球是如此地生机勃勃,以至于在整个太阳系,在整个宇宙里面,我们再也没有发现像地球这样的一颗星球。我们只有一个地球,这是我们遍寻寰宇之后的感受。如果我们真的把地球毁灭了,我们将无处可去。

我们说万物生长靠太阳,但是太阳脾气有时候也不好,它也有可能毁灭万物。我们来给太阳做一个CT,会发现太阳实际上分为太阳的内部和太阳的大气。太阳内部又分为核心区、辐射层、对流层,太阳大气又分为光球层、色球层、日冕层。



没记住也没关系,但是我们要记住的有一点:太阳是有活动的。它是一个剧烈活动的恒星,会产生很多很多的日冕抛射、日饵爆发,以及太阳黑子。

大家看到了吗?太阳每时每刻都在向我们的宇宙空间爆发出各种各样的粒子。



我们可以把太阳想象成一锅正在熬的粥。下面已经烧糊了,上面在使劲地沸腾。有时候会把这个粥溅出来一点,溅出来也就溅出来了吧,就怕溅出来的那一点正好抛向地球。我们知道太阳相对于地球来讲要大得多得多,130万个地球才是太阳的大小。

太阳上面有太阳暗条,太阳黑子以及太阳耀斑。太阳上还有米粒组织,就是你看到的有一些地方像米粒一样的结构。旁边是我们地球的大小,这个米粒的大小相当于几个地球,所以太阳活动有时候会给我们造成一些重大的灾难。



我们来看看从1600年到现在为止大概四五百年的太阳黑子的记录。可以看到,太阳的活动整体上是加强了。特别是从1750年开始,太阳活动的强度是明显地提高了,所以它不会永远是这样的。



太阳活动一个很好的指标就是太阳黑子,太阳上黑子的多少就代表着太阳活动的强烈程度。幸亏我们前人做了一个几百年的非常详细的太阳黑子的记录,而且太阳黑子有一个明显的11年变化的周期:每隔11年太阳会进入丰年,就是太阳活动的高潮期,然后到低谷期,然后又会进入高潮期。



我们来看看现在的太阳活动是什么样子呢?从1985年到2000年,我们现在正在太阳活动的丰年期,但是幸运的是这次的丰年还不是特别爆发。那么,下一个丰年会怎么样呢?我们应该还活着。



我们知道太阳内部是在无时无刻地进行着核聚变,所以我们小时候说太阳燃起熊熊大火。这是错的,它不是烧的,它是核聚变,就是几个氢原子核聚变成一个氦原子。在这个过程里面有质量的损耗,这个质量的损耗根据爱因斯坦的质能方程E=mc²,就是一点点质量的损耗乘上光速的平方就会爆发出巨大的能量。

太阳为什么烧了50亿年还能这么热,就是因为它是核聚变。根据我们的推测,这个核聚变的燃料也是要烧完的,不是永远会烧下去的,大概再烧50亿年太阳就要烧完了。

核聚变烧完了的时候,太阳就会膨胀,就变成一颗红巨星。那个时候我们地球所在的区域就是太阳的区域,我们将被它吞噬。这是真正有可能的,但是大家不用太担心,毕竟50亿年很遥远。



这颗太空中蔚蓝色的星球是我们的家园。在1990年的情人节,著名的行星科学家卡尔·萨根跟美国宇航局建议说:我们的旅行者号正在飞出地球,越来越远离我们的太阳系,有一天我们可能再也收不到它的信号了,所以我们希望它能够回望我们的太阳系家园,给我们太阳系拍一个全家福。



当时很多科学家都反对这样的建议,因为这样的照片我们都可以想象出来,拍出来肯定是非常小的一个个星球,这样的照片是没有科学价值的。但是卡尔·萨根一再坚持,终于说服美国宇航局拍下了这张著名的,太阳系迄今为止唯一的一张全家福。

这就是那张著名的太阳系全家福。



老师给经常我们看的太阳系全家福是这样子的:太阳、水、金、地、火、木、土、天、海、冥,八大行星排在那里。



这给我们的印象是好像我们出门的话,应该能看到一堆行星列队欢迎我们。但实际上远远不是这样的。

在我们这张太阳系的全家福里,土星在这里,天王星、海王星、木星、金星、地球,都是一个个的小点,所以远远不是我们想象的那么大的一颗颗行星。

因为太阳系的质量99.9%都在太阳身上,我们其他的所有的行星只占太阳系质量的0.1%。而且在这0.1%里面,木星的大小是地球的1380倍,所以我们地球实在是非常小,木星才是行星之王。

大家来看这张照片,你能看出是什么吗?这就是我们的地球。这张深具哲学意味的照片让我们这些狂妄的人类现出了原形,原来我们是如此地渺小,如此地脆弱。似乎你轻轻地吹一口气,它就会不在了。这就是我们在宇宙中的真实处境。



当然太阳系里面也并非一片安宁。这是我们太阳系的一张卡通图,大家可以看到,在火星和木星之间是一个密密麻麻的小行星带,这里面有成千上万颗小行星在运转。但是小行星的轨道可不像行星轨道这么稳定,它经常会让我们意外。



这些密密麻麻的小行星,它们长得都不是球形,有的像地瓜、像土豆,歪七扭八的。



甚至太阳系的八大行星,水金地火木土天海也是,站着的、斜着的、歪着的、躺下了再也起不来了的、直接头朝下的,所以太阳系的八大行星也并非都是垂直的。



有一种理论说太阳系的这些行星为什么会倒呢?是因为早期的时候有很多小天体撞过它,撞倒了之后再也起不来了,这是一种理论。甚至我们的地球就是撞击形成的,大概在地球刚刚形成的时候,有一颗像火星这么大的星球,叫Thetia,撞击了刚刚形成不久的地球。



撞击之后溅射物进入了地球的轨道,然后逐渐吸积长大,慢慢在地球轨道上形成了现在的月球。所以我们的地球,我们的月球,就是撞击形成的。

我们来看看月球上,会有很多密密麻麻的圆坑。这个我们叫环形山,也叫撞击坑,都是小天体撞击之后留下的。甚至于说这个地方就是月球上的雨海、澄海、静海和风暴洋,我们嫦娥三号落地就在上面这个叫红湾的地方。所以这些地方全是撞击形成的。




月球上密密麻麻的撞击坑,直径大约一公里的就有33000个。这是我们的嫦娥二号卫星拍摄的月球上的撞击坑的图像,大家看到很多很多的辐射纹向四面溅射,就像碗一样的,叫碗形坑。



月球上有非常非常多的撞击坑。甚至我们用重力场探测,就是我们来透视月球的地表之下,发现有很多隐伏的撞击坑。我们肉眼看不到,它就在底下。



这是水星上,水星上有很多亮斑,全是撞击坑撞出来的。



再看看太阳系的近邻上,木卫二、木卫三、火星、爱神星、月球、水星、土星的卫星,这上面都是。你只要看到的是圆形的凹坑,全是撞击形成的。看看我们的兄弟姐妹被撞得那么惨,就应该想想我们也应该是这样子的。



在1994年的时候,有一颗叫苏梅克-列维九号的彗星,它在经过木星附近的时候,被木星强大的引力撕成了21个碎片。这力气要多大,才能直接把一颗星体撕开了,21个碎片前赴后继地撞到木星表面。木星是个气态行星,它不像地球一样撞了会留坑。它不留坑,它留斑。



我们看到木星上面留下了很多暗斑,密密麻麻的都是暗斑,这每一个暗斑的大小比一个地球还要大。所以只要有一个碎片撞到我们地球上,我们今天不用听一席了。







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