北京時(shí)間 12 月 21 日消息，據(jù)國(guó)外媒體報(bào)道，近期上映的美國(guó)影片《不要抬頭》中，兩位水平不高的天文學(xué)家發(fā)現(xiàn)一顆即將碰撞毀滅地球的隕星，他們的警告卻并未引起民眾的重視…… 雖然這是一部黑色諷刺的科幻電影，但隕星可能碰撞地球并非是假設(shè)，或許是未來(lái)即將發(fā)生的災(zāi)難。
▲ 隕星碰撞地球不是一個(gè)是否存在的問(wèn)題，而是一個(gè)何時(shí)存在的問(wèn)題，最終天文學(xué)家將會(huì)發(fā)現(xiàn)某顆沿著地球軌道運(yùn)行的天體，它可能是一顆小行星 —— 巨大的巖石體，在太陽(yáng)系內(nèi)部環(huán)繞太陽(yáng)運(yùn)行；也可能是一顆彗星，可能含有巖石或者冰，它通常以較慢的橢圓形軌道運(yùn)行。
隕星碰撞地球不是一個(gè)是否存在的問(wèn)題，而是一個(gè)何時(shí)存在的問(wèn)題，最終天文學(xué)家將會(huì)發(fā)現(xiàn)某顆沿著地球軌道運(yùn)行的天體，它可能是一顆小行星 —— 巨大的巖石體，在太陽(yáng)系內(nèi)部環(huán)繞太陽(yáng)運(yùn)行；也可能是一顆彗星，可能含有巖石或者冰，它通常以較慢的橢圓形軌道運(yùn)行。需要明確的是，迄今已探測(cè)的小行星或者彗星沒有任何危險(xiǎn)，盡管如此，考慮到未知天體碰撞地球的可能性，以及可能帶來(lái)的毀滅性破壞，我們做好準(zhǔn)備是非常有必要的。
美國(guó)伊利諾伊大學(xué)烏爾班納-香檳分校天文學(xué)家萊斯利?魯尼說(shuō)：“即使是一顆相對(duì)較小的小行星，例如：直徑 150 米，也能摧毀地球上一座大型城市！”
美國(guó)好萊塢沒有錯(cuò)過(guò)這樣的宇宙碰撞的電影題材，他們?cè)谧钚码娪啊恫灰ь^》中講述了一顆即將碰撞地球的“殺手彗星”，與劇情內(nèi)容過(guò)于夸張的科幻電影《世界末日》，以及從科學(xué)角度更具可信度的科幻電影《深度沖擊》相比，此類電影都有大致相近的世界末日劇情假設(shè)。
對(duì)于美國(guó)好萊塢而言，變幻莫測(cè)的彗星和小行星對(duì)地球構(gòu)成潛在威脅是不錯(cuò)的電影劇情腳本，能吸引觀眾的眼球，但天文學(xué)家和物理學(xué)家非常嚴(yán)肅地看待此類威脅，目前科學(xué)家已規(guī)劃了多種策略來(lái)處理這樣的危機(jī)局面，一旦發(fā)現(xiàn)具有威脅性的小行星，立即啟動(dòng)應(yīng)急方案。事實(shí)上，2021 年 11 月 23 日，美國(guó)宇航局發(fā)射 DART 任務(wù)（雙小行星重定向測(cè)試任務(wù)），該任務(wù)首次發(fā)射用于撞擊小行星并觀察小行星軌道如何受到影響的航天器。
2022 年秋季，DART 航天器（大約一臺(tái)自動(dòng)售貨機(jī)大?。⒌竭_(dá)小行星 Didymos 和 Dimorphos 區(qū)域，它們是一個(gè)雙小行星系統(tǒng)，位于地球和火星軌道之間，它環(huán)繞太陽(yáng)運(yùn)行，該航天器將以 Dimorphos 作為勘測(cè)目標(biāo)，Dimorphos 是體積較小的小行星，直徑大約 160 米。據(jù)預(yù)測(cè)，DART 航天器碰撞小行星，會(huì)輕微改變?cè)撔⌒行堑倪\(yùn)行軌道，使它在 Didymos 周圍旋轉(zhuǎn)得更快一些，整個(gè)過(guò)程由 DART 航天器附近的一顆人造衛(wèi)星和陸基望遠(yuǎn)鏡密切監(jiān)測(cè)。
DART 任務(wù)資深研究員、約翰霍普金斯大學(xué)應(yīng)用物理實(shí)驗(yàn)室行星天文學(xué)家安迪?里夫金稱，如果小行星 Dimorphos 大小的天體碰撞地球，無(wú)論它碰撞在地球任何地區(qū)，都將帶來(lái)一場(chǎng)災(zāi)難，在可預(yù)見的未來(lái)，這兩顆小行星都不可能碰撞地球，此項(xiàng)太空任務(wù)僅是一個(gè)測(cè)試，但類似 Dimorphos 大小的天體碰撞地球平均每 2 萬(wàn)年出現(xiàn)一次，在地球歷史進(jìn)程中，曾出現(xiàn)體積較大天體碰撞的相關(guān)證據(jù)，位于毛里塔尼亞的 Tenoumer 隕坑可能是“最近發(fā)生”的大型天體碰撞事件證據(jù)，它被認(rèn)為已有 1.3 萬(wàn)年歷史。
較小的天體碰撞地球的概率更高，2013 年，俄羅斯車?yán)镅刨e斯克上空爆炸的流星直徑大約 20 米，天文學(xué)家認(rèn)為，該等級(jí)大小的天體平均每 100 年左右將碰撞地球一次。1908 年，一顆直徑 48-61 米的流星以陡峭的角度進(jìn)入地球大氣層，引發(fā)一次更大規(guī)模的爆炸，即通古斯大爆炸，嚴(yán)重破壞了西伯利亞?wèn)|部，碰撞產(chǎn)生的沖擊波將數(shù)百平方公里的樹木夷為平地，其破壞力超過(guò)迄今為止最大的氫彈測(cè)試，該碰撞事件可能造成多人死亡（由于時(shí)間跨度較長(zhǎng)，缺乏當(dāng)時(shí)的準(zhǔn)確記錄信息），如果現(xiàn)今一顆類似大小的天體碰撞一座大城市，可能會(huì)造成數(shù)百萬(wàn)人死亡。史前時(shí)期，也曾發(fā)生過(guò)更嚴(yán)重的災(zāi)難事件，最著名的就是大約 6600 萬(wàn)年前，一顆直徑大約 14.5 千米的彗星或者小行星撞擊地球，導(dǎo)致恐龍物種和全球四分之三的植物和動(dòng)物滅絕消失。
事實(shí)上，地球并不平靜，經(jīng)常會(huì)有“天外來(lái)客”造訪地球，沙粒大小至葡萄柚大小的隕石不斷地從天而降，它們會(huì)在大氣層中燃燒，看起來(lái)就像我們熟悉的“流星”。每年都會(huì)出現(xiàn)多次，還有稍大的一些天體，例如像椅子大小，它們進(jìn)入大氣層時(shí)會(huì)燃燒，偶爾會(huì)產(chǎn)生碎片墜落在地面。
好消息是體積稍大一點(diǎn)的天體，就越容易被發(fā)現(xiàn)，這意味著人類將有更多的時(shí)間做準(zhǔn)備，但也會(huì)出現(xiàn)一些特殊情況，車?yán)镅刨e斯克上空爆炸的天體體積較大，應(yīng)該能提前被發(fā)現(xiàn)，然而它碰巧從與太陽(yáng)大致相同的方向接近地球，專業(yè)望遠(yuǎn)鏡準(zhǔn)確探測(cè)到太陽(yáng)方向的目標(biāo)，所以導(dǎo)致該天體進(jìn)入大氣層時(shí)未被發(fā)現(xiàn)。
在可能的地球防御方案中，里夫金認(rèn)為，即將測(cè)試的 DART 偏轉(zhuǎn)法是最有效的，在有充分預(yù)先警告時(shí)間下，即使該天體位于地球軌道，通過(guò) DART 偏轉(zhuǎn)法對(duì)其軌道輕微調(diào)整，也能使它完全錯(cuò)過(guò)地球軌道。
各種替代方案也在討論之中，美國(guó)加州大學(xué)圣芭芭拉分校物理學(xué)家菲利普?盧賓認(rèn)為，依據(jù)天體的大小、預(yù)計(jì)入軌時(shí)間和其他因素，炸毀該天體可能與試圖改變其運(yùn)行路徑一樣有效。如果通過(guò)正確的方法，將墜落至地面的隕星碎片直徑控制在 10-15 米之間，是不會(huì)造成居民死亡的，隕星碎片的沖擊力或許僅能震碎幾扇窗戶…… 這意味著我們可能將導(dǎo)致數(shù)百萬(wàn)人死亡的災(zāi)難事件化解為一場(chǎng)“煙花秀”。但他強(qiáng)調(diào)稱，雖然偏轉(zhuǎn)天體運(yùn)行軌道的方法沒有問(wèn)題，但在某些情況下，粉碎瓦解天體可能更有效。
此外，還有“引力牽引器”方法，該技術(shù)名稱聽起來(lái)似乎很簡(jiǎn)單，它涉及到航天器接近潛在碰撞地球的天體，航天器通過(guò)引力牽引作用，使天體運(yùn)行軌道發(fā)生改變。里夫金被“引力牽引器”的簡(jiǎn)單性所吸引，他表示，只需操控航天器，其裝配的引力裝置會(huì)“拖曳”小行星偏離原有軌道，但這是一個(gè)緩慢的過(guò)程，可能需要“大半個(gè)世紀(jì)”才有充分改變天體的軌道。
與此同時(shí)，一些研究人員花費(fèi)大量時(shí)間跟蹤近地天體（NEOs），通常它們是指太陽(yáng)系中距離太陽(yáng) 1.93 億公里以內(nèi)的任何小型天體，相比之下 1 個(gè)天文單位，即地球軌道至太陽(yáng)的平均距離是 1.5 億公里。他們?cè)趪姎馔七M(jìn)實(shí)驗(yàn)室近地天體研究中心等機(jī)構(gòu)工作，該中心隸屬于馬薩諸塞州哈佛-史密森天體物理中心，他們特別關(guān)注潛在危險(xiǎn)天體（PHAs），該術(shù)語(yǔ)是指直徑大約 140 米以上、軌道距離地球 804 萬(wàn)公里以內(nèi)的天體。噴氣推進(jìn)實(shí)驗(yàn)室近地天體研究中心主管保羅?喬達(dá)斯稱，大約有 25000 個(gè)潛在危險(xiǎn)天體存在，其中僅有 40% 被發(fā)現(xiàn)，潛在危險(xiǎn)天體只有極少數(shù)是彗星，大多數(shù)是小行星，由于較大的天體更容易被發(fā)現(xiàn)，因此大部分未發(fā)現(xiàn)的天體可能體積很小，同時(shí)，這是值得慶幸的事情，或許未來(lái) 100 年內(nèi)，沒有任何大型小行星碰撞地球。
一些陸基望遠(yuǎn)鏡專門用于搜尋這些天體，其中包括：位于亞利桑那州的美國(guó)宇航局卡特琳娜巡天觀測(cè)中心的三個(gè)勘測(cè)儀器，以及夏威夷 PanSTARRS 望遠(yuǎn)鏡，而“近地天體勘測(cè)任務(wù)”的太空望遠(yuǎn)鏡正處于初步設(shè)計(jì)階段，未來(lái)它將搜索太陽(yáng)系內(nèi)潛在的危險(xiǎn)天體。雖然建造在智利境內(nèi)的魯賓天文臺(tái)的主要任務(wù)不是探索發(fā)現(xiàn)這樣的天體，但科學(xué)家認(rèn)為該天文臺(tái)有望探測(cè)到數(shù)千顆小行星和彗星。
喬達(dá)斯強(qiáng)調(diào)稱，太陽(yáng)系的規(guī)模對(duì)于地球文明有利，宇宙空間真的很大，而地球真的很小，所以一顆體積較大的小行星碰撞地球的概率非常小。
天文學(xué)家魯尼說(shuō)：“雖然很少有科學(xué)家會(huì)因?yàn)橛钪媾鲎驳耐{而失眠，但許多人認(rèn)為，像 DART 這樣的探測(cè)項(xiàng)目和任務(wù)，是一種很好的投資，就像行星保險(xiǎn)單，從長(zhǎng)期來(lái)看，這的確是一個(gè)嚴(yán)峻的問(wèn)題?！?/p>
當(dāng)然，這并不是人類唯一關(guān)心的問(wèn)題，甚至不一定是人類最迫切解決的問(wèn)題，表面上看，科幻電影《不要抬頭》講述的是一場(chǎng)迫在眉睫的天體碰撞，但它同時(shí)隱晦寓意另一種生存威脅 —— 氣候變化。魯尼表示，我們想有效解決地球氣候危機(jī)，但它非常棘手，可以說(shuō)這是人類歷史上對(duì)生命的最大威脅。
包括喬達(dá)斯在內(nèi)的許多天文學(xué)家也贊同該觀點(diǎn)，雖然他們每天都在追蹤分析來(lái)自宇宙的天體威脅，但事實(shí)上近地小行星的風(fēng)險(xiǎn)實(shí)際上要比地球氣候變化等威脅的風(fēng)險(xiǎn)更小。
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