天塌下来了:你应该担心小行星和彗星吗?©盖蒂图片社

天塌下来了:你应该担心小行星和彗星吗?

如果你听到一颗小行星要撞击地球的消息,你认为我们作为一颗行星会做好什么准备?也许没有你希望的那么多,但也许你应该担心的不是小行星。

人类在1983年几乎灭绝,几乎没有人注意到。伊拉-伊拉基-阿尔科克彗星非常暗,非常大,差一点就撞上了地球。在过去的200年里,没有什么比这更接近的了,而金字塔在它最后一次呼啸而过的时候还在建造。白金汉大学天体生物学教授兼作家比尔·纳皮尔说:“一次撞击会使这颗行星绝育。”看来这次我们很幸运。

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在规划未来时,彗星和小行星的影响并不是每个人的首要考虑。毕竟小行星撞击地球的几率有多大?这难道不是地质学教科书和90年代科幻电影里的东西吗?南安普顿大学(University of Southampton)专门研究小行星追踪和管理的研究员克莱门斯·伦普夫(Clemens Rumpf)说:“这种情况比你想象的要经常发生,只是我们不一定知道它们。”

遵循国际标准禁止核试验条约1963年,美国、英国和苏联政府建立了一个次声麦克风网络,以监测大气中的任何爆炸。它至今仍在运行,尽管这些装置从未探测到核弹爆炸(谢天谢地),但它每年能探测到大约两次爆炸,其能量特征至少相当于广岛原子弹爆炸。这些都是在高层大气中解体的流星体。大多数爆炸发生在远离人口稠密地区的海洋上,但当它们发生在陆地上时,我们往往会注意到。

“它发生的频率比你想象的要多……”©行星科学/NASA
“它发生的频率比你想象的要多……”©行星科学/NASA

也许最著名的例子是在2013年,一颗小行星在俄罗斯车里雅宾斯克市附近的大气层中爆炸。虽然没有人死亡,但约1500人受伤,7000多栋建筑被空中冲击波破坏。想象一下如果它真的掉到地上会发生什么。

再回溯到1908年,另一个物体——可能是彗星——在俄罗斯通古斯卡河附近(再次)撞击。尽管该物体的确切大小不得而知,也没有伤亡记录,但它被认为是有史以来最大的撞击事件。“相当于大伦敦都会区的一个区域被完全夷为平地,”伦普说,“森林中的树木刚刚被摧毁,并被热辐射烧毁。”

检测

我们没有看到这些物体。他们完全是一个惊喜。“事实是,我们只知道大约1%的小行星可能对我们有危险,”伦夫说。主要的危险来自我们知道的其他99%,但不知道在哪里。其中大多数将是更小的物体,很难被发现——它们越小,它们的数量就越多。

幸运的是,天文学家已经能够准确地确定90-95%的最大行星在哪里——这些行星杀手,一公里宽甚至更多。这是有道理的:东西越大,就越有可能更容易找到. 通过计算它们的轨迹,我们还可以知道它们至少在未来100年内不会撞击地球。“这是个好消息,因为这些影响将非常糟糕,”拉姆夫冷淡地评论道,“至于例如恐龙”。

Rumpf说:“我们越努力寻找,发现的东西就越多。”你可能会认为这是一个战斗的号令去深化搜索,尽可能快地找到更多的东西。相反,这个问题常常被边缘化。目前,美国宇航局有义务在2020年之前找到所有大于140米的物体,但很明显,它们无法实现这一目标;他们没有获得足够的资金来建造这项事业所需的新望远镜。事实上,美国国会一直在削减此类行星防御计划的资金。

“我们越努力寻找,我们发现的就越多……”©JPL/NASA
“我们越努力寻找,我们发现的就越多……”©JPL/NASA

“尽管我们已经开始着手解决这个问题——发现越来越多的物体——但最有可能的情况仍然是它们(毫无预警地)击中了我们,”Rumpf解释道。“但随着我们发现更多,下一个可能发生的情况是,我们发现了它们,实际上发现并没有迫在眉睫的影响。”

尽管好莱坞描绘了拥挤的小行星场,但小行星实际上大部分时间都在漂浮平静地穿过虚空永远不会碰到任何东西。“所以从统计学上讲,我们发现这颗小行星是在正常状态下飞行的,而不是在这种非常特殊的情况下,它即将撞击地球,这是有道理的。”这意味着,当我们最终确定一个可信的威胁时,我们很可能有很多时间来做出回应。朗普夫说:“5年的预警时间应该足以让我们完成一个偏转任务。”

偏转

这样的任务会是什么样子?在外太空自由落体时移动山脉似乎是一项艰巨的任务,但“实现小行星位置的改变——地球直径的距离——实际上相当容易,”伦普解释道。将其速度降低几毫米/秒就足以在数百万英里的航程中产生巨大的变化。“我们所需要做的就是去小行星上轻轻推它一下。”听起来很简单。但我们实际上如何做到这一点呢?

Rumpf说:“我们很清楚我们要做什么。“响应行动必须针对特定的威胁量身定制,所以这取决于小行星的大小、组成,以及我们有多少提前时间。”科学家们提出了几种不同的选择,有些更牵强附会(每个都有自己的困难),但所有的选择实际上都是可行的:我们可以用重金属弹大满贯,敲出来的核爆炸,带火箭或者一个太阳帆,慢慢地把它用激光,喷黑漆,升温和喷口气体相反的方向,或者巡航与大调查的重力会轻轻地拽它偏离轨道。

我们要做的就是去小行星上轻轻推一下。“©盖蒂
我们要做的就是去小行星上轻轻推一下。“©盖蒂

然而,在任何情况下,我们越早察觉到威胁,它就会离我们越远,因此也就越容易躲开威胁。这就是为什么开发更好的太空望远镜来发现更多的小行星是当前的首要任务。毕竟,如果我们不能在一开始就发现它们,那么建造设备来阻止它们就没有什么意义了。

Rumpf仍然希望,凭借我们的技术,我们能够很好地应对即将到来的小行星的威胁。“这是这类自然灾害的伟大之处之一。据我所知,这是唯一一个如果我们知道它,我们可以完全预防的自然灾害。我认为没有任何其他自然灾害我们可以做到这一点。这是巨大的。”也许他乐观是对的。

然而,比尔·纳皮尔对来自外太阳系的巨型彗星——半人马彗星——的研究描绘了一幅稍微不那么令人鼓舞的画面。这些星体构成的最大威胁不一定是来自(可预防的)直接冲击,而是来自它们进入太阳系内部时形成的尘埃和粒子轨迹。如果地球穿过这条轨迹,它将吞没上层大气,并创造出核冬天般的环境。纳皮尔认为,这样的情景甚至可能是过去地质时期的几次全球变冷和随后的灭绝事件的原因。

目前还没有预防措施来避免这种灾难。“但好消息是,”纳皮尔说,“一颗(彗星)进入地球轨道将在几个世纪或几千年内可见。”希望这能给我们足够的时间来制定应急计划。也许在地球轨道上安装一个滑稽的大空气过滤器,或者搬到一个更好的地方。火星突然看起来没那么糟糕了。

没什么好担心的

当我们思考这场宇宙斯诺克的引力游戏时,我们很容易感到一种恐惧感,并接受“无知即幸福”的格言。在回收利用、为退休储蓄或购买汽车保险的背景下,我们在哪里优先考虑所有这些?

纳皮尔不会因为存在主义恐慌而彻夜不眠。“这不是我担心的事情,”他说。“我不认为人们会注意到这种危险。”伦普夫对此表示赞同:“就我个人而言,我并不担心。”有趣的是,有两个人毕生致力于发现和预防这种危险的研究。“也许是因为我基本上是个乐观的人,”Rumpf补充道。他还指出,仅仅因为我们对这些情况了解得更多,并不会让它们发生得更频繁。“你可以看看过去100年,自己判断这种事情发生的可能性有多大——不太可能。所以,没有什么需要马上担心的。”

另一方面,仅仅因为它不经常发生,并不意味着当它发生时,它就不会有非常毁灭性的、非常真实的后果。正如Rumpf所说:“对于一个高风险发生的两件事——你可以有一个事件经常发生,媒介影响你,或者你可以有一个事件很少发生,但如果它发生了,它有一个非常高的影响你。”一颗大彗星或小行星属于后一类。

“鉴于这种前景,我们的胜算非常大——这是超级可以预防的,我们可以做一些事情——我认为投入一些资源是非常有价值的。今天的一点投资可以在未来获得巨大的回报。这是基本的计划。”从根本上说,这与存钱养老基金或购买人寿保险的原理是一样的,只是在全球范围内。

打好仗

我们知道即将发生的威胁,如果它们还没有发生呢?国家安全风险,气候变化、政治动荡。为什么要担心一些来自天空的遥远的、牵强的危险?这是对政府资金和资源的负责任的使用吗?仅仅几英镑就可以拯救一个在地球上正在饿死的孩子的生命,就在此时此刻?

要激励人们为气候变化这样的问题做点什么已经够困难的了——就可能性和时间尺度而言,这是一个更加紧迫的问题。Rumpf说:“从某种程度上来说,将它与气候科学进行对比是公平的,因为它为我们需要的时候抽屉里可能会有东西做了计划。”“但不同的是,我认为气候变化被大多数人认为是抽象的,在这种情况下,它将是非常具体的。我们将能够说,‘如果我们不采取任何措施,到那时这种情况就会发生’……所以我认为,我们比气候科学家更容易证明这一点。”

“让我们看起来像黑猩猩的智能机器……”就像2001年《太空漫游》中的哈尔9000

纳皮尔更关心的是下面的地面,而不是上面的天空。他说:“我认为,我个人更关心的是整个人类引发的风险。”。“陷入核战争,一些疯狂的死亡崇拜创造了一种合成的不可阻挡的病毒,智能机器的发展使我们看起来像黑猩猩,全球变暖达到了临界点等等。”只有当我们开始从一个对整个文明具有重大意义的时间尺度以及在生物进化过程中的长视角看待历史时,“巨彗星情景”才开始给其他问题蒙上阴影。

在这方面,作为个体,我们不应该担心。我们的任务已经够多了。但这并不意味着我们也不能作为一个物种为未来做好准备。“这就是我工作的动机所在,”伦普说。“这是因为我想提高人类应对这一威胁的能力,无论它何时出现,因为它可能非常非常危险……它可能在我有生之年不会出现,但如果它出现,我们应该有适当的工具来发射宇宙飞船并将其推开。”

我们在这里科学的焦点我们很高兴有像Napier和Rumpf这样的人注视着天空——如果不是为了我们,那就是为了或任何在我们之后继承地球的人。


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