本文發表於《大眾科學》的前部落格網路,反映了作者的觀點,不一定反映《大眾科學》的觀點
在一個圍繞著一顆中年主序星執行的小型岩石行星上,在一個相當普通的旋渦星系的相當沉悶的邊遠地區,一個有知覺的物種即將沉溺於幻想之中。
具體來說,我們很多人類正準備拿出我們辛苦賺來的信用點,去觀看和聆聽20世紀後期最受歡迎的童話故事之一的下一章。是的,各位,星球大戰又來了。
在我在《大眾科學》的部落格生涯中的某個時候,我非常確定我曾發誓永遠不會屈服於諸如“(插入科幻/超級英雄標題)的科學”之類的比喻的誘惑。而且我基本上仍然堅持這一點。我不在乎雷神之錘必須有多重,達斯·維達有多麼龐大,或者蟻人的內褲一定有多不舒服,而且我不認為這些是教育我們科學的好方法。
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但是,當一個虛構且極具吸引力的故事圍繞自身構建了一個完整的宇宙時,很難抗拒去問,這一切是否真的可能在我們周圍發生,至今未被注意到?因此,我將在接下來的幾段中放棄我的顧慮,嘗試回答這個問題。
這裡我們進入了諸如搜尋地外文明計劃(SETI)以及新興的時域天文學領域的範疇。在後者中,像未來的大型綜合巡天望遠鏡(預計於2019年首次亮相)或泛星計劃這樣的天文臺,將透過不斷監測夜空中大部分割槽域來改變我們對宇宙的看法。所謂“瞬變”現象的發現和研究是一項主要的科學成果——從我們太陽系中軌道執行的小型暗淡物體到遙遠的超新星和其他天體物理學的一次性事件。在尤里·米爾納和突破聆聽專案的幫助下,SETI 也將在未來幾年擴大其工作範圍。
但是,儘管我們對周圍宇宙的敏感度有所提高,我們真的能夠探測到充滿爭鬥的物種和星際帝國的星系中的活動嗎?
我已經在其他地方更廣泛地寫過一些相關問題,但讓我們就這個問題的一個特定方面做一個快速的思維實驗。
在星球大戰傳奇中,銀河系惡作劇最明顯的天體物理學特徵可以說是行星的毀滅以及行星毀滅工具本身——死星的毀滅。因此,一個要問的簡單問題是,如果行星開始在其他恆星周圍(在遙遠的星系,或就在我們附近)爆炸,我們是否會注意到?
我們可以很容易地計算出能量需求。讓我們以一個地球大小的行星為例。質量為 M,半徑為 R 的均勻球體的總引力結合能為(其中 G 為引力常數)
對於地球來說,這產生的總結合能約為 2.3 x 1032 焦耳——換句話說,你需要投入這麼多總能量來分散地球,直到它不再受自身引力束縛。
這與已知的天體物理現象相比如何?
嗯,太陽每秒泵出大約 3.8 x 1026 瓦特的功率。一瓦特乘以一秒等於 1 焦耳,因此太陽大約需要 605,300 秒,或 7 天才能產生與破壞地球所需的能量相同的能量。
但是,使用你方便的死星,摧毀一顆行星似乎只需要幾秒鐘。因此,這需要相當於將太陽光度提高約 605,300 倍的功率爆發——為了方便討論,在一秒鐘內釋放所有能量。
我們會注意到這樣的事件發生嗎?如果我們看到一顆恆星的亮度增加約 6 x 105 倍(這比快速新星之類的事件亮幾倍,後者在許多天內演變,但比超新星暗淡許多、許多數量級),我們可能確實會坐起來並注意。但是,如果事件只持續一兩秒鐘,我們很可能會錯過它,除非我們恰好非常積極地監測天空的那一部分。
我還假設所有本應摧毀反叛星球的能量都以電磁輻射的形式湧出——而事實並非如此。因此,也許最好考慮死星的毀滅事件。估計這種爆炸的亮度有點棘手(你可能會笑),但我們可以假設該事件有可能釋放出大約比武器本身多 10 倍的能量。現在,我們得到了幾秒鐘的輸出,大約是太陽光度的一百萬到一千萬倍。但再一次,宇宙距離可以使所有事物變得暗淡,而這種爆發只持續到片尾字幕結束,並且可能需要極大的偶然性才能被探測到。
如果很大一部分能量以(例如)伽馬射線的形式釋放出來,我們可能會處於更好的狀態——如果事件發生在我們一般的宇宙鄰域,並且被雨燕天文臺之類的東西探測到。然而,一種持續時間不長,或者從未在同一地點重複出現的現象,是非常難以解釋的——正如伽馬射線暴的歷史向我們展示的那樣。
在系外行星科學時代,如果一顆經過充分研究的行星突然消失——不再凌日其母恆星,或拉動系統的質心,我們可能會注意到。但我不確定天文學家腦海中首先浮現的想法會是“死星!” 更可能的是,“糟糕的資料!”
底線是,在星球大戰宇宙的情況下,我認為我們還不能排除行星毀滅的銀河戰爭在我們周圍發生的可能性。這可能是真的,而我們還沒有注意到。同樣,我們絕對沒有充分的理由假設有人在那裡嗡嗡作響。在我們監測周圍宇宙的能力變得更好之前,我們對這些可能性幾乎沒有任何限制。
因此,當你在未來幾周購買電影票時,也請考慮支援天文學科學!
