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
邁阿密——為了避免世界末日,我們可能不得不求助於《世界末日》。你知道,就是布魯斯·威利斯的版本。
這是戴維·迪爾伯恩的觀點,他認為如果一顆危及生命的小行星突然進入視野,我們可能需要動用我們的核武庫。迪爾伯恩是勞倫斯·利弗莫爾國家實驗室的研究物理學家,他在週二在此舉行的美國天文學會半年會議上闡述了核武器的理由。
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迪爾伯恩關於核武器炸燬小行星的研究是他其他工作的一個相當自然的延伸,他的其他工作包括武器開發和測試,以及天體物理過程的三維建模。他已經進行了數值模擬,模擬了在威脅地球的近地天體附近或表面進行核爆炸如何轉移或分裂它,並且發現,如果提前一點時間,這些武器可以很好地完成這項工作。
與小行星本身不同,小行星的組成和物理特性並不總是被很好地理解,而核武器已經透過測試得到了很好的表徵。“我們知道核部分會做什麼,”迪爾伯恩說。他認為,諸如將物體拖到更安全的路徑等更溫和的轉移方案往往會遇到問題,因為小行星是一個如此多樣化的物體類別,如果以某種方式抓住,有些小行星可能不會保持完整。“它們的結構是什麼?岩石還是碎石?”迪爾伯恩反問道。“答案是肯定的。”
迪爾伯恩說,定向能武器可以完成這項工作,但以今天的技術水平還不行。勞倫斯·利弗莫爾國家點火裝置(一個核聚變實驗)的雷射可以調整典型小行星的軌道,足以避免碰撞——將其速度改變約每秒一釐米——但這樣做需要大約6000年。“我不是說我們的子孫後代不會比我們知道更多,我當然希望他們能知道更多,”迪爾伯恩說,但雷射技術目前還無法勝任這項工作。非核爆炸——或簡單的撞擊任務——也可能奏效,但這些方法需要多次發射才能達到單個核裝置的威力。
那麼核彈頭實際上會對小行星做什麼呢?這取決於人類有多少時間來應對威脅。迪爾伯恩說,如果有幾十年的預警時間,只需要每秒幾分之一釐米的速度變化就足夠了。在這種情況下,在小行星附近(而不是在其表面)引爆會給它足夠的推動力,同時保持物體基本完好無損。如果處理來襲撞擊器的時間較少,則需要直接引爆。缺點是,一些碎片可能仍然會擊中地球,儘管它們的大小至少會比原始物體小。迪爾伯恩模擬了最後一次嘗試摧毀一顆270米的小行星,這顆小行星類似於阿波菲斯,阿波菲斯在2036年撞擊地球的機率非常小(約為233,000分之一)。迪爾伯恩說,即使在撞擊前15天引爆——“這大概是你最想做到的最近時間”——也只有百分之幾的碎片會繼續朝著地球的方向飛去。但是,所有模擬都對小行星的成分做出了一些假設——當迪爾伯恩執行其他模型,假設小行星的核心強度與花崗岩相當時,他發現即使是核爆炸也可能留下危險的固體核心。迪爾伯恩說,如果人類有30年的時間來處理這個問題,那麼最好的辦法是向小行星發射一個特性分析任務。
當然,在任何情況下,核武器都會讓許多人感到不安,而且並非所有人都贊同用核武器來偏轉小行星。但迪爾伯恩堅持認為,在深空(輻射環境已經很強烈)爆炸產生的輻射不會對地球上的生命產生影響。“你甚至無法測量放射性的差異,”他說。
幸運的是,迪爾伯恩的所有建模都將停留在學術追求階段,永遠不會付諸實踐。“你不應該感到非常擔憂,”迪爾伯恩說,他指出,能夠造成區域性破壞的撞擊器平均每數萬年才會出現一次。迪爾伯恩說,雖然那種級別的小行星可以夷平從洛杉磯到薩克拉門託的一切,但全球性的殺手大約每百萬年才會出現一次。也許最令人欣慰的是,國會授權的專案已經編目了絕大多數最大的天體,這些天體在可預見的未來都不會構成重大風險。但是,很多人正在研究緩解方案——儘管其中一些方案聽起來可能很牽強——以防《世界末日》的科幻場景成為現實。
亞利桑那州隕石坑照片:NASA