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发信人: yanekwaingec (水天一色), 信区: Physics 标 题: 小行星和彗星可能撞击地球吗？ 发信站: BBS 珞珈山水站 (Mon Oct 9 22:30:45 2006) 前几日，看了一部拉蒙影业公司及梦工厂公司出品的98年老片《彗星撞地球》。科幻 题材的情节：科学家们预测，被命名为沃夫.比德曼的彗星将猛烈撞击地球。新闻节目主持 人珍妮.勒纳正在紧盯着关于总统性丑闻的消息不放，却受到汤姆.贝克总统的“邀请''， 来到他召开秘密会议的地方。这位总统以独家报道权作为交换条件，让她沉默两天，协议 达成后她才知道彗星即将带来的危机以及太空人正在执行偏转彗星行进轨道的努力。前宇 航员斯珀吉奥.坦纳临危受命，担负起拯救地球的使命，最后的结局还是好莱坞的个人英雄 主义表现，宇航员们启动核爆程序，开着航天飞机与朝地球迎面而来的彗星相撞将彗星炸 成碎片。由此地球躲过一劫。影片的题材跟同好莱坞的科幻相比，仍然没有靠制造灾难效 果吸引眼球的套路，但是也直面了一个天文学上的问题，就是彗星与地球相撞的问题。 我由此想到了同时另一部影响很深的好莱坞科幻大片《绝世天劫》（又称《世界末日 》，布鲁斯威利主演）。只是其的故事背景是一块相当于得克萨斯州大小的小行星/陨石闯 进了地球轨道，并且袭击了纽约市。人类派出航天飞机携带核弹去想将小行星炸成两部分 ，成角度运行从而错开地球。同样是天外来客，同样灾难性的后果在最后一刻依靠人的牺 牲而被避免。电影的目的当然是为了商业，附带着宣扬人世间的奉献的崇高，亲情的伟大 ，靠此抓住观众的心理，从而换来了高票房。但是其也具有了一系列的现实的意义。这个 是相当一部分幻想者讨论的热门话题，就是地球真的会与外空来客，彗星，小行星还有其 他的星体相撞么？ 宇宙万物，运行有道。星系，恒星系，恒星，行星，彗星都有自己固定的运行轨道。 宇宙在形成的过程中，经历了形成初期的混乱后，逐渐形成了当前天体间井然有序的运动 规律。太阳系同样如此，太阳身为太阳系的中心，其他的天体都是在其引力范围那活动。 包括八大行星，也包括众多的小行星和彗星。八大行星早已经形成了固定的轨道，固定的 自传和公转周期，小行星也主要在火星和木星之间的小行星带运行.而太阳系的彗则主要来 自距离太阳约3000天文单位到一光年的奥特星云，这是太阳系彗星的形成摇篮，约有数以 千亿计的彗星在这里慢慢长大，在路径太阳系的恒星引力的干扰下被扯出太阳系，并以一 个偏椭圆形轨道按照一定周期绕太阳运转。例如我们熟悉的哈雷慧星，即是其中的一颗彗 星。在火星和木星之间的小行星带中，分布着大约50万颗小行星，小行星本身体积较小（ 直径小于1000公里，最大的谷神星直径约770公里）质量太小，运行过程中，也会受到大行 星引力的吸引偏离轨道。如上所述，彗星和小行星，都会因为诸多原因，例如经过碰撞或 所经过范围引力场的变化，偏离正常运行轨道而闯入其他空间，受到大天体的吸引而靠近 ，于是也就造成了小行星/彗星与大行星相撞的可能性。 这个显著的例子就是1993年的苏梅克－列维9号彗星，当其运行至最靠近木星的轨道时 ，彗核被这个太阳系最大的行星的巨大引力撕裂成为21块，并被拉向木星，先后撞击在木 星表面。1994年的撞击照片中，撞击过程中，在木星上空出现了爆炸、火球、闪光，在木 星大气中形成了黑斑，直接撞击面积约50万平方公里，时至今日，天文望远镜中依然可以 观测到由于撞击导致的伤痕累累的木星表面。由于木星是表面液态的星体，撞击能量可以 被缓冲，而地球是十分之三是坚硬的陆地。据天文学家估算，如果直径100米大小的小行星 可能会撞击地球，其撞击力相当于100万吨级的原子弹，它会毁灭一座城市，掀起海啸，淹 没靠近海边的地区撞击地球在地球的陆地上，可能毁灭地球1/4的地区。 据科学家测算， 一颗直径100米大小的小行星可能会撞击地球，其撞击力相当于100万吨级的原子弹，它会 毁灭一座城市，掀起海啸，淹没靠近海边的地区，直径大于1公里的小行星撞击地球，足以 毁灭地球上四分之一人口。越来越多的科学家相信，发生在6500万年前的恐龙灭绝，是因 为一颗直径维10公里的小行星撞击地球导致的地球气候变化所致；而我们目前地球地轴偏 转23.5度角，也是因为地球在形成期与一颗直径1000公里的大行星相撞导致的偏转，我们 值得庆幸的是正是这次撞击，才使地球在公转周期中介绍太阳不同角度的照射，才有了当前的� 募痉置鳌� 我们不禁有一个疑问，在我们身处的这个年代，彗星或者小行星可能撞击地球么？地球是 一个行星，在几十亿年里经历了和月球相似的形成过程。目前在地球上也依然可以找到10 0多个陨石坑，大的直径达100多公里。而在近代，地球也依然受到外来陨石的袭击。1908 年发生在俄罗斯西伯利亚通古斯地区的大爆炸，摧毁了2000平方公里的森林，就被认为是 一块直径百米的陨星在离地6.4公里上空爆炸的冲击波引起的。而1976年发生在我国东北吉 林市的陨石雨，被证明是一颗形成于46亿年小行星带中的一颗小行星800万年前在运行时和 其它星体相撞，发生了一次大爆裂，脱离出小行星带而落到地球表面的。这两起事件可以 说是20世纪小行星（陨星）袭击地球的两起最著名的事件。很幸运，这两起事件都没有造 成严重的人员伤亡。 科学家用最新的计算机模拟软件测算表明，面积大小为220平方米的小行星撞击地球的 机率为每17万年一次，而不是以前普遍认为的3000－4000年，直径1公里的小行星的撞击概 率更超过百万年一次。但是所谓计算机模拟的撞击概率，其可靠性是非常低的，而且只是 概率而已，算出来平均几万年撞一次也决不意味着明天一定不会有灾难降临！我们应该有 这样的概念：地球虽然直径有一万二千多公里，但是与太阳系大行星范围内100多个天文单 位的直径比起来，只不过像是一个百米游泳池里面的一粒沙子而已，一颗沙子撞上另一粒 沙子的几率当然是相当低的。但是我们也不能因为这极小的概率而放松警惕，毕竟有前车 之鉴，对于这些不速之客，人类的任何稍微疏忽就可能酿成人恶劣的后果，甚至关系到人 类的生死存亡。 根据美国NASA（美国国家航空与航天局）“太空守望”计划的观测，现在已经记录在 案的小行星数量只是很少的一部分（50万颗小行星中只有几千颗 ），很可能有一些体积较 小的行星闯入地球轨道而没有被观测到。而对于彗星，分布在冥王星外区域（30到100个天 文单位）的开普地带则是天文学家关注的重点，因为这些是短周期彗星的发源地，由于距 离太阳相当近，在观测范围内就已经与地球仅仅相距数亿公里（这个距离在天文学上相当 小），所以在进入到近日轨道的时候就直接对地球形成了潜在的威胁。如何有效的检测小 行星和彗星的动向，已经成为天文物理学家的一向重要工作。 近年来的世界报刊上经常出现某国科学家根据观测宣称的XX小行星在XX年后撞击地球 ，也经常爆出撞击的可能性被排除的报道。从《彗星撞地球》和《世界末日》中可以看到 ，彗星和小行星的轨道在其进入太阳系之时就可以推算出来（这个对于当前的天文学家来 说已经不是什么难题），而其到达行星附近时引起的磁场和干扰也很容易被观测到，这样 就为预先观测和预防提供了时间。追踪天体的运行轨迹，并开展对于小行星和彗星的相关 问题研究，逐步扩展人类的活动空间，成为了天文工作者在新世纪的重要使命。第三次科 技革命以来，随着科学技术的发展，天文观测技术也随之提高。科技发达国家，特别是美 、鹅、英、德、日、法等国相继在天文观测上投入巨大。其中英国的格林威治天文台，东 京天文台，威尔逊天文台，美国国家光学天文台等，都在天体物理的观测上发挥了很大作 用。我国的南京紫金山天文台在天体观测上，尤其是小行星的发现和定位上也已经走在了 世界的前列。但是对于人类来说，通力合作和资源共享在加快研究进展、促进人类对于外 太空的认识显得越来越必要，在预防地球外来威胁上也同样适用。 1993年4月30日，10多个国家的60位科学家在意大利召开研讨近地小天体撞击地球的会 议，并通过了《埃里斯宣言》，提醒人们这种威胁是现实的，应采取防范措施。1995年4月 24日至27日在纽约联合国总部召开的国际近地天体会议和同年5月22日至26日在美国加州洛 仑兹国家实验室举行的国际首次保卫地球专题讲座会，表明科学家们已将阻止小行星来犯 提上议事日程。与会学者共同研讨了小行星和彗星撞击地球的可能性和人类应采取的对策 。此后，凡是有能力的国家，都加强了对近地天体的观测。1999年，世界各国制定了衡量 来自太空危险的国际标准即托利诺标准。设在巴黎的国际天文学联合会负责对有关警报进 行审查，以免发生错误的预报。2000年年中，英国政府领导的一个专家组在一份研究报告 中透露，英科学家们正与欧洲伙伴研究如何改变奔向地球的小行星运行轨道的办法。20世 纪90年代，美国航空航天局制定了一个“近地球漫游小行星考察计划”，目的是对近地小 行星进行探测，以帮助科学家们了解太阳系的形成，并探索如何防止小行星撞击地球的灾 难发生。2001年的2月12日，经过发射后5年多32亿公里的飞行后，代号为“鞋匠”的宇宙 探测器与433号“爱神”小行星“亲密接触”，成功降落于小行星表面并随其一起运行。这 是一个历史性的时刻，也是《绝世天劫》中登陆小行星可能性的展现。 如何有效的在那极小的概率到来时采取有效措施挽救地球和人类，也逐渐成为了科学 家和一般老百姓讨论的焦点。2003年12月号《科学人》杂志发表了史威卡特(Russell L. Schweickart)、卢(Edward T. Lu) 、哈特( Piet Hut)和查普曼( Clark R. Chapman)的文 章《怎么赶走小行星》，就针对于面对的威胁，提出了几种方法，例如：核爆，反动力冲 击等几种设想。但是就目前能力而言，大多数设想时没有技术能力做支撑的。科学家们针 对于具体情况，并结合了将来技术发展的可能方向，提出了一下几种设防举措： 一是在来袭小行星上安装核火箭发动机将其推出运行轨道。近地小行星都有固定的运 行轨道，一旦发现危险对象，可提前算出其撞击地球的时间，事先用运载火箭将核火箭发 动机送到它的表面，按选准的方向予以固定。核火箭发动机的特点是可以长期工作，只要 核反应物质和工质充足，能够产生持久的推动力，且在小行星上用不着考虑辐射防护和核 污染。这样点燃核火箭发动机后，它会推动小行星逐渐地偏离原来的运行轨道，使之与地 球相错。当然，一次达不到目的，可以连续地再装置核火箭，以确保小行星远离人类摇篮 。 二是在入侵小行星上装载太阳帆推动其离开原来运行轨道。太阳帆也是用常规运载火 箭运抵对地球确有威胁的小行星上面，然后将其按预定方向加以紧固。太阳帆是利用太阳 光的光子碰到帆板后产生的压力即光压的原理来提供推力的。由于每平方米帆面上光压产 生的推力很小，故而太阳帆面积要做得足够大。2004年8月9日，日本用火箭在太空旋转飞 行的方式，成功打开的两个树脂薄膜太阳帆，分别在太空飞行了2分50秒，证明利用太阳光 压能够获得推力并在太空中航行。当然，在向小行星运行太阳帆过程中，太阳帆只能处于 折叠状态并盛装在运载火箭顶端的保护罩内，待其到达小行星表面后再展开并加固定。太 阳光连续持久地作用在太阳帆上面，其光压产生的推力最终将使小行星改变轨道，与地球 失之交臂。 三是在进犯小行星近处引起核爆炸使其慢慢改变运行轨道。核装置亦用运载火箭送到 小行星附近，当其抵达预定方向的最近距离时，引信装置及时起爆核装药，立即释放出强 烈的核辐射、冲击波和光辐射，以其巨大的破坏威力使小行星的表面物质气化。待小行星 的设定侧面损失掉一层物质后，重心偏移，它就会逐渐离开原来轨道，一次不能如愿，可 以多次发射核弹头，定能确保地球无虞。也有的科学家主张，将一系列的核弹头直接发射 到小行星的一侧爆炸，打掉小行星表面的一部分，从而改变其运行轨道，迫使它躲开地球 运行。这两种办法，都比用核弹直接迎击小行星将其炸碎节省能量。 从上面的几种方法看来，即使是当前最接近的核爆技术，当前的人类真正实施的难度 也相当大，我们可以看到，对比于电影，人类还只是处于探索，更多的还是在科学幻想上 面。但是我们应该看到，人类从直立行走开始，在数百万年的生存进化过程中，历经了多 次自然环境的恶变，也自然具有顽强的生命力。对于未来，对于人类如何更好的生存，认 识未知的世界，人们也应该有充分的自信来相信自己，包括在应付各种外来威胁的时候。 人类的历史是由人来书写的，就像影片中的一样，人类即使是在遭遇浩劫后，依然可 以从容否认站立起来，我们应该相信自己。 -- 我的个人空间  http://sunnyyane.blogchina.com/ 秋水滴桐的小家 http://www.blogcn.com/u2/77/46/yane_music/index.html 有兴趣的去看看 ※ 来源:·珞珈山水BBS站 http://bbs.whu.edu.cn·[FROM: 222.20.223.*] |
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