本文发表于《大众科学》的前博客网络,反映了作者的观点,不一定反映《大众科学》的观点
在一个围绕着一颗中年主序星运行的小型岩石行星上,在一个相当普通的旋涡星系的相当沉闷的边远地区,一个有知觉的物种即将沉溺于幻想之中。
具体来说,我们很多人类正准备拿出我们辛苦赚来的信用点,去观看和聆听20世纪后期最受欢迎的童话故事之一的下一章。是的,各位,星球大战又来了。
在我在《大众科学》的博客生涯中的某个时候,我非常确定我曾发誓永远不会屈服于诸如“(插入科幻/超级英雄标题)的科学”之类的比喻的诱惑。而且我基本上仍然坚持这一点。我不在乎雷神之锤必须有多重,达斯·维达有多么庞大,或者蚁人的内裤一定有多不舒服,而且我不认为这些是教育我们科学的好方法。
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但是,当一个虚构且极具吸引力的故事围绕自身构建了一个完整的宇宙时,很难抗拒去问,这一切是否真的可能在我们周围发生,至今未被注意到?因此,我将在接下来的几段中放弃我的顾虑,尝试回答这个问题。
这里我们进入了诸如搜寻地外文明计划(SETI)以及新兴的时域天文学领域的范畴。在后者中,像未来的大型综合巡天望远镜(预计于2019年首次亮相)或泛星计划这样的天文台,将通过不断监测夜空中大部分区域来改变我们对宇宙的看法。所谓“瞬变”现象的发现和研究是一项主要的科学成果——从我们太阳系中轨道运行的小型暗淡物体到遥远的超新星和其他天体物理学的一次性事件。在尤里·米尔纳和突破聆听项目的帮助下,SETI 也将在未来几年扩大其工作范围。
但是,尽管我们对周围宇宙的敏感度有所提高,我们真的能够探测到充满争斗的物种和星际帝国的星系中的活动吗?
我已经在其他地方更广泛地写过一些相关问题,但让我们就这个问题的一个特定方面做一个快速的思维实验。
在星球大战传奇中,银河系恶作剧最明显的天体物理学特征可以说是行星的毁灭以及行星毁灭工具本身——死星的毁灭。因此,一个要问的简单问题是,如果行星开始在其他恒星周围(在遥远的星系,或就在我们附近)爆炸,我们是否会注意到?
我们可以很容易地计算出能量需求。让我们以一个地球大小的行星为例。质量为 M,半径为 R 的均匀球体的总引力结合能为(其中 G 为引力常数)

对于地球来说,这产生的总结合能约为 2.3 x 1032 焦耳——换句话说,你需要投入这么多总能量来分散地球,直到它不再受自身引力束缚。
这与已知的天体物理现象相比如何?
嗯,太阳每秒泵出大约 3.8 x 1026 瓦特的功率。一瓦特乘以一秒等于 1 焦耳,因此太阳大约需要 605,300 秒,或 7 天才能产生与破坏地球所需的能量相同的能量。
但是,使用你方便的死星,摧毁一颗行星似乎只需要几秒钟。因此,这需要相当于将太阳光度提高约 605,300 倍的功率爆发——为了方便讨论,在一秒钟内释放所有能量。
我们会注意到这样的事件发生吗?如果我们看到一颗恒星的亮度增加约 6 x 105 倍(这比快速新星之类的事件亮几倍,后者在许多天内演变,但比超新星暗淡许多、许多数量级),我们可能确实会坐起来并注意。但是,如果事件只持续一两秒钟,我们很可能会错过它,除非我们恰好非常积极地监测天空的那一部分。
我还假设所有本应摧毁反叛星球的能量都以电磁辐射的形式涌出——而事实并非如此。因此,也许最好考虑死星的毁灭事件。估计这种爆炸的亮度有点棘手(你可能会笑),但我们可以假设该事件有可能释放出大约比武器本身多 10 倍的能量。现在,我们得到了几秒钟的输出,大约是太阳光度的一百万到一千万倍。但再一次,宇宙距离可以使所有事物变得暗淡,而这种爆发只持续到片尾字幕结束,并且可能需要极大的偶然性才能被探测到。
如果很大一部分能量以(例如)伽马射线的形式释放出来,我们可能会处于更好的状态——如果事件发生在我们一般的宇宙邻域,并且被雨燕天文台之类的东西探测到。然而,一种持续时间不长,或者从未在同一地点重复出现的现象,是非常难以解释的——正如伽马射线暴的历史向我们展示的那样。
在系外行星科学时代,如果一颗经过充分研究的行星突然消失——不再凌日其母恒星,或拉动系统的质心,我们可能会注意到。但我不确定天文学家脑海中首先浮现的想法会是“死星!” 更可能的是,“糟糕的数据!”
底线是,在星球大战宇宙的情况下,我认为我们还不能排除行星毁灭的银河战争在我们周围发生的可能性。这可能是真的,而我们还没有注意到。同样,我们绝对没有充分的理由假设有人在那里嗡嗡作响。在我们监测周围宇宙的能力变得更好之前,我们对这些可能性几乎没有任何限制。
因此,当你在未来几周购买电影票时,也请考虑支持天文学科学!