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
迈阿密——为了避免世界末日,我们可能不得不求助于《世界末日》。你知道,就是布鲁斯·威利斯的版本。
这是戴维·迪尔伯恩的观点,他认为如果一颗危及生命的小行星突然进入视野,我们可能需要动用我们的核武库。迪尔伯恩是劳伦斯·利弗莫尔国家实验室的研究物理学家,他在周二在此举行的美国天文学会半年会议上阐述了核武器的理由。
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迪尔伯恩关于核武器炸毁小行星的研究是他其他工作的一个相当自然的延伸,他的其他工作包括武器开发和测试,以及天体物理过程的三维建模。他已经进行了数值模拟,模拟了在威胁地球的近地天体附近或表面进行核爆炸如何转移或分裂它,并且发现,如果提前一点时间,这些武器可以很好地完成这项工作。
与小行星本身不同,小行星的组成和物理特性并不总是被很好地理解,而核武器已经通过测试得到了很好的表征。“我们知道核部分会做什么,”迪尔伯恩说。他认为,诸如将物体拖到更安全的路径等更温和的转移方案往往会遇到问题,因为小行星是一个如此多样化的物体类别,如果以某种方式抓住,有些小行星可能不会保持完整。“它们的结构是什么?岩石还是碎石?”迪尔伯恩反问道。“答案是肯定的。”
迪尔伯恩说,定向能武器可以完成这项工作,但以今天的技术水平还不行。劳伦斯·利弗莫尔国家点火装置(一个核聚变实验)的激光可以调整典型小行星的轨道,足以避免碰撞——将其速度改变约每秒一厘米——但这样做需要大约6000年。“我不是说我们的子孙后代不会比我们知道更多,我当然希望他们能知道更多,”迪尔伯恩说,但激光技术目前还无法胜任这项工作。非核爆炸——或简单的撞击任务——也可能奏效,但这些方法需要多次发射才能达到单个核装置的威力。
那么核弹头实际上会对小行星做什么呢?这取决于人类有多少时间来应对威胁。迪尔伯恩说,如果有几十年的预警时间,只需要每秒几分之一厘米的速度变化就足够了。在这种情况下,在小行星附近(而不是在其表面)引爆会给它足够的推动力,同时保持物体基本完好无损。如果处理来袭撞击器的时间较少,则需要直接引爆。缺点是,一些碎片可能仍然会击中地球,尽管它们的大小至少会比原始物体小。迪尔伯恩模拟了最后一次尝试摧毁一颗270米的小行星,这颗小行星类似于阿波菲斯,阿波菲斯在2036年撞击地球的几率非常小(约为233,000分之一)。迪尔伯恩说,即使在撞击前15天引爆——“这大概是你最想做到的最近时间”——也只有百分之几的碎片会继续朝着地球的方向飞去。但是,所有模拟都对小行星的成分做出了一些假设——当迪尔伯恩运行其他模型,假设小行星的核心强度与花岗岩相当时,他发现即使是核爆炸也可能留下危险的固体核心。迪尔伯恩说,如果人类有30年的时间来处理这个问题,那么最好的办法是向小行星发射一个特性分析任务。
当然,在任何情况下,核武器都会让许多人感到不安,而且并非所有人都赞同用核武器来偏转小行星。但迪尔伯恩坚持认为,在深空(辐射环境已经很强烈)爆炸产生的辐射不会对地球上的生命产生影响。“你甚至无法测量放射性的差异,”他说。
幸运的是,迪尔伯恩的所有建模都将停留在学术追求阶段,永远不会付诸实践。“你不应该感到非常担忧,”迪尔伯恩说,他指出,能够造成区域性破坏的撞击器平均每数万年才会出现一次。迪尔伯恩说,虽然那种级别的小行星可以夷平从洛杉矶到萨克拉门托的一切,但全球性的杀手大约每百万年才会出现一次。也许最令人欣慰的是,国会授权的项目已经编目了绝大多数最大的天体,这些天体在可预见的未来都不会构成重大风险。但是,很多人正在研究缓解方案——尽管其中一些方案听起来可能很牵强——以防《世界末日》的科幻场景成为现实。
亚利桑那州陨石坑照片:NASA