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怎樣才能徹底毀滅地球?

利維坦按:文章所討論的毀滅地球的方式,是依靠地外力量。不妨再做一個奇葩的設想:假設我們在地表挖一個直達地心的洞(不考慮地心環境等具體方面),然後把核彈埋入地心,

多少當量的核彈才能從地心把地球炸開?

為簡化計算過程,且不考慮分裂地球的能量,僅將炸開後的地球視作兩個球體,計算結果略小於視作兩個半球的情況,計算結果為2.48*10^32J。另外,歷史實驗中當量最大的核彈是赫魯雪夫炸彈,也叫大伊萬,爆炸產生的能量為2.4*10^17J。也就是說,需要至少10^15量級的大伊萬才能把地球炸開。

我們可以放心了,對於整個行星來說,人類還是相對安全的。

文/ED YONG

譯/antusen

校對/dtt

原文/www.theatlantic.com/science/archive/2017/07/what-would-it-take-to-completely-sterilize-the-earth/533613/

本文基於創作共用協定(BY-NC),由antusen在利維坦發佈

一位女子正佇立在染有末日風格的畫作旁,該畫名為《龐貝與赫庫蘭尼姆的覆滅》,出自約翰·馬丁(John Martin)之手,現藏於倫敦泰特美術館。(注:龐貝和赫庫蘭尼姆均為古城)

在另一個星球上找到生命的概率取決於兩大問題的答案。

問題一:生命體多久誕生一次?問題二:一旦誕生,它們不被徹底毀滅的可能性有多大?第一個問題很難回答,我們只確定地球能孕育生命,所以只有這一個參照物。第二個問題要容易些,至少我們還能以地球為參照物,況且三位天體物理學家已經嘗試解答這一問題。

在《論天體物理事件下生命體的恢復能力》中,牛津大學的大衛·斯隆(David Sloan)、拉斐爾·阿爾維斯·巴蒂斯塔(Rafael Alves Batista)和哈佛大學的艾維·勞埃伯(Avi Loeb)預估了太空災難(譬如即將撞擊地球的小行星)徹底毀滅地球的概率。

慶倖的是,從天文學的角度上說,他們認為大概每10億年才有千萬分之一的概率出現此事。斯隆說:“我們得出的結論是:生命體一旦出現,就很難被滅絕。”換句話說:它們自有生存之道(即便是隕石或爆發星,也拿它們沒辦法)。

很明顯,這三位研究人員不憂心人類的命運——用勞埃伯的話說,

這個脆弱的、有血有肉的物種隨時可能會死於氣候變化,或被惡劣的政治環境影響。相反,他們想知道怎樣才能消滅地球上的所有生命。為了做到這點,三人重點研究了世界上最頑強的動物——水熊蟲。

水熊蟲(圖源:斯高克萊等人,

PLOS ONE網)

水熊蟲又名“水熊”,是長有八條腿的微型水生動物(詳情參見往期文章《水熊蟲:這傢伙變得越來越奇葩了》)。它們步履緩慢、圓圓胖胖、嘴巴縮攏,看起來很是奇怪。水熊蟲還是韌性的典範。在極端環境中,它們可以排出體內所有水分,讓身體變得乾癟皺縮,從而進入休眠狀態。就像我之前寫的那樣,它們不僅不需要食物或水,還能在接近絕對零度的嚴寒和151攝氏度的高溫中存活幾分鐘。它們能承受深海中的巨大壓力,能殺死其他動物的輻射劑量對它們而言不過是毛毛雨,即使被浸泡在有毒的溶劑中,它們也死不了。目前,它們是唯一能在真空中存活的動物。如果你想知道怎樣徹底毀滅地球,你得先知道怎樣殺死水熊蟲。

(具有諷刺意味的是,一根手指就能了結水熊蟲:一位科學家曾告訴我,水熊蟲對機械性損傷耐受度不強,這意味著你可以把它壓扁。但是,假若沒有跑遍世界只為捏死水熊蟲的復仇之神,我們還有什麼辦法呢?)

斯隆、巴蒂斯塔和勞埃伯想到了三個可能毀滅地球的殺手:一顆會撞擊地球的小行星,就像曾殺死大多數恐龍的那顆;地球附近即將變成超新星的恒星;伽馬射線暴(Gamma Ray Burst)——遙遠的恒星塌陷後引發的高能爆炸。

伽馬射線暴模擬圖,圖源:Giphy

“在太陽的生命週期沒有結束前,水熊蟲可能會一直存活下去。”

以小行星為例,任何被它直接撞擊過的物體顯然都會陷入糟糕的境地,此外,碰撞揚起的大量塵埃會阻擋太陽,導致全球溫度驟降。超新星和伽馬射線暴會以類似的方式殺死生命體,會用強烈的輻射侵襲地球。它們破壞臭氧層,讓更多的輻射到達地表。它們會把大氣中的氮氣和氧氣轉化成一氧化二氮,從而製造出酸雨和阻擋陽光的煙霧。

對人類和陸地上的其他生命體而言,這類局面是非常糟糕的。不過,生活在地下或深海的物種(譬如水熊蟲)能在很大程度上得到土壤或水的庇護。它們不需要陽光,你也不能把海洋酸化到足以殺死它們的程度。你當然可以對它們進行輻射,但這些動物對輻射抵抗力很強,而且上覆水還會削弱輻射。斯隆、巴蒂斯塔和勞埃伯認為,能殺死海底水熊蟲的輻射量,也足以讓海水沸騰——這顯然是更緊迫的問題。在輻射了結它們之前,四處擴散的熱量早就動完手了。

因此,要毀滅地球就要有足夠的熱量。一場天文災害能向海洋傳遞足以使其超過100攝氏度的能量嗎?

圖源:radiogunk

如果一顆小行星的重量高於1.7千萬億公噸,那麼它大概會比撞擊恐龍的隕石重10到1000倍。在我們的太陽系中,只有19顆已知的小行星足夠大(還有冥王星等矮行星),但它們的軌道都和地球的不同。在太陽系之外,三位研究人員推算出,十億年內,這些終結生命的怪物與地球相撞的幾率僅為十萬分之一。

超新星和伽馬射線暴都能釋放出讓海洋沸騰的能量,但這能量會因距離而消散。要滅絕水熊蟲,超新星最遠也要在距地球0.13光年處形成。而最接近地球的恒星(除太陽外)比鄰星在4.25光年處,它太小了,因而不可能成為超新星;即使能,它也只能讓海洋的溫度升高0.1攝氏度而已。

“如果銀河系中的其他地方真的存在生命,我們應該期盼它們仍未滅絕。”

這些推測都基於地球,但在安全距離內,我們並不孤單。巴蒂斯塔建了一個能反映銀河系恒星密度的類比模型,事實證明銀河系中心的恒星更密集。但即使在那裡,也只有1%的行星最終會因恒星爆炸而毀滅。伽馬射線暴也不太可能成為毀滅者。根據它們發生的頻率,每10億年,它們毀滅某星球的幾率僅有百億分之一。(再強調一次,我們正在討論怎樣才能毀滅水熊蟲。斯隆說:“當你把類似我們人類的動物納入考慮範圍時,死亡範圍會變得更大。天啊,我剛剛發明了‘死亡範圍’這個詞。真嚇人。”)

圖源:Fanpop

最終,太陽會膨脹,可能還會讓地球陷入火海之中,然後再塌陷並永久凍結。勞埃伯說:“太陽毀滅會終結地球上的生命,在那之前,天文災害不太可能會毀滅地球。在太陽的生命週期沒有結束前,水熊蟲可能會一直存活下去。而它們僅僅是最頑強的動物而已。如果它們能活下去,微生物或許也能。”

歷史上,地球至少經歷了5次大規模的物種滅絕,其中大部分生物永遠消失了,但總有一些物種能逃脫“大清洗”。斯隆、巴蒂斯塔和勞埃伯認為,即使面臨更大的災難,生命體仍會以某種形式繼續存在。

西南研究所的克拉克·查普曼(Clark Chapman)贊同他們的結論。他說:“雖然人類文明(比如當前存在的人類文明)會面臨著很小的風險,但幾乎可以肯定的是,未來數十億年內,地球不會毀滅。”不過他指出,就過去的太陽系而言,情況可能有所不同,“那時的天體比今日的小行星及彗星大的多,當它們撞向可能已有了生命的星球時,確實會毀滅它們。譬如,在地球史初期,一個火星大小的物體可能撞擊過地球,於是月球隨之而生。”

查普曼說,除此之外,沒人知道其他行星上的進化方式是否與地球的相同。會有能忍受極端環境、類似于水熊蟲的生物體誕生嗎?它們能找到像深海那樣的安全避難所嗎?他說:“推測太陽系外生命體的進化方式及生存能力是很投機的行為。”

斯隆承認他和他的同事研究時做了很多假設。當科學家們研究地球以外的生命時,他們會情不自禁把地球上的生命作為起點。目前,斯隆認為我們很有希望找到類似水熊蟲的生物。

過去幾十年裡,天文學家已經在太陽系外發現了數千顆行星。有些和地球差不多大,有些圍繞著恒星的宜居帶旋轉,宜居帶能供給它們足夠的熱量,但熱量不會太多。它們是否像火星那樣適合孕育生命還是一個懸而未決的問題。但斯隆說:“如果銀河系中的其他地方真的存在生命,我們應該期盼它們仍未滅絕。”

liweitan2014),神經基礎研究、腦科學、哲學……亂七八糟的什麼都有。反清新,反心靈雞湯,反一般二逼文藝,反基礎,反本質。

投稿郵箱:wumiaotrends@163.com

它們能承受深海中的巨大壓力,能殺死其他動物的輻射劑量對它們而言不過是毛毛雨,即使被浸泡在有毒的溶劑中,它們也死不了。目前,它們是唯一能在真空中存活的動物。如果你想知道怎樣徹底毀滅地球,你得先知道怎樣殺死水熊蟲。

(具有諷刺意味的是,一根手指就能了結水熊蟲:一位科學家曾告訴我,水熊蟲對機械性損傷耐受度不強,這意味著你可以把它壓扁。但是,假若沒有跑遍世界只為捏死水熊蟲的復仇之神,我們還有什麼辦法呢?)

斯隆、巴蒂斯塔和勞埃伯想到了三個可能毀滅地球的殺手:一顆會撞擊地球的小行星,就像曾殺死大多數恐龍的那顆;地球附近即將變成超新星的恒星;伽馬射線暴(Gamma Ray Burst)——遙遠的恒星塌陷後引發的高能爆炸。

伽馬射線暴模擬圖,圖源:Giphy

“在太陽的生命週期沒有結束前,水熊蟲可能會一直存活下去。”

以小行星為例,任何被它直接撞擊過的物體顯然都會陷入糟糕的境地,此外,碰撞揚起的大量塵埃會阻擋太陽,導致全球溫度驟降。超新星和伽馬射線暴會以類似的方式殺死生命體,會用強烈的輻射侵襲地球。它們破壞臭氧層,讓更多的輻射到達地表。它們會把大氣中的氮氣和氧氣轉化成一氧化二氮,從而製造出酸雨和阻擋陽光的煙霧。

對人類和陸地上的其他生命體而言,這類局面是非常糟糕的。不過,生活在地下或深海的物種(譬如水熊蟲)能在很大程度上得到土壤或水的庇護。它們不需要陽光,你也不能把海洋酸化到足以殺死它們的程度。你當然可以對它們進行輻射,但這些動物對輻射抵抗力很強,而且上覆水還會削弱輻射。斯隆、巴蒂斯塔和勞埃伯認為,能殺死海底水熊蟲的輻射量,也足以讓海水沸騰——這顯然是更緊迫的問題。在輻射了結它們之前,四處擴散的熱量早就動完手了。

因此,要毀滅地球就要有足夠的熱量。一場天文災害能向海洋傳遞足以使其超過100攝氏度的能量嗎?

圖源:radiogunk

如果一顆小行星的重量高於1.7千萬億公噸,那麼它大概會比撞擊恐龍的隕石重10到1000倍。在我們的太陽系中,只有19顆已知的小行星足夠大(還有冥王星等矮行星),但它們的軌道都和地球的不同。在太陽系之外,三位研究人員推算出,十億年內,這些終結生命的怪物與地球相撞的幾率僅為十萬分之一。

超新星和伽馬射線暴都能釋放出讓海洋沸騰的能量,但這能量會因距離而消散。要滅絕水熊蟲,超新星最遠也要在距地球0.13光年處形成。而最接近地球的恒星(除太陽外)比鄰星在4.25光年處,它太小了,因而不可能成為超新星;即使能,它也只能讓海洋的溫度升高0.1攝氏度而已。

“如果銀河系中的其他地方真的存在生命,我們應該期盼它們仍未滅絕。”

這些推測都基於地球,但在安全距離內,我們並不孤單。巴蒂斯塔建了一個能反映銀河系恒星密度的類比模型,事實證明銀河系中心的恒星更密集。但即使在那裡,也只有1%的行星最終會因恒星爆炸而毀滅。伽馬射線暴也不太可能成為毀滅者。根據它們發生的頻率,每10億年,它們毀滅某星球的幾率僅有百億分之一。(再強調一次,我們正在討論怎樣才能毀滅水熊蟲。斯隆說:“當你把類似我們人類的動物納入考慮範圍時,死亡範圍會變得更大。天啊,我剛剛發明了‘死亡範圍’這個詞。真嚇人。”)

圖源:Fanpop

最終,太陽會膨脹,可能還會讓地球陷入火海之中,然後再塌陷並永久凍結。勞埃伯說:“太陽毀滅會終結地球上的生命,在那之前,天文災害不太可能會毀滅地球。在太陽的生命週期沒有結束前,水熊蟲可能會一直存活下去。而它們僅僅是最頑強的動物而已。如果它們能活下去,微生物或許也能。”

歷史上,地球至少經歷了5次大規模的物種滅絕,其中大部分生物永遠消失了,但總有一些物種能逃脫“大清洗”。斯隆、巴蒂斯塔和勞埃伯認為,即使面臨更大的災難,生命體仍會以某種形式繼續存在。

西南研究所的克拉克·查普曼(Clark Chapman)贊同他們的結論。他說:“雖然人類文明(比如當前存在的人類文明)會面臨著很小的風險,但幾乎可以肯定的是,未來數十億年內,地球不會毀滅。”不過他指出,就過去的太陽系而言,情況可能有所不同,“那時的天體比今日的小行星及彗星大的多,當它們撞向可能已有了生命的星球時,確實會毀滅它們。譬如,在地球史初期,一個火星大小的物體可能撞擊過地球,於是月球隨之而生。”

查普曼說,除此之外,沒人知道其他行星上的進化方式是否與地球的相同。會有能忍受極端環境、類似于水熊蟲的生物體誕生嗎?它們能找到像深海那樣的安全避難所嗎?他說:“推測太陽系外生命體的進化方式及生存能力是很投機的行為。”

斯隆承認他和他的同事研究時做了很多假設。當科學家們研究地球以外的生命時,他們會情不自禁把地球上的生命作為起點。目前,斯隆認為我們很有希望找到類似水熊蟲的生物。

過去幾十年裡,天文學家已經在太陽系外發現了數千顆行星。有些和地球差不多大,有些圍繞著恒星的宜居帶旋轉,宜居帶能供給它們足夠的熱量,但熱量不會太多。它們是否像火星那樣適合孕育生命還是一個懸而未決的問題。但斯隆說:“如果銀河系中的其他地方真的存在生命,我們應該期盼它們仍未滅絕。”

liweitan2014),神經基礎研究、腦科學、哲學……亂七八糟的什麼都有。反清新,反心靈雞湯,反一般二逼文藝,反基礎,反本質。

投稿郵箱:wumiaotrends@163.com