书城科普读物宇宙的奥秘
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第11章 揭开太阳的面纱(5)

小行星近地小行星轨道偏心率一般比较大,从它与地球之间距离来说,最近时一般几百公里至5000万公里,少有贴近到百万公里的。1937年10月小行星赫姆,在地球外80万公里附近掠过,只相当于月地距离的两倍,1989年3月,也有一颗小行星飞到距地球75万公里的位置,又远离我们而去,从辽阔的宇宙空间尺度来看,说它们与地球近在咫尺,也许并不夸张。这么多小行星在地球附近空间穿来穿去,确实让人捏一把汗的。

4.地球遇上灾难性碰撞的可能性有多大

根据专家的看法,直径大于1公里的小行星以及超过600米的彗星,原则上都有可能成为地球的潜在敌人。据天文学家计算,目前宇宙中,直径为1公里的“危险分子”大约1200~2000颗,太阳系中,直径100米的彗星达100万颗,潜在威胁很大。

那么近地小行星与地球碰撞几率如何呢?各方面估计不尽相同,出入也大。有人估计,平均几十万年或几千万年才发生一次,这对地球46亿多年的漫长岁月而言,可以用“司空见惯”来形容了。

——每年都发生的可能性50万分之一。

——今后100年的可能性10万分之一。

一—人的一生中的可能性20万之一。

像彗木碰撞每1000万~8000万年有一次。

日本吉川真通过分析,直径为1公里以上小行星撞击概率12万年一次,今后2600年间,有五六个小行星处于和地球较为接近的状态,最近是相距15万公里,约为月地距离一半。

所以,所谓杞人忧天不无道理,所谓天地冲撞也并不是危言耸听。应唤起天文学家和公众注意。

目前,从这一角度看,就算是百万分之一的几率,一旦小天体突袭地球,人类应抢先预报,测算轨道。对此,中国天文学家通过传媒公布了科学预测:未来100年之内,地球可相安无事,北京天文台研究员李启斌和同事经研究,他们说到21世纪会有小行星三度“接近”地球,第一次是编号4179的小行星于2004年9月29日在距地球150万公里处一擦而去;第二是编号2340号的小行星于2069年在距地球100万公里处与地球照上一面,再于2086年重新来到距地球105万~110万公里的地方拜会地球。

而人类可能会采取拦截、击毁、改变轨道等方法保卫地球家园,使其不至在地面造成巨大的危害。

总之现代的地球人不会坐以待毙,等待灭绝。人类有能力保护自己!

5.防范地球遭撞击之策略

设想未来某一天,一个巨大的天体向地球飞驰而来,人们该采取何种措施呢?小天体撞击地球已经是一个非常现实的问题。

科学家们比较一致的认识是:对地球威胁最大的是那些数以千计的近地小天体。它们主要是小行星、彗星以及它们抛洒在轨道上的碎块,此外还有流星体等,它们是人类的天敌,要随时监视它们,想尽一切办法控制它们,决不可掉以轻心。

我们要做的工作是:——建立小天体档案,把所有直径大于1公里的近地小天体的全部数据编制成观测表,登记在案,加强观测和监视。——筛选出有危险“企图”的近地天体,及时探讨如何有效预防和拦截措施。——建设“空间警戒网”。准备在全球范围内建立6架专用于小天体观测的天文望远镜。望远镜口径不小于2米,首先寻找和监控可能在下个世纪“骚扰”地球的近地天体。—研究和实施拦截、击毁、改变小天体运动轨道的高超技术。办法是:给小天体一个垂直于它运动方面的横向速度,这个天体就不会再按“危险历程”运行了;也可以采用爆炸的形式打掉小天体,但也有科学家不赞同此做法。——重要的是给出近地小行星的预警时间,使人类有可能作好充分准备来避免。

进行这项工作绝非一朝一夕之功,它需要唤起全世界的注意,集中全人类的智慧,参与到保卫地球的行动中来。

1993年4月,天文学家们特意在意大利的埃里斯召开专门国际会议,共同讨论了小天体可能撞击地球的问题。会议通过并发表了《埃里斯宣言》,受到了很多国家和组织的重视和关注。

防卫策略之一:使其偏离原轨道

防范空间来犯者,首先测定潜在撞击物体的位置并掌握他们在地球附近的活动。只需一个很小的冲力,就可改变天体的运行速度,即可使小天体偏离原来的轨道,它们就不会同地球相撞,使其在冲击地球前几十年就推出原来的轨道。改变天体的速度,可以通过改变其质量来实现。具体办法有二:

①激光束。通过一种巨大的激光装置,它能把极大能量投射到危险天体一侧。激光束使被投射一侧表面温度急剧升高,使它裂开并最终分离出来,这样就减少了天体质量,从而改变其运动速度和轨迹。当然这种技术要求,目前实难达到。

②质量转移器。想法在危险目标上安装一台质量转移器,让其在上面不断挖掘矿物,并不断抛入太空并持续数年或数十年,最后达到减小其质量和改变其轨迹的目标。

当然,这种机械任务对目前来讲,实属难度太大。

防卫策略之二:在目标上空引爆核弹

该措施是在目标物上空几百米处引降一枚核弹。可使用一个巨大的俄国发射装置装上美国核弹头的拦截导弹射向目标上空。

该办法的原理同前面讲到的“激光束”一样,炸弹的能量使目标物一侧急剧升温使之分裂。

科学家们计算了各种可能性,其重量达到1万吨(可偏转1公里直径的物体),大到1000万吨(可偏转10公里直径的物体)。这种技术被认为是最节能的,使潜在杀手发生偏斜的手段。

防卫策略之三:粉碎来犯者

想避免宇宙大碰撞,看来最有效的办法是摧毁来犯者。但是,严重的问题是这类爆炸势将不可避免地产生巨大的、无法预测的碎片。为了摧毁撞击物,爆炸必须大得使每个碎片小于10米,以确保它们在地球大气层中全部烧光。想要取得效果最大的爆炸,最好的办法是把爆炸物深深地置于撞击物的内部。这种技术要求性能良好的深埋装置(目前尚未发展这类产品),也需要炸毁天体所需的巨额能量。一枚百万吨级的核弹头能摧毁一个750米直径的球体,10亿吨级的核弹能摧毁一个7公里直径的物体。与偏转办法相比,粉碎行动不仅危险得多,所耗能量之大也无法比拟。

防卫策略之四:“以毒攻毒”方案

此方案,又称“灵巧峰峦”计划。

这一计划堪称是争议中的星球大战计划“灵巧卵石”的老大哥。它建议把体积很小的小行星准确地引入地球轨道,用它们攻打一颗较大的小行星。这一办法纯属异想天开,但尚未经受过认真研究。

陨石曾毁灭地球吗

近日,英国科学家向政府提交了一份报告,建议政府必须积极努力地采取预防措施,防止来自外太空的陨石撞向地球。

为研究被称之为“近地球物体”(Neo’s)与地球相撞的可能性而成立的一个特别工作小组称,来自太空陨石的威胁并不是科学幻想,而是一项必须严肃对待的事情。这项报告是由为几家太空机构和政府研究协会工作的哈里·阿特金森和英国前大使克里斯宾·蒂凯尔以及伦敦学院戴维·威廉姆斯教授联合发表的。

这项报告发表的内容与将要掠过地球的2000RD53小行星的情况有关,这颗行星距离地球的距离是月亮与地球距离的12倍。尽管这颗“太空巨石”不会撞向地球,但这颗直径在300到400米的行星会在“极近”的距离掠过地球。这应该是特别工作小组结论中最重要的部分。

天文学家最近预测说,大约会有一千颗直径在一公里,或者更大的行星沿着它们的运行轨道掠过地球。

大约六千五百万年前,一个直径10公里的行星撞在地球上,导致了恐龙的灭绝。但是,到目前为止,还没有人因为陨石的撞击而死亡。然而,科学家称,来自太空陨石的威胁可以说是我们必须认真考虑的问题了。

科学家们估计,大约每1万年就有一颗直径100米、相当于百万吨级炸弹的太空物体撞向地球。每10万年就有一颗直径1公里大小的太空物体撞向地球。

这次的报告向政府提出了14项建议,其中包括:1.敦促国际社会就此问题作出努力。2.提高对外来陨石的预测能力。3.预估风险及事情发生后的后果。

尽管陨石的坠落会给地球带来毁灭性的灾难,但科学家们对它本身的研究的热情依然不减。美国航天局的一位科学家宣布,30年前坠落在澳大利亚的一颗陨石中含有石化的微生物。

当地媒体报道说,科学家使用新的技术在陨石中发现了这种石化的外星生命,这颗陨石的年龄为46亿岁,是1969年坠落在默奇森的维多利亚镇的。

马歇尔航天中心空间生物学小组的负责人理查德·胡佛教授对墨尔本的《先驱太阳报》说,他认为这种微生物是能够在极端环境中存活的细菌。

他说,生物有可能先是在太阳系中别的什么地方进化,然后才随着陨石来到地球上的。

他说,另外一种可能是,一颗陨石在撞击地球之后把尘埃抛到了太空中,此时穿过这些尘埃的小行星或者彗星有可能会沾染上一些尘埃。

采用电子显微镜拍摄的这块陨石的照片表明,这种“外星生命”在结构上与生活在温泉或者南极洲冰盖下的微生物相似。

他说:“在默奇森陨石中有大量的微生物化石。如果我们是在地球的岩石中发现这些东西的,那么整个科学界都会认为这无疑就是微生物的化石。我个人认为这是生命起源于陨石的强有力的证据,我们找到了细胞壁的证据,这些微生物与蓝细菌和紫硫磺细菌相似。”

胡佛说,现代技术使科学家能够区分陨石样本中近期的生物污染和真正的微生物化石。

美国航天局目前正在研究其他6块陨石,胡佛认为这些陨石中都含有微生物。

地球成因之谜

关心我们这个地球,并热爱它的人,难免会提出这样的问题:我们生活的这个地球是如何形成的?具有了一定科学知识的当代人,当然不会满足上帝“创世说”这样的答案。实际上,早在18世纪,法国生物学家布封就以他的彗星碰撞说打破了神学的禁锢。然而,人们也许还不知道,随着科学的进步,关于地球成因的学说已多达十多种,它们主要是:

1.彗星碰撞说。认为很久很久以前,一颗彗星进入太阳内,从太阳上面打下了包括地球在内的几个不同行星。(1749年)

2.陨星说。认为陨星积聚形成太阳和行星(1755年,康德在《宇宙发展史概论》中提出的)。

3.宇宙星云说。1796年,法国拉普拉斯在《宇宙体系论》中提出。认为星云(尘埃)积聚,产生太阳,太阳排出气体物质而形成行星。

4.双星说。认为除太阳之外,曾经有过第二颗恒星,行星都是由这颗恒星产生的。

5.行星平面说。认为所有的行星都在一个平面上绕太阳转,因而太阳系才能由原始的星云盘而产生。

6.卫星说。认为海王星、地球和土星的卫星大小大体相等,也可能存在过数百个同月球一样大的天体,它们构成了太阳系,而我们已知的卫星则是被遗留下来的“未被利用的”材料。

在以上众多的学说当中,康德的陨星假说与拉普拉斯的宇宙星云说,虽然在具体说法上有所不同,但二者都认为太阳系起源于弥漫物质(星云)。因此,后来把这个假说统称为康德——拉普拉斯假说,而被相当多的科学家所认可。

但随着科学的发展,人们发现“星云假说”也暴露了不少不能自圆其说的新问题。如逆行卫星和角动量分布异常问题。根据天文学家观察到的事实:在太阳系的系统内,太阳本身质量占太阳系总质量的99.87%,角动量只占0.73%;而其他九大行星及所有的卫星、彗星、流星群等总共只占太阳系总质量的0.13%,但它们的角动量却占99.27%。这个奇特现象,天文学上称为太阳系角动量分布异常问题。星云说对产生这种分布异常的原因“束手无策”。

另外,现代宇航科学发现越来越多的太空星体互相碰撞的现象,1979年8月30日美国的一颗卫星P78—1拍摄到了一个罕见的现象:一颗彗星以每秒560千米的高速,一头栽入了太阳的烈焰中。照片清晰地记录了彗星冲向太阳被吞噬的情景,12小时以后,彗星就无影无踪了。

1887年,也发生了一次“太空车祸”,人们观测到一颗彗星在行经近日点时,彗头被太阳吞噬;1945年,也有一颗彗星在近日点“失踪”。

前苏联天文学家沙弗洛诺夫还认为,地球所以侧着身子围绕太阳转,是地球形成1亿年后被一颗直径1000千米、重达10亿吨的小行星撞斜的……

既然宇宙间存在天体相撞的事实,那么,布封的“彗星碰撞”说的可能性依然存在,于是新的灾变说应运而生。

今天,地球起源的学说层出不穷,但地球是怎样形成的,仍是一个谜。

地球转动之谜

众所周知,地球在一个椭圆形轨道上围绕太阳公转,同时又绕地轴自转。因为这种不停的公转和自转,地球上才有了季节变化和昼夜交替。然而,是什么力量驱使地球这样永不停息地运动呢?地球运动的过去、现在、将来又是怎样的呢?

人们最容易产生的错觉,是认为地球的运动是一种标准的匀速运动,否则,一日的长短就会改变。伟大的牛顿就是这样认为的。他将整个宇宙天体的运动,看成是上好发条的机械,准确无误,完善无缺。