你可能已经听说过电影《世界末日》完全错了——用炸弹或几枚炸弹炸毁一颗飞向地球的小行星根本不可行。但它到底有多不现实呢？将于 3 月 15 日发表在行星科学期刊《Icarus》上的一项新研究，将人类可能寄希望于核爆摧毁来袭小行星威胁的任何希望，进一步推向了不可能的领域。事实证明，破碎小行星真的、真的很难做到。
这项新研究由约翰霍普金斯大学技术工程系研究员 Charles El Mir 领导。他利用了我们对岩石断裂方式的最新理解以及改进的计算机代码，来模拟用大物体撞击小行星时会发生什么。
El Mir 在一份新闻稿中说：“我们的问题是，摧毁一颗小行星并将其粉碎成碎片需要多少能量？”
他表示，这个问题的答案是“小行星比我们以前认为的更坚固，需要更多的能量才能完全粉碎”。
小行星的两步
El Mir 和他的团队运行的模拟让他们通过一种“混合”方法研究了小行星碰撞的后果，该方法侧重于两次不同类型的计算机代码对碰撞的两个不同阶段。他们模拟了一颗直径为 15 英里（25 公里）的小行星，该小行星以每秒 3 英里（5 公里）的速度与一颗直径为 0.75 英里（1.21 公里）的玄武岩撞击体发生正面碰撞。
在这次虚构的碰撞中，一种材料模型首先显示了撞击后小行星内部发生的短期断裂，这个过程发生在一秒钟的极短时间内。然后，他们的代码将计算移交给另一种称为 N 体模型的模型，该模型显示了长期（撞击后数小时）的情况——小行星的引力如何影响碰撞中可能飞出的任何小碎片。
小行星会撞击破碎吗？随着时间的推移，这些碎片会怎样？它们会飞散开，还是会重新聚集形成小行星，从而抵消撞击的影响？
作为回答，研究小组发现，不会——小行星在撞击时并未破碎。相反，最初的撞击导致数百万个内部裂缝产生，并且靠近撞击的区域像沙子一样流动，从而形成了一个陨石坑。但这些裂缝并没有摧毁小行星；相反，它们留下了一个损坏但完整的物体，该物体足够大，可以将任何可能飞出的较小碎片吸回自身，从而基本上完全重组了母体。
结果与 2000 年代初的先前研究大相径庭，当时的模拟代码是针对一对相同的小行星进行的。在那项研究中，较大的物体被完全摧毁。但研究人员表示，旧的代码无法考虑到初始碰撞期间小行星上发生的小尺度过程。作者说，由于裂缝在小行星中传播的速度有限，它们不会像以前认为的那样容易将小行星粉碎。
不仅仅是电影魔术
这并不是电影观众所期待的大规模破坏，但它确实告诉研究人员很多关于小行星之间的碰撞如何塑造了它们如今的演变。研究人员说，这项工作也为未来从小行星上开采材料的任务提供了应用。这是因为碰撞期间抛出的材料最终散射回了小行星的表面——可能暴露了内部的财富，使其更容易获取。
但仍然很难忘记一颗小行星飞向我们星球的画面。虽然这项新研究表明，好莱坞式的爆炸无法将地球从来袭的撞击体中拯救出来，但它仍然包含着回答如果我们面临《世界末日》中的情况时该怎么办的关键。（而且，以防万一你开始感到紧张，NASA 已经在关注此事了——行星防御协调办公室的任务是监测和了解任何轨道使其进入 0.05 AU [约 460 万英里或 700 万公里] 以内的任何大型物体。）
El Mir 说：“如果有一颗小行星飞向地球，我们是将其分解成小碎片更好，还是将其推向不同的方向更好？如果是后者，我们应该用多大的力量才能将其推开而不使其破碎？这些都是正在考虑的实际问题。”
该研究的合著者、霍普金斯极端材料研究所的 K.T. Ramesh 补充道：“这些问题从学术性转变为定义我们如何应对重大威胁，这只是时间问题。我们需要对那时该怎么做有一个好的想法——而像这样的科学努力对于帮助我们做出这些决定至关重要。”
