7月4日,一颗重820磅的铜弹将以每小时23,000英里的速度撞击坦普尔1号彗星。这次爆炸和由此产生的陨石坑应该会揭开彗星神秘的内部面纱,彗星被认为是太阳系形成初期的原始物质。H. Jay Melosh将是对此最感兴趣的观察者之一。他是亚利桑那大学月球与行星实验室的教授,也是NASA“深度撞击”科学团队的成员。他是第一位严肃地提出在太阳系早期,微生物可能通过陨石从一个行星旅行到另一个行星的科学家。
“深度撞击”听起来像原始人的科学:“扔石头,砸个洞。”
M:你可以这样概括,但很多科学最终就是这样。你可以用更精致的词语来描述更深入的探测,但我们在向一年级学生解释这次任务时运气很好,因为他们完全理解会发生什么。
你预计撞击时会看到什么?
M:我们希望能有惊喜。我们不知道彗星的表面是什么构成的。它可能像混凝土一样坚硬;也可能像一碗玉米片一样松散的尘埃。无论哪种情况,撞击器都设计成能造成一个大坑。我们可能会看到航天器消失在蓬松的物质中,然后稍后爆炸出来。我们可能会看到喷射物幕布和明亮的闪光。我们可能会挖出一个大坑;也可能挖出一个小坑。我们必须考虑到所有这些不同的可能性。
最糟糕的情况是什么?
M:我们可能会失误。即使那样,我们至少也能进行一次飞越,而且我们会得到比以往任何时候都更高分辨率的彗星图像。但那将是一个非常令人失望的结果。
这个实验只教你关于一颗彗星的知识,对吗?
M:我们不知道彗星有多么不同。我们只以非常低的分辨率成像过哈雷彗星、博雷利彗星和野2彗星的彗核。在开始研究任何一颗彗星之前,我们不会知道它们是如何运作的。像坦普尔1号这样绕太阳运行多次的短周期彗星,其表面的尘埃被认为已经耗尽了挥发性物质。我们将尝试从这颗彗星上清除这些物质。我们可能会确定这些尘埃是否粘在一起,非常坚硬,还是松散且密度非常低。在尘埃深处,是原始的冰——水冰、氨冰、二氧化碳冰、一氧化碳冰等。这些物质的丰度告诉我们彗星起源时的压力、温度和成分条件。
撞击有没有可能将彗星推向与地球相撞的轨道?
M:不,不,不,不。你可能会在一些网站上看到这种说法,但不行,这没有任何危险。撞击器质量与彗星质量的比例,大约相当于一只蚊子质量与一架满载的波音767质量的比例。这是微不足道的。
你最具争议性的工作是什么?
M:过去是关于火星陨石可能从火星被弹出并来到地球的提议,并且考虑到发射的条件,像细菌孢子这样的生物有可能搭便车并从一个行星转移到另一个行星。我在1990年给《自然》杂志的一封信中提出了这个建议,坦率地说,他们把它当作笑话。我的许多同事认为我简直是疯了。
现在呢?
M:这个想法几乎已经成为主流。很多人都说这是真的,尽管目前没有任何证据表明这种情况发生过。
微生物从一个行星转移到另一个行星的可能性有多大?
M:如果火星上有微生物,那么它们通过这个过程到达地球的可能性就非常大。同样,地球的喷射物很可能将微生物带到了火星,在那里它们有机会繁殖。现在,它们是否成功地站稳脚跟则不那么确定了。
有没有办法判断?
M:也许可以,也许不可以。这取决于那个时代的岩石保存是否完好。但可以肯定的是,如果我们发现火星生命的遗迹,并且它使用的遗传密码与地球生命相同,那么这两种生命形式几乎可以肯定是有联系的。
除了显而易见的物理创伤,撞击是如何塑造地球的?
M:地球上几乎每一个原子都经历过一次超高速撞击的核心。物质是通过与正在增长的行星碰撞来到地球的。所以,从某种意义上说,撞击塑造了一切。
我们的命运是否掌握在太空飞行的事物手中?
M:是的,在某种程度上。撞击过去发生过。未来也会发生。我们现在正在尽我们所能找到所有直径大于一公里的天体。我们知道,可能不像我们以前认为的那样有近2000个这样的天体,而是大约1100个,而且我们已经发现了过半。目前没有一个天体对我们构成威胁,但这并不意味着未来它们的轨道不会改变,从而使它们与地球发生碰撞。我们处于一个独特的位置,可以对此做些什么。
你提出了自己的方案?
M:哦,是的,没错。我得给你一些背景。1992年,洛斯阿拉莫斯国家实验室举行了一次会议,讨论大型小行星撞击地球的后果。洛斯阿拉莫斯的应对方案是用核武器炸毁小行星。我认为核武器对地球的危险比小行星本身更大。
怎么说?
M:一公里大小的小行星,那些可能导致全球性问题的小行星,需要高达100吉吨的武器——不是兆吨。这比任何已开发过的武器都要大。会议上的“炸弹男孩们”渴望开始开发这些超级炸弹。但我担心政府会将吉吨级核武器发射到航天器上,就像一位参加过苏联武器计划的俄罗斯同事一样,他有一些关于核试验失败的精彩故事。所以我们密谋找到一种不使用核武器就能偏转小行星的合理方法。我们想出了一个太阳能收集器。
它将如何工作?
M:这个想法是使用一个巨大、脆弱、缓慢——因此容易被摧毁——的太阳能收集器,将阳光聚焦在小行星的一个点上,使其足够热,形成类似彗星上的喷流。如果这个喷流长时间膨胀,就会产生足够的定向力来真正将小行星推离与地球的碰撞轨道。
你能用大型小行星做到这一点吗?
M:是的,用足够大的太阳能收集器。一颗一公里大小的小行星可以在一年内被一个大约一公里直径的太阳能收集器偏转——我后来得知,这种东西确实存在。南加州有一家公司联系了我,告诉我他们已经建造了它。然后他们又联系了我,说:“哦,不,我们什么都没做。”他们在一次航天飞机任务上飞行了一个直径14米的。我们可以说,他们的工程师非常清楚如何建造一个一公里直径的东西。
这听起来比炸毁小行星更复杂。
M:它 *确实* 更复杂。用核武器,你只需将弹头送出去并引爆它。但你也会有放射性碎片会落到地球上。用太阳能收集器,我们飞出去并绕着小行星运行,但整个偏转方案的优点是缓慢、巨大、脆弱,而且不太可能被用作武器。这是我对无核世界的贡献。
你为什么开发了一个撞击效应计算器并将其放在网上?
M:每次撞击成为新闻时,我都会接到媒体人员的电话,他们想知道,例如,“如果亚特兰大被击中,夏洛茨维尔会发生什么?”每次接到这样的电话,我都要花上几个小时做同样的事情,拿出核武器效应手册和地震手册,然后计算出答案。我的想法是,这可以缓解人们对小型撞击效应的许多担忧,尽管很多人会把大物体输入计算器,并将自己置于离得很近的地方,然后吓唬自己。我们特意避免了血腥的场面,但有图形化的描述。
例如?
M:三个主要影响——热辐射,最先到达,然后是地震晃动和喷射物,最后是空气爆炸。所以计算器会说,在这个声音强度下,你的耳膜会破裂,鼻子会流血,眼睛会破裂,等等。
如果一颗小行星要撞击地球,它可能撞到哪里造成的损害最小?
M:撒哈拉沙漠的中间,那里只会“砰”的一声,没人会注意到。海洋也不会太糟糕。
最糟糕的地方是哪里?
M:显然,如果一个100米大的物体落在纽约、伦敦、旧金山或任何其他主要城市,那将非常糟糕。
撞击会引发其他效应吗?
M:假设一个被撞击摧毁的城市在一个拥有核武器的国家,他们以为自己受到了攻击。比如莫斯科突然被一次巨大的20兆吨爆炸摧毁,大约相当于一个100米大小的物体所能提供的威力。如果他们没有意识到这是流星撞击,而是认为这是美国的不友好行为,就可能引发一场核战争。俄罗斯的导弹网络已经衰退到无法区分撞击和爆炸的程度。只有美国的防御网络能够做到。如果发生了一次大爆炸,而我们说这真的是流星撞击,人们会相信吗?这是我最大的担忧。














