當前位置: 華文星空 > 心靈

如果人類知道有一個Gamma射線暴即將到來,有手段不使人類文明淪陷嗎?

2021-07-21心靈

問:如果人類知道有一個Gamma射線暴即將到來,有手段不使人類文明淪陷嗎?

答:有,但基本上「什麽都不做」也沒太大問題。

你可以了解基礎科學知識,破除對 N 手科幻模因的迷信。

迄今為止觀測到的所有Gamma射線暴都發生在銀河系之外。在遙遠的距離上發生的Gamma射線暴,給地球生物圈造成打擊的機制是「破壞臭氧層、讓太陽放射線和宇宙線攻擊地表」,無法期待其本身造成直接傷害。這種照射可以被混凝土·土石地面等制成的掩體、玻璃、金屬、海水等穩定地防禦。

十幾年前,一些媒體和自媒體曾經吹噓 2580 ± 120 光年外的 WR 104 發生超新星爆發時「可能」產生危及地球的Gamma射線暴,但「超新星沿自轉軸產生Gamma射線暴」是未被證實的假說。WR 104 在 2008 年熱門了一陣,2015 年以來就比較冷了。

  • 那假說需要恒星達到很高的自轉速度來產生定向噴流,而 WR 104 的自轉速度無法期待 [1]
  • WR 104 的自轉軸並沒對著太陽系,估計值有約 12 度、約 30~40 度。如果它有足夠的自轉速度,Gamma射線流的角度約 2~20 度,越寬威力越弱。
  • 如果 WR 104 成功將Gamma射線照射在地球上,臭氧層會被暫時打掉四分之一,到達地表的太陽紫外線會暫時增加約 50%。這可以讓紫外線照射導致的 DNA 損傷變成現在的約 16 倍,部份生物被曬傷、皮膚癌增加,效果持續數年。完全不用期待這給地球生物造成多大的損失。
  • 平均而言,海拔高度每上升 1000 米,紫外線強度會增加百分之十二。如果你居住在海拔約 0 米的地方,帶著氧氣瓶等裝置去青藏高原旅遊,你就可以體驗到 WR 104 能在海拔約 0 米處引起的紫外線照射量了。
  • 在水下 50 厘米處接收到的紫外線強度是水面接收到的百分之四十。
  • 顯然,你無法靠這種數據說服什麽國家投資去準備抵禦 WR 104 的爆發。

    1987 年,人們觀測到超新星 SN 1987A 爆發,其中數十個來自該超新星的微中子觸發了世界上當時存在的微中子探測裝置,這比該超新星的第一個電磁放射線訊號到達地球要早幾個小時。這被解釋為「星體核心塌縮數秒後釋放大量微中子,而爆炸沖擊波需要數小時才能到達星體的表面並行出光子。微中子比光子更容易穿過發生爆炸的恒星周圍受到激烈擾動的物質」。目前測定的微中子速度非常接近真空光速(由於儀器有問題、誤差或未知機制,有時測出的值還會超過真空光速),至少能提供銀河系內超新星爆發的預警訊號。因此, 超新星早期預警系統可以利用微中子探測器網路監視可能發生的超新星爆發

    在預警訊號出現後,一部份人可以酌情躲進防核掩體之類(不用特別著急,臭氧層破壞的過程需要數天時間),通常而言民宅裏的普通人也不會受到多大影響 。高原地區、熱帶地區的人們在那之後出門時可能需要穿戴簡單的防護裝置,來減少被曬傷和致癌的風險。

  • 地球大氣很擅長吸收高能電磁放射線,5000~8000 光年外發生的Gamma射線暴無法提高地表的Gamma放射線強度。但是,這過程會在地球大氣裏產生氮氧化物,與臭氧發生反應,模型顯示在全球範圍內可以削弱臭氧層 25%~35%,部份地區可達 75%,持續數年。
  • 氮氧化物還可以稍微遮擋陽光,但最多 1%。那之後,它們會變成酸雨,但很輕微, 地球植物可能從中受益
  • 如果你要將非人生物也遮蔽起來,歐洲多地早已為防備核戰爭建立了 有掩蔽的植物種子庫 等設施,但實際上在「對付Gamma射線暴」方面這沒什麽必要。

  • 許多植物和地衣擅長承受紫外線。
  • 自然界的許多微生物、真菌、昆蟲根本不在乎上述機制所能制造的極限放射線量。
  • 許多海洋生物會被海水遮蔽而無傷。
  • 二十世紀科幻作家:Gamma射線暴可能危及地球光合產量。

    藍菌:別看我,臭氧層最初由我創造。

    將奧陶紀-誌留紀滅絕事件(奧陶紀大滅絕)歸因到Gamma射線暴十分可笑。按照地層記錄中的放射性元素,倘若那是Gamma射線暴引起的,那麽其引起的臭氧層損失至多 50%,效果只能持續 5 年。為了達到這個效果,Gamma射線暴要發生在距離我們 6000 光年之內(在銀河系內),現在根本找不到一處適當的恒星殘骸去充當該爆發源。

    紫外線可以被人為散布的臭氧以外的物質(例如二氧化硫)反射 。在這個情景裏進行地球工程的阻力大抵比現在要小得多。這會同時緩解全球暖化。

    至於「現在開始建造更多防核掩體」,「為戰爭做準備」或許能在一些國家說服其政府和/或人民,「為超新星、Gamma射線暴做準備」則是不怎麽能期待的。目前沒有觀測到任何天體呈現出「能靠超新星、Gamma射線暴給地球造成實質打擊」的跡象。

    參考

    1. ^ https://link.springer.com/article/10.1007/s10509-007-9583-8