如果人类知道有一个伽马射线暴即将到来，有手段不使人类文明毁灭吗？

2021-07-21心灵

问：如果人类知道有一个伽马射线暴即将到来，有手段不使人类文明毁灭吗？

答：有，但基本上「什么都不做」也没太大问题。

你可以了解基础科学知识，破除对 N 手科幻模因的迷信。

迄今为止观测到的所有伽马射线暴都发生在银河系之外。在遥远的距离上发生的伽马射线暴，给地球生物圈造成打击的机制是「破坏臭氧层、让太阳辐射和宇宙线攻击地表」，无法期待其本身造成直接伤害。这种照射可以被混凝土·土石地面等制成的掩体、玻璃、金属、海水等稳定地防御。

十几年前，一些媒体和自媒体曾经吹嘘 2580 ± 120 光年外的 WR 104 发生超新星爆发时「可能」产生危及地球的伽马射线暴，但「超新星沿自转轴产生伽马射线暴」是未被证实的假说。WR 104 在 2008 年热门了一阵，2015 年以来就比较冷了。

那假说需要恒星达到很高的自转速度来产生定向喷流，而 WR 104 的自转速度无法期待 ^[1] 。

WR 104 的自转轴并没对着太阳系，估计值有约 12 度、约 30~40 度。如果它有足够的自转速度，伽马射线流的角度约 2~20 度，越宽威力越弱。

如果 WR 104 成功将伽马射线照射在地球上，臭氧层会被暂时打掉四分之一，到达地表的太阳紫外线会暂时增加约 50%。这可以让紫外线照射导致的 DNA 损伤变成现在的约 16 倍，部分生物被晒伤、皮肤癌增加，效果持续数年。完全不用期待这给地球生物造成多大的损失。

平均而言，海拔高度每上升 1000 米，紫外线强度会增加百分之十二。如果你居住在海拔约 0 米的地方，带着氧气瓶等设备去青藏高原旅游，你就可以体验到 WR 104 能在海拔约 0 米处引起的紫外线照射量了。

在水下 50 厘米处接收到的紫外线强度是水面接收到的百分之四十。

显然，你无法靠这种数据说服什么国家投资去准备抵御 WR 104 的爆发。

1987 年，人们观测到超新星 SN 1987A 爆发，其中数十个来自该超新星的中微子触发了世界上当时存在的中微子探测设备，这比该超新星的首个电磁辐射信号到达地球要早几个小时。这被解释为「星体核心坍缩数秒后释放大量中微子，而爆炸冲击波需要数小时才能到达星体的表面并发出光子。中微子比光子更容易穿过发生爆炸的恒星周围受到激烈扰动的物质」。目前测定的中微子速度非常接近真空光速（由于仪器有问题、误差或未知机制，有时测出的值还会超过真空光速），至少能提供银河系内超新星爆发的预警信号。因此， 超新星早期预警系统可以利用中微子探测器网络监视可能发生的超新星爆发 。

在预警信号出现后，一部分人可以酌情躲进防核掩体之类（不用特别着急，臭氧层破坏的过程需要数天时间），通常而言民宅里的普通人也不会受到多大影响。高原地区、热带地区的人们在那之后出门时可能需要穿戴简单的防护设备，来减少被晒伤和致癌的风险。

地球大气很擅长吸收高能电磁辐射，5000~8000 光年外发生的伽马射线暴无法提高地表的伽马辐射强度。但是，这过程会在地球大气里产生氮氧化物，与臭氧发生反应，模型显示在全球范围内可以削弱臭氧层 25%~35%，部分地区可达 75%，持续数年。

氮氧化物还可以稍微遮挡阳光，但最多 1%。那之后，它们会变成酸雨，但很轻微， 地球植物可能从中受益 。

如果你要将非人生物也遮蔽起来，欧洲多地早已为防备核战争建立了 有掩蔽的植物种子库 等设施，但实际上在「对付伽马射线暴」方面这没什么必要。

许多植物和地衣擅长承受紫外线。

自然界的许多微生物、真菌、昆虫根本不在乎上述机制所能制造的极限辐射量。

许多海洋生物会被海水遮蔽而无伤。

二十世纪科幻作家：伽马射线暴可能危及地球光合产量。

蓝菌：别看我，臭氧层最初由我创造。

将奧陶纪-志留纪灭绝事件（奥陶纪大灭绝）归因到伽马射线暴十分可笑。按照地层记录中的放射性元素，倘若那是伽马射线暴引起的，那么其引起的臭氧层损失至多 50%，效果只能持续 5 年。为了达到这个效果，伽马射线暴要发生在距离我们 6000 光年之内（在银河系内），现在根本找不到一处适当的恒星残骸去充当该爆发源。

紫外线可以被人为散布的臭氧以外的物质（例如二氧化硫）反射 。在这个情景里进行地球工程的阻力大抵比现在要小得多。这会同时缓解全球变暖。

至于「现在开始建造更多防核掩体」，「为战争做准备」或许能在一些国家说服其政府和/或人民，「为超新星、伽马射线暴做准备」则是不怎么能期待的。目前没有观测到任何天体呈现出「能靠超新星、伽马射线暴给地球造成实质打击」的迹象。

参考

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