2019年,如果這顆行星擊中地球_風聞
量子学派-量子学派官方账号-专注于自然科学领域(数理哲)的教育平台2019-08-03 10:28
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在浩瀚的宇宙裏,地球只是一個“暗淡藍點”
引子
地球與死神擦肩而過?
2019年7月25日,一顆長130米、寬57米的小行星以24.5公里/秒的速度從地球上空掠過,距地球僅7.3萬公里,相當於五分之一的地月距離。
這個距離看似遙遠,但從宏觀的天體視角來看,只要這顆名為2019 OK行星軌道稍有偏轉,它與地球那就會正面“剛”上徹底KO。
這顆行星似乎是憑空冒出來的一樣,飛臨地球前一天才被人們發現,着實令天文學家們捏了一把汗。“中國地震網”聲稱:這種級別的天體若與地球親密接觸,造成的破壞將是災難性的。
在這裏,先恭喜劫後餘生的地球同胞們:大難不死,必有後福。
同時再叮囑一句:請各位珍惜自己,活着的都是天選之人吶。
2019 OK,其中2019代表發現年份,O代表具體的時段(7月下半月),K則是代表第10顆被發現的(按字母表順序,注意少了I,因為I有時候和數字1太像而被棄用)。
1
硬核計算:
2019 OK行星的殺傷力有多大
我們這一次真的是劫後餘生,還是科學家們在“危言聳聽”?
量子君來計算下這顆小行星撞上地球后的後果。
先輸入以下兩個已知條件。
該小行星的體積為
(行星長130m,寬57米,將小行星視為長軸為130m,兩短軸均為57m的橢圓球體進行計算,即長半軸a=130÷2=65m,兩短半軸b=c=28.5m,那麼小行星體積如上)
假設撞擊角度為90°,即垂直撞擊地球
我們升級一下2010年美國普渡大學和倫敦帝國理工學院科學家的的天體撞擊災難計算器,在電腦程序中加入更多的變量,通過輸入行星直徑、密度等得出此次2019 OK行星撞擊地球之後隨之發生的災難程度。
輸入2019 OK行星以下資料:
模擬計算後可以得出如下結果:
❶在小行星進入大氣層之前的能量為1.7×10^17焦耳,約等於TNT=41.1萬噸TNT當量爆炸的能量。
廣島原子彈爆炸後的量約為1.2-1.5w噸TNT,本次行星撞擊的能量相當於廣島原子彈的30多倍。
❷到達大氣層後,距地球海拔為257km時,小行星開始破損(大氣層燃燒),通過大氣層時,撞擊地球的速度為3.58公里每秒。
❸行星撞擊地球表面凹凸狀況
如果撞擊陸地,撞擊瞬間凹陷情況:直徑2380米,深度842米的凹坑,最終會造成6927818平方米的凹坑。直接影響:幾乎兩個紐約大小的陸地被摧毀。造成4.6級里氏地震,地震強度規模約為7.3公里的距離。
如果撞擊海洋,取四大洋海洋深度平均值約133m,小行星落入海洋,撞擊最終凹陷情況:直徑為251米,深度為53.2米的凹坑。在撞擊產生3.4分鐘後產生海嘯,海嘯波振幅為6.4m-12.8m。
總結來説:這顆行星如果撞上地球是災難性的,但不是毀滅性的。

當然,這顆行星砸到任何有人類居住的地方,最大超壓約為12.2Psi 最大風速為153m/s,建築倒塌,支離破碎。處於行星中心的人都是毀滅性的。所以説大家都是生死之交,並不為過。
2
一旦小行星撞地球,會發生什麼?
小行星撞地球其實也並非什麼很罕見的現象。自從地球形成開始,這些天外來客們就頻繁地“拜訪”地球。
但是否真的能對地球產生威脅,這得看與地球相撞的小行星“體型”了:
❶直徑在10米以下的,進入大氣層後主要化為隕石,它們基本不會給地球造成太大影響。每年會有約4萬噸小隕石落到地球上,成為劃過夜空的流星,化為朋友圈裏驚豔的等離子尾巴。

❷直徑在20米到100米的小行星撞擊地球,則可能給方圓幾千公里帶來較大影響。

這種體積的天體撞擊地球的概率大約是每世紀一次,每次發生,都能造成巨大的災難。
2013年2月,一顆直徑約20米左右的小行星在俄羅斯車里雅賓斯克州上空解體,威力相當於30萬噸TNT當量,導致1500多人受傷。
❸直徑在500米左右的小行星則大約每5萬年會與地球發生一次碰撞,威力足以摧毀一個面積中等的國家,或是引發大規模海嘯。

看過電影后天裏的人都知道,海嘯的威力是非常巨大的。當小行星降落的勢能與海水撞擊產生摩擦時,就會發生具有巨大威力的大爆炸,大爆炸推動海嘯,進而以極快的速度激起了幾百米的巨浪,使沿岸數千千米的地區淪為汪洋一片,數以萬計的人因此喪命。
❹直徑達到1000米以上時,全球20%左右的人口則都會受到影響。而一旦小行星直徑超過2000米,恐將毀滅人類這個物種,全球會進入長期黑暗狀態,甚至陷入生物物種滅絕的大冰期。
白堊紀-古近紀之交的生物大滅絕事件就和這種規模的小行星撞擊有關。
小行星撞擊地球的一系列後續效應,森林火災、海嘯、地震、屏蔽太陽輻射達90%,地表極具降温、冰雪覆蓋面擴大、植物光合作用受阻、食物鏈中斷……將最終導致地球生態系統徹底崩潰。以恐龍為代表的地球全部生物物種中70%的物種在這場劫難中滅絕。
3
地球該如何避免與小行星玩“碰碰車”?
大多數人的第一感覺簡單粗暴:用核彈炸燬它。畢竟,核彈至今為止是人類手中握有的最強武器,但這種暴力方案會帶來很多問題,其中最嚴重的就是本來只有一顆小行星,但是用核彈將它暴力炸燬之後,它們分散開來砸向地球,這真的驗證“搬起好多石頭砸自己的腳”……
聰明的科學家有更好的辦法:“暴力應該受到譴責,應該追求温柔且損失較小的解決方案。”
對於直徑大於10km的小行星來説,利用核彈爆炸產生的能量使小行星偏離軌道,避免它砸向地球。
對於直徑小於10km的小行星來説,有很多可選方案:
❶發射一支火箭。上面載有一台大型發動機,先使火箭和小行星的相對速度為0,然後將大型發動機安裝在小行星表面,這樣就可以用機械力推動小行星,迫使其改變軌道。
❷利用“亞爾科夫斯基效應”。“亞爾科夫斯基效應”是指小行星會因自身吸收光和釋放熱量而產生微小推動力,從而使其軌道發生偏轉。利用這個原理,人為地放大這個推動力,使地球免受災難。我們可以利用飛船噴一層可以改變顏色的物質到小行星表面,改變它的反照率和吸熱率,從而加強“亞爾科夫斯基效應”產生的推動力,使小行星自行改變軌道。
❸可以在小行星周圍放置數塊大反射鏡,將太陽光反射並匯聚到小行星的一個點上,使這個點被加熱後產生噴射物,小行星在噴射的時候會產生推力(反作用力),這個推力會使小行星偏離軌道。
❹我們可以在小行星表面安裝一個“太陽帆”,利用太陽光的光壓使小行星偏離撞擊地球的軌道。不過這個方案實施起來難度較大,因為小行星是不斷運動並翻滾的,要想將太陽帆安裝上一個不斷翻滾的星體,倒不如選擇其它方案。
❺**“重力牽引機”**,發射一艘重飛船,飛到小行星附近,然後使飛船以距小行星表面約48米位置的一點為圓心作圓周運動,從而對小行星產生微小引力,慢慢牽引小行星,數年後使小行星偏離危險軌道。

❻捕捉小行星:首先由航天器探測並鎖定一顆目標小行星,通過一個直徑約為15米的“捕捉袋”將其包裹住並拖拽至地月空間內,直到它進入穩定的繞月軌道中。
4
地球雖然幸運,
但它時刻處於危險之中
距今6500萬年前白堊紀末期,一顆行星撞擊地球(別名蓋亞Gaia),爆炸能量相當於地球上核武器總量爆炸的1萬倍,導致了2.1萬立方公里的物質進入了大氣中。約75%--80%的物種滅絕,長達14000萬年之久的恐龍時代在此終結而聞名,這是地球史上第五大生物大滅絕事件。
地球在太陽系中生存了40億年,可以説是非常幸運,但她仍然時刻處於危險之中,除了這次2019 OK行星與我們擦肩而過,還有更多的“小天體”都想與地球“親密接觸”。
·2018年3月27日,一顆潛在威脅近地小行星2018 DH1,在距離地球9.18個地月距離處飛掠地球。
·2018年12月16日,一顆名為46P/Wirtanen的短週期彗星成為70年來距離地球最近的10顆彗星之一,距離地球710萬英里(1140萬公里,約30個地月距離)。
·2019年2月1日,代號為2002 NT7小行星直徑約2公里,撞地速度:28公里/秒,撞地後果:五大洲至少損失一洲,並引發全球氣候劇變,最終幸運地與地球擦肩而過。
·2019年2月12日,一顆巖本彗星(天文編號C/2018 Y1)飛抵地球最近點。距離我們約有0.3AU,也就是4500萬公里。
·2019年8月12日至13日:英仙座流星雨達成峯值。英仙座流星雨是最令人驚異的流星雨之一。由於這一次的峯值正值滿月,加大了觀賞這一視覺盛宴的難度。
·2019年12月13日至14日:雙子座流星雨達成峯值。雙子座流星雨每分鐘便會出現數顆流星,因此也被稱之為“流星雨之王”。
·2020年,一組聯星系統將爆炸,變成超新星,將短暫成為夜空中最亮的可見星。
·2032年,美國宇航局宣佈,克里米亞天體物理天文台觀測到一顆直徑為400米的小行星,命名為2013 TV135或於2032年與地球相撞。
·2036年,直徑390米代號2004 MN4命名為“阿波菲斯”的近地小行星,這顆小行星與地球的距離將不到4萬千米,存在着與地球發生碰撞的可能性。
結語
存在即概率,
我們只是宇宙中的一粒塵埃
46億年前,一個小行星和大行星相撞後形成了現在的地球。
人類這個物種,可以説誕生於行星的撞擊。
會不會有一天,人類最終會被另一個行星終結,這就是我們的宿命。生於斯,同樣毀於斯。
當我們每天看着太陽昇起又落下,看着天空繁星點點,看到月亮陰晴圓缺,是否會感慨生命的瑰麗與神奇,以為生命會這樣永無止境的存在?
事實上,放眼宇宙,在浩瀚的宇宙裏,地球只是一個“暗淡藍點”。
再將尺度再放大,在直徑140億光年的宇宙,銀河系也不過是一粒微塵。
人類這個物種的存在,是多麼幸運。
我們能夠在這裏相聚,是多麼偶然。
此次2019 OK行星與我們擦肩而過,給自以為是的“萬物靈長”一個警告,宇宙中沒有誰擁有特權,所有的存在只是一種概率。面對一顆行星劃過時,你會感覺到地球上同類的戰爭與殺戮是多麼的無聊。
所以,沒有什麼比這八個字更重要:記得愛你身邊的人。
因為,誰也不知道,什麼時候再冒出一顆2019 OK行星出來。