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天文学家说“世界末日”(1)
http://www.100md.com 2020年6月15日 《百科知识》 202012
    

    我是谁?我从哪里来?要到哪里去?早在2000多年前,古希腊哲学家柏拉图就提出了这一终极命题。事实上,与世界如何起源相比,世界何时、以什么方式终结,更令我们感到困惑。世界末日的预言和有关传说起源于原始宗教,主要指地球文明的终结;科学上所谓的世界末日,则是指宇宙系统的崩溃或人类社会的灭亡。

    可能导致“世界末日”来临的原因有哪些呢?有关假说不下十余种。比如科幻作家艾萨克·阿西莫夫认为是机器人将主宰世界,反过来奴役创造它们的人类。此外还有小行星撞击地球、超级火山爆发、环境崩溃、灾难性疾病全球大流行、大规模核战争爆发、外星人入侵、太阳灾难、超新星爆发……

    所谓世界末日,其实可以分成三个层次:一是人类末日,人类毁灭后,地球还能存在;二是地球末日,地球所在的太阳系毁灭后,宇宙还能存在;三是宇宙末日,就是整个宇宙系统都崩溃了。下面,我们就从天文学角度聊聊有关“世界末日”的话题。
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    小行星撞地球

    说到“世界末日”,对人类社会威胁最大的或许就是小行星撞地球了。其实,这种事情早就发生过。

    一位年轻的地质学家在意大利进行野外考察时,偶然发现了一层6500万年前形成的沉积物薄层。令人不解的是,这层仅有6毫米厚的黏土层似乎成了一道“分界线”:在这一层年代以前的层面里,能够发现很多恐龙化石;但在这一层年代之后的层面里,什么恐龙的化石也没有发现。事实上,这种现象不足为奇,在世界许多地方都有,所以并没有引起人们的格外重视。不过,这位地质学家的父亲是一位曾荣获诺贝尔物理学奖的著名粒子物理学家。父亲突发奇想,认为这6500万年前形成的黏土中或许含有地球之外的某种物质,便让儿子去化验其中的化学成分。

    经过化验,科学家在黏土中发现了高浓度的铱,其含量超过正常含量几十甚至数百倍。如此高浓度的铱在陨石中可以找到,因此,科学家们就把它与发生在6500万年前的恐龙大灭绝联系起来了。
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    根据黏土中金属铱的含量,科学家们还推算出当时撞击地球的物体是一颗直径10千米左右的小行星。对于地球来说,遭到如此大的物体的撞击,绝对是一次无与伦比的打击。科学家推算,这次撞击引发了相当于里氏10级左右的地震;撞击所产生的陨石坑直径超过100千米。科考人员用了10年的时间,终于在中美洲尤卡坦半岛的地层中找到了这个大坑,坑的直径为180~300千米。

    究竟是什么原因造成了6500万年前白垩纪末期的恐龙大灭绝?科学家们提出了各种假说,争论不休,莫衷一是。物理学家与地质学家父子所提出的“撞击说”只是其中之一,况且,由于他们的学术领域并非生物学,其假说自然遭到了各种质疑,甚至一度被认为是伪科学。

    不过,有一位名叫苏梅克的天文学家坚定地支持“撞击说”。机缘巧合的是,1993年3月4日,苏梅克夫妇和他们的好友、天文爱好者列维从拍摄的天文照片中发现了一串晶莹璀璨的“太空项链”。原来,这是一群彗星。它们被命名为苏梅克-列维9号彗星。轨道计算表明,这群彗星原本是一颗,在1992年7月7日绕木星运行时,在木星巨大的引力作用下解體成了21块直径在1~10千米的碎片。科学家根据计算预测:1994年7月17~22日,当这些碎片再次飞近木星时,将会以60千米/秒的速度与木星相撞,每一块都会将木星撞出地球那么大的坑。值得一提的是,这是人类第一次对天体相撞事件做出预测。
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    既然小天体可以撞击木星,它也可能会撞击地球。在地球上发现的证据和天体观测时发现的证据结合在一起,终于印证了“撞击说”。此后,生物学界逐渐接受了这一假说,即发生在6500万年前白垩纪末期的恐龙大灭绝是由于小行星撞击地球造成的。

    为什么一个小行星撞击地球,会造成如此大的灾难性后果呢?

    假若有一个直径10千米左右的小行星撞击到地球,将会释放出包括核反应在内的巨大能量。其实,核反应还不是最恐怖的;最恐怖的是,这一撞击将会把地球上的尘埃“砸”到大气层的平流层上。平流层在距离地表大约10~50千米的高度,其空气主要表现为水平方向运动,对流现象减弱。被小行星撞击“砸”上平流层的尘埃可以在此区域长期停留,不会很快落下。于是,这些停留在平流层中的尘埃越积越多,遮天蔽日。没有阳光,植物就会因无法进行光合作用而逐渐死亡。接下来,那些以植物为食物的食草动物就会因失去食物而死亡。再接下来,以食草动物为食的食肉动物也会灭亡……
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    自从地球上出现生命以来,生物的演变发展可谓多灾多难。从地质考古学角度来看,生命进化史上发生过至少5次生物大灭绝事件。其中,离我们最近的一次就是发生在6500万年前的那一次。当时,有包括恐龙在内的超过50%的物种消亡。而在这之前的几次毁灭性灾难,导致60%~70%的物种灭绝。

    星系撞星系

    小行星撞击地球可能会毁灭地球上的一些物种,但不大可能摧毁整个地球。那么,有什么可以毁灭整个地球的呢?科学家预测,在大约50亿年之后,当太阳的燃料消耗殆尽之时,它将变成一颗红巨星,体量不断膨胀,最终吞噬掉整个地球。除了这个太阳灾难说外,还有一种可以毁灭整个地球的宇宙现象,也是宇宙中目前可以观测到的最剧烈现象之一,即星系撞星系。

    我们知道,地球所在的太阳系其实只是巨大的银河系里极小的一部分,而在整个宇宙中,像银河系这样的星系有上千亿个。天文学家发现,这些星系的正中间都存在着一个巨大的黑洞。打个比喻,这个黑洞就如同羊群里的一头猛虎,一旦周围有哪只小羊不小心走入它的地盘,就会被它毫不客气地吞吃掉。那么,如果两拨羊群和它们中间的老虎汇合在一起,会发生什么呢?场面一定会非常混乱。当两个星系相撞,在正常情况下,由于引力的作用,两个黑洞最终会并合,形成一个更大的黑洞。, 百拇医药(李淼)
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