

文章转载自中国国家地理BOOK
灾难,真的是灾难吗?

近日,灾难电影《月球坠落》发布了预告片,讲述一场灾难引发了神秘力量,将月球从运行轨道上撞下,朝着地球袭来。

△《月球坠落》海报
作为类型电影的代表导演,从冰雪末日的《后天》到自然系统崩溃的《2012》,罗兰·艾莫里奇把各式灾难表现到了极致。
而罗兰·艾莫里奇的另一大特点,就是他手下所展现的灾难,并不是毫无根据,信口拈来的,而是有一定的现实根据和理论假说作为基础。
比如《后天》参考了第四纪冰期假说,即我们目前生活的时代其实是一次大冰期的间冰期,寒天冻地随时可能会到来。
而《2012》则参考了玛雅人的预言和太阳峰年、中微子爆发假说。

△第四纪冰期假说认为我们正处于一个大冰期的间冰期中
那么本次的《月球坠落》参考了什么呢?根据导演本人所言,是他在七年前无意间听闻的月球空心说。

月球空心假说
1969年11月14日,阿波罗 12 号登陆月球,航天员皮特·康拉德按照预定的任务用一吨 TNT 的力量撞击了距离着陆点约 40 英里的地方。

△皮特·康拉德指挥官研究勘测者 3号飞船
诡异的事情发生了,这次撞击产生的冲击波在短短八分钟内建立并达到顶峰。
然后花了整整一个小时才完全消散。
根据安装在月球上的地震仪的数据显示,月震的波段曲线是从小震动开始逐渐增大,随着震动增大后又持续的减小,直至震动消失,整个过程一直持续了一个小时。
简单来说,月球就像一个钟,被撞击了一次后余音回绕,久不散去。

△月球是像钟一样空心的吗?
众所周知,像铅球这种实心物体受到撞击是不会发出余音的,难道月球是空心的?这次事件被刊登在当时的权威媒体《大众科学》上,瞬间引起了无数人的注意,各种猜测和阴谋论开始层出不穷。
而就在此时,有人想起了早在几十年前已经被提出的月球空心说。
1901年,科幻小说家H.G.威尔斯便在小说《月球第一人》中幻想了月球是空心的存在。
1970年,苏联天体物理学家迈克尔·瓦辛和亚历山大.谢尔巴科夫也提到了月球空心说,在《共青团真理报》上指出:月球可能是外星人的产物,15亿年以来,月球一直是外星人的宇航站,月球是空心的,在它的内部存在一个极为先进的文明世界。

△月球空心假说:月球内部是一个巨大的人造体
这种假说虽然很离谱,却由于阿波罗撞击事件而被越来越多的人所相信,那么月球真的是空的吗?
实际上,这一切都归结于水。
构成地球的材料中含有水分,当地震的能量穿过我们的星球时,这种潮湿的材料就像海绵一样,吸收波的能量并最终减弱其影响。
但月球干燥、凉爽、坚硬,更像是一块坚固的岩石而不是海绵。

△月球的构造,干燥、凉爽、坚硬
因此,即使月震不那么强烈,振动也会显得格外强烈。
震波在月球内部来回穿梭,回绕的钟声就是通过坚硬石头回荡的冲击波。
月球空心说的传闻解决了,那么问题来了,月球坠落是怎么回事?为什么艾默里奇会通过月球空心说联想到这么离奇的灾难?
实际上,月球坠落曾经可能真的发生过。

月球坠落——月球的形成
2004年,普林斯顿的数学家和天文学家合作写了一篇标题简单而粗暴的报告:Where Did the Moon Come From?(月球是哪来的?)

这样看似一个简单的问题,却如同那个经典的费米悖论一样,简单的背后却蕴藏着无穷的疑问。
如果深入思考的话,一般人很难能给出答案。
月球是哪来的?是从地球诞生起就在那里吗?还是在地球诞生后慢慢形成的?
而答案,还真和月球坠落有关。
在遥远的冥古宙,也就是距今约46亿年前,地球出现了,初生的地球并没有现在这样大,只有当前体积60%—90%左右。
而且初生的地球环境极其恶劣,是一片由火海构成的炼狱。

△初生的地球,充满火焰的地狱
过了大约一亿年的时间,有一颗现在被命名为泰亚Theia的行星以直接命中的角度向地球袭来,而这颗行星的体积足足有火星那么大。
剧烈的撞击迅速粉碎和融化了泰亚,也把地球地幔的一部分物质撞了出来。
这些碎屑物质喷射、散落在地球四周,又通过引力和碰撞重新聚集起来,最终形成了如今的月球。

△撞击撞出了一部分地球物质,形成了月球
这就是著名的大碰撞说,这个假说最早于1975年发表在《伊卡路斯》(Icarus,太阳系研究期刊)期刊上,研究中也给出了相应的证据:来自阿波罗计划带回来的月球岩石,其中所含的氧同位素组成比例与地球的地幔几乎完全一样——这暗示地月是一个共同的起源。

△大碰撞过程示意图
另外,化学元素的检查发现月球岩石几乎不含挥发性的元素和轻元素,因而被推断是在极端高温与异常的高热下形成——这暗示着碰撞的存在。
虽然大碰撞说也存在一些大大小小的BUG,比如按照理论,撞击产生的碎屑应该是大部分来自忒亚,小部分来自地球,而实际上月球岩石的以氧为首的一些同位素更接近于地球,还有例如金星经过类似撞击并没有行成月亮这种卫星。

但是这仍是目前最被广为接受的学说,即使是近几年,也有众多科学家为假说提出了新的证据。
所以在遥远的过去,月球(的母体泰亚)可能还真坠落过。

灾难,真的是灾难吗?
无论是电影中表现出的灾难或我们脑海中幻想的灾难,似乎都指向一个共同点:灾难是异常的,它带来的只有毁灭和死亡。
那么真是这样吗?冰天雪地、火山喷发、陨石撞击...这些自然界的事件,带来的只能是破坏和混沌吗?

△灾难带来的只有毁灭和死亡。
图/视觉中国
实际上,我们之所以能生存在今天这个稳定的世界系统,可能大部分都是拜灾难所赐。
而说到这,不得不搬出另一大学说地球殊异说。
地球殊异假说是围绕我们为什么是孤独的(为什么地球如此特殊)的理论,它认为地球上多细胞生物的形成需要极其不可思议的天体物理及地质事件和环境的结合。

△地球殊异假说认为像地球这样具有复杂生命的行星极为罕见
生命的出现,需要有星系适居带、拥有合适的行星系统、适当的行星大小、拥有一颗巨大天然卫星(比如月球)的有利条件、行星拥有磁圈和相应的板块运动、岩石圈、大气圈以及海洋、巨大冰川及小行星撞击等作用和影响。
只有在复杂到极致的事件作用下,生命才有一个极小的概率会出现。

△如果没有这样的行星排列,地球上就不会出现复杂的生命
而地球,就是这样一个特殊的存在,它是由众多巧合事件构成的生命之星,而大碰撞假说为地球殊异说提供了有力的证据。
比如根据大碰撞说,泰亚的撞击角度十分巧妙,既避免了将地球完全毁灭,又能产生大小和轨道都适当的月球,使地球自转轴的进动能够稳定下来。
同时,它也将地球撞出了今天的倾角,稳定了地球的气候。

△大碰撞装出了地球的倾角,也撞出了生命的诞生
这种撞击还加大了地球的质量,而根据万有引力定律,地球对水分和空气的吸附能力增强。
这开始为生命的发生搭建合适的环境。
在潮汐的作用下,海洋生物开始争先恐后向陆地进发,陆地植物也开始出现,陆地这块超大空间也终于有了用武之地。

毁灭性的灾难带来了新生。
还记得玛雅人的那个预言吗?实际上,玛雅人并没有说2012是世界末日,而是一个轮回的结束,和一个轮回的新生。
蜕变和扬升或许才是2012的真正含义。
从宏观来看,灾难带来的不一定只有毁灭,但对我们每一个生存在地球上的生命而言,最好在有生之年还是不要经历灾难为好。

宇宙中5颗奇特的系外行星,其表面的恶劣程度难以想象!
在我们的太阳系中一共有八颗行星围绕着太阳旋转,其中内侧四颗为岩石行星,外侧四颗为气态行星,不过行星并非是太阳独有,在宇宙中几乎每一颗恒星都拥有自己的行星,而这些行星被天文学家们称为系外行星。到目前为止,天文学家通过望远镜已经在宇宙中发现了超过5000多颗系外行星,而且在这数千颗系外行星中,还存在着远超出我们想象的奇特世界, 如有些行星的表面会下玻璃雨。有的会上演冰火两重天, 有的甚至还会逃离母星的控制,成为流浪行星,而今天便带你了解宇宙中奇特的5颗系外行星。1.HR 5183b行星HR 5183b行星是一颗气态巨行星,它距离我们大约为100光年,质量是木星的三倍,当时天文学家在发现它后,曾表示从未见过如此奇特的系外行星,因为它拥有奇怪的蛋形轨道,并且具有极高的偏心率,假如我们将他想象成太阳系的木星,那么其最远轨道能够达到海王星之外,可以想象到他的奇特之处。2.WASP-76bWASP-76b行星位于双鱼座方向,距离我们地球大约为630光年,他是一个绕着F型主序星运行的气态巨行星,其质量大约是木星的0.92倍,半径为木星的1.83倍,而它之所以独特是因为在它的表面会下铁雨,由于距离母恒星非常近,已经被潮汐锁定,因此它的一面总是朝向恒星,其白天温度高达2500C,以至于该行星上的铁元素都熔化成了气体。这些铁蒸气被强风吹到较冷的区域,并凝结成液滴形成铁雨。3.HD189733bHD189733b是一颗距离地球约63光年的系气态巨行星,质量比木星还要大13%,在2008年,天文学家通过偏振测量法测定,发现HD189733b的蓝色波段反照率高于红色,这意味着他看起来是一个美丽的蓝色星球。不过HD189733b虽然呈现出蓝色但并不是海洋,因为HD189733b表面温度极高,天文学家经过进一步分析发现,在它的大气层中富含硅酸盐,而这些硅酸盐在高温下熔化,然后形成了玻璃雨。这些玻璃雨在风速高达9000公里/小时的超音速风中呈弧形落下。4.开普勒10b开普勒-10b是开普勒望远镜发现被确认的第一颗岩质系外行星,距离地球大约为564光年,质量是地球的3.2倍左右,假如你能够置身于该行星表面会发现他这里如同地狱一般,由于距离主恒星非常之近,只有太阳至水星距离的20分之一,因此表面温度高达1300C,而在如此高温下,开普勒-10b上的铁和硅酸盐都成了熔岩状态,从而形成巨大的熔岩海洋。同时在强风的携带中,还会下熔岩金属雨5.流浪行星我们知道几乎每个行星都是围绕其母恒星运行,但在宇宙中也有特例。有些行星可能由于某种原因会逃离母恒星的引力控制,独自在寒冷的黑暗空间中徘徊。而这些行星被称为流浪行星,比如CFBDSIR2149便是一颗被恒星抛出的流浪行星。它的体积是木星的7倍,表面温度约为400摄氏度,是一颗只有5000万至1.2亿年历史的年轻行星,不过他是何种原因被抛出原来的行星系统,我们还不得而知!以上便是5个奇特的系外行星,看完不禁令人惊叹宇宙的奇妙和多样性。那么你觉得以上哪个最奇特呢,欢迎在下方评论留言!
科学发现:12.5光年外有一颗最近似地球的行星,或有外星人存在?
一百年来,科学家们采用越来越先进的仪器设备搜寻外星人,这些设备包括但不限于陆地和太空的各种类型天文望远镜、无人探测器等等,从近及远,希望在茫茫宇宙中找到知音。但一直都在失望中,太阳系没发现,远离太阳系亿万光年的深空也没发现。这至少说明了两个问题,一是就是在宇宙中生命和文明太稀有,知音难觅;二是人类的科技和探测水平还处于很低层次,无法发现即便近在咫尺的外星生命和文明。随着各种地面天文望远镜、太空望远镜的不断提升,科学家们的目光从太阳系内逐步转向太阳系外,寻找可能存在生命的行星。1992年美国阿雷西博天文台发现了第一颗太阳系外行星,迄今已经有5000多颗太阳系外行星被发现。科学家们按照地球生命孕育和存在条件来寻找地外星球的生命之源,即寻找所谓的宜居星球。地球是一颗具有岩石外壳的行星,这样才能够适宜生命在表面活动;其次地球存在液态水,海洋才是地球生命的摇篮。而适宜温度,是液态水存在的前提条件,目前地球平均气温约为15℃。科学家们认定这是目前认知生命存在的两个硬条件,系外行星如果具备这两个条件,就属于宜居星球。行星本身不发光发热,主要依靠恒星的辐射能量才能保持温度,这样宜居星球就至少要与主恒星保持一定距离,远了不行,近了也不不行;宜居星球还不能像太阳系木星、土星、天王星、海王星那样的气态行星,而是像地球、火星这样的岩石行星。符合这两个条件的行星极少,在已经找到的5000多颗太阳系外行星中,类地行星大约只有几百颗,宜居带行星只有几十颗。当然,除了以上最重要的两项条件,要让生命孕育和存活还有许多严苛的要求,这样科学家们弄了个地球相似度指数,英文为Earth Similarity Index,简称为ESI,就是根据行星半径、密度、质量、逃逸速度、表面温度、处在宜居带的位置等,通过公式量化打分,取值0~1之间,0代表完全不同,1代表完全相同。一般认为0.5分以下的行星是不适宜生命存在的,相似度越高,孕育和存在生命的可能性就越高。在我们太阳系,除了地球,还有三颗类地行星,它们的ESI值分别为:水星0.6,金星0.44,火星0.7。金星是距离地球最近的行星,且质量和地球差不多,又距离太阳系宜居带最近,为啥ESI反而只有0.44呢?这就是因为那里的大气和表面状态十分恶劣,被称为太阳系的地狱行星。而火星ESI值为0.7,是太阳系与地球相似度最大的行星,这也是科学家们正在努力奔赴火星,企图开发火星的原因。而太阳系外一些经过科学家们精挑细选出来的行星,却有不少高于火星ESI值的星球,如格利泽-832 c为0.81,开普勒-442 b为0.83,开普勒-62 e为0.83,格利泽-667 Cc为0.84,开普勒-438 b为0.88等。距离我们最近的恒星比邻星也有两颗行星,其中比邻星b的ESI值也高达0.86。而我们今天重点要说的这颗蒂加登星b星,ESI值竟高达0.95!这是迄今为止,科学家们在太阳系外发现与地球最接近的行星,说它是地球的表兄弟甚至亲兄弟都不为过,那么那里会存在蒂加登星人吗?现在开始说重点:蒂加登星b是一颗怎样的星球?2003年,科学家在白羊座发现一颗暗弱的恒星,被称为SO J025300.5+165258,距离我们12.5光年。这项发现是NASA一个研究小组在搜寻之前的小行星数据资料中意外找到的,由此就以这个研究小组组长、NASA天体物理学家博纳尔·蒂加登的名字命名,被称为蒂加登星。为了方便读者理解,这里简要说一下系外行星的命名规则。一般来说就是在发现的恒星后面加上小写字母a以后的英文字母,a一般用于恒星,不用于行星。因此某恒星系统第一颗被发现的行星就被称为某恒星b,其次就类推为c、d、e、f、g…等等。蒂加登星现在发现了两颗行星,被分别命名为蒂加登星b和蒂加登星c,我们要说的ESI值达到9.5的行星就是蒂加登星b。为什么其与地球相似度这么高呢?首先,其公转轨道处于蒂加登星的宜居带,因此其表面温度适宜,这样,这颗星表面就很可能存在着液态水;其次,这颗星是一颗类地行星,其大小约地球的1.05倍,也就是个头质量与地球差不多,生命承受的重力也与地球相当。这是宜居星球最重要的两项指标,蒂加登星b都符合,通过计算其ESI值达到惊人的9.5。但因此就认为那上面一定会有我们的知音,就有些过于乐观了。实际上,蒂加登星b还有许多与我们地球不一样的条件,有些甚至令人细思极恐。蒂加登星b的主恒星蒂加登星是距离太阳最近的恒星之一,排在第24位。但这颗恒星很小,是一颗红矮星,质量只约太阳的8.9%,表面温度只有约2600度,不到太阳的一半,光度只有太阳的约十一万分之一,视星等为15.4等,距离人类肉眼能看到的6等星亮度差了5757倍,因此很晚才被发现。由于恒星很小,亮度热度较低,其行星为了获得可保存液态水的温度就必须距离恒星较近,因此在所谓宜居带的蒂加登星b距离蒂加登星就只有约0.025天文单位,约375万公里,也就是约为地球与太阳距离的0.025倍,约水星与太阳距离的十六分之一。根据蒂加登星的亮度和温度,在这样一个距离相当在我们太阳系的地球和金星轨道之间,正好是在宜居带,让蒂加登星b的表面气温能够保持在0摄氏度以上,理论上应该比地球更热一些,具备存在液态水的条件。但这种距离不可避免可能会发生两个事件:其一,蒂加登星强大的引力潮汐力很可能早就将蒂加登星b潮汐锁定了,就像月球被地球潮汐锁定一样,永远一面朝着主星;其二,强大的恒星风让蒂加登星b的大气很难保留。这样,蒂加登星b会成为一个冰火两重天的世界,朝着主恒星的一面处于永远的白天炽热状态,水被蒸发殆尽,而背着主恒星的一面则永远处于黑暗的冰封酷寒中,连大气都被冻结。而且,许多红矮星都是耀星,所谓耀星就是恒星上每天会出现几次超级耀斑爆发,紫外辐射会瞬间增强几百乃至上万倍,在耀斑爆发的几分钟内,恒星都会由红色变成蓝色,这种强烈的紫外辐射会杀死行星上一切生命,同时吹跑行星大气。大气和地磁是地球生命保护的双重铠甲,蒂加登星b没有了大气和地磁保护,将受到来自蒂加登星的强烈辐射,生命很难存活。而且,这样近的距离让绕蒂加登星公转一圈只需约117个小时,每秒线速度约56公里。也就是如果那里真的有蒂加登星人,他们约4.9个地球日就过了一年。当然,由于已经被潮汐锁定,就没有了一年四季,倒也感觉不到一年的寒暑变化。那么,蒂加登星b在这样的环境下会有生命存在吗?现在还是个未知数,也只能是个未知数。因为人类现在的观测水平还很弱,无法看清那里的一切,甚至根本看不到蒂加登星b的存在,只是通过大型天文望远镜分析恒星的光变和引力摄动,来估计那里的情况。如果要证实那里到底有没有蒂加登星人,最好的办法就是到那附近去看一看。可惜,现在人类的航天速度还处于蜗牛时代,虽然无人探测器通过行星引力弹弓效应已经达到了秒速200公里,但载人航天的速度还只能勉强达到第二宇宙速度,也就是每秒11.2公里。如果要飞出太阳系,至少要达到第三宇宙速度,即每秒16.7公里。如果载人航天在短期内达到第三宇宙速度,按每秒17公里的速度飞到蒂加登星去,一切都顺利的话,旅途也要22万年;即便无人探测器200公里秒速,飞往蒂加登星也需要18700多年。因此,要去蒂加登星看一看的愿望,在今天还只能是个不切实际的梦。这样,那里有没有蒂加登星人,就无法定论了。不过科学家通过分析,认为那里的生命存在条件并没有上述说的那么悲观,主要原因如下:1、蒂加登星的年龄至少已经有80亿岁了,这样比太阳就大了约35亿岁,作为红矮星年轻气盛的耀星时期已经过去了,恒星运行已经平稳多了,因此对蒂加登星b就友好多了,不至于有那么恶劣的辐射环境。2、即便蒂加登星的大气被吹跑了,又没有地磁保护,但只要有海洋存在,同样可以孕育和生存生命,因为海洋可以隔离和吸收辐射,生命可以生存在深水里。3、即便被潮汐锁定,一面固定对着恒星,另一面永远得不到光照,但如果有空气流动的话,依然能够传递热量,让背面也能感受到温暖;而且,在晨昏带,就是白天与黑夜的交界处,还有一圈恒温带,完全适宜生命存在。4、相对太阳这样的黄矮星,红矮星寿命超长,因此具有让生命稳定生存很长的时期,这个时间长达几百上千亿年,蒂加登星寿命可达万亿年。而太阳寿命只有100亿岁,而且让地球生命宜居的时间只有10~15亿年。5、现在的蒂加登星b比地球年龄大了35亿岁,如果蒂加登星人像人类一样的时间出现,现在文明已经有35亿年了,那是何等先进的文明啊。所以,科学家们还是看好那里的生命,更期盼着那里出现文明。如果那里真的存在高级别文明,我们去不了,说不定哪天蒂加登星人就来到我们面前呢。