设为首页|加入收藏|网站地图|繁体|

您所在的位置:贤儒新闻>体育>「安徽快三投注平台app」人类如果不想步恐龙的后尘,应该多看看星星

「安徽快三投注平台app」人类如果不想步恐龙的后尘,应该多看看星星

2020-01-11 17:54:393953匿名

「安徽快三投注平台app」人类如果不想步恐龙的后尘,应该多看看星星

安徽快三投注平台app,杞国有人忧天地崩坠,身亡所寄,废寝食者。

又有忧彼之所忧者,因往晓之,曰:“天积气耳,亡处亡气。若屈伸呼吸,终日在天中行止,奈何忧崩坠乎?”

我们中国人都听过“杞人忧天”这个成语,它说的是杞国有一个人担忧天地会崩裂,担忧到了废寝忘食的程度。

这显然是一个天文爱好者。

恰巧又有个人,对这位“天文爱好者”的忧虑也很担忧,所以“因往晓之”,去劝导他:

“天不过是聚集的空气,空气无处不在,我们生活在这个气里,一举一动、一呼一吸都在其中,何必去担心它会不会塌下来呢?”

天文爱好者没有马上被说服,反问道:“如果天真的是积气的话,那日月星宿它不应该掉下来吗?”

其人曰:“天果积气,日、月、星宿,不当坠邪?”

晓之者曰:“日、月、星宿,亦积气中之有光耀者,只使坠,亦不能有所中伤。”

……

其人舍然大喜,晓之者亦舍然大喜。

去开导他的人说:“问得好,日月星宿,只是这个积气当中会发光的东西,掉下来又怎么会中伤你呢?

这个人听了之后,你可以看到他们的反应,非常有意思——“其人舍然大喜,晓之者亦舍然大喜”,两个人都完全地放下心了,自在了。

这个故事非常有趣,但是,如果恐龙还健在的话,它对这个理论大概是不会认可的。事实上,小天体撞击事件,在太阳系的形成历史上是非常多的。

我们现在已经可以确认,恐龙灭绝于大约6600万年前。当时就是一颗小行星撞到了地球,落在了墨西哥湾,砸出了一个直径180公里,洞深几十公里的大坑,它引起的“核冬天”(nuclear winter)[注释1]直接导致地球上,包括恐龙在内大概75%的动植物灭亡。

陨石坑就是小天体撞击事件最直接的证明。比如月球的正反面上就有很多陨石坑,这个图是嫦娥三号探测器的“玉兔” 月球车降落的地方,叫von kármán crater,冯卡门陨石坑。

地球上陨石坑的分布有一个非常有意思的特征,美国的陨石坑非常多,中国却非常少,直到2007年左右,我们才发现中国境内的第一个陨石坑。

为什么中国的陨石坑这么少呢?有一部分原因,可能是中国大陆的板块运动非常复杂,一些陨石坑在地质运动中被磨灭了,但也可能是我们的科学家,包括我自己,对陨石坑的探索还不够尽力。

人类要是不想重复恐龙的命运,我们必须对天上的小天体的数目,还有它们的运行轨道进行非常精密的巡天测量,因此科学家们也要更努力。

美国nasa,还有他们的海军,在这方面都有许多投入,比如卡特林那巡天系统(catalina sky survey)[注释2],泛星计划(pan-starrs)[注释3]等等。

这个动画是nasa的近地天体广角红外巡天探测器(neowise)至今发现的近地小天体。最靠里的那个圈是水星轨道,水星之外那个紫色的圈是金星,蓝色是地球,黄色是火星,最外面那个圈是木星。其中大多数小天体都聚集在火星和木星的轨道之间。

最近20年内被发现的近地小天体数目非常多。直径1公里以上的近地小天体,大概是1000颗;黄线是直径超过140米的小天体数目,大概是8000多颗;蓝线是所有近地小天体的数目,接近2万颗。我们地球就像在小天体的海洋里游泳一样,所以说,碰到小天体撞击地球的情况是很正常的。

直径10公里的小天体撞击地球,是恐龙灭绝级别的事件,如果直径超过100公里的话,整个人类都会被毁灭。令人欣慰的是,直径超过1公里的小天体数目,在这20年内基本上没有什么变化,也就是说,这么大的天体,天文学家基本上已经发现了。

那么,我们是不是就不用担心100米以下的小天体撞击地球?

不是的。

2013年2月15号,一块陨石以每秒20公里的速度划过俄罗斯的天空,最后落到车里雅宾斯克州,在地上砸出大坑。据后来推测,这颗陨石的直径约有20米,重量在10~30吨之间,破坏力相当于广岛原子弹的30倍,对很多建筑物引起了巨大的破坏,上千人因此受伤,所以我们的巡天计划还要不懈地努力。

那么,如果有一天,我们确实发现有个小天体即将砸到地球上,我们应该怎么做呢?

是不是要像电影《世界末日》(armageddon)里面描写的一样,给布鲁斯·威利斯打个电话,通知他的钻井队到小天体上去钻井呢?[注释4]

那是完全不可取的。

因为这是不可控的。钻了井之后,很可能本来不会砸到我们的天体反而真的砸到了我们,造成了人类的毁灭。

那我们应该怎么办呢?

如果发现得早,我们可以发射一个小卫星上去,“温柔”地改变它的轨道,“失之毫厘,差之千里”就是这个原理,关键是要发现得早。

这个方案,也是巡天计划的一部分。

除此之外,天文学家还忧其它什么天?

其实我们担忧的东西很多,超新星爆发、伽马射线暴爆发、太阳还会不会从东边出来……为什么我们要担忧太阳不会从东边出来呢?

300年前,牛顿发现万有引力的时候已经在深深担忧这件事了。原因非常简单,如果说只有一个太阳和一个地球,数学上我们可以非常精准地求解,发现它的轨道是一个椭圆,而且这个椭圆,数学上可以证明是非常稳定的。

科学上,很多时候会在一个理想的、系统稳定的假设前提之下去做研究。但问题是,牛顿发现万有引力的时候,他已经知道有六大行星,并且它们彼此之间的运动轨道和周期都是不一样,有时候几个行星之间的距离可以很小,引力可以很大,加速度也可以很大,因此它们轨道的不稳定性相对也比较大。所以他认为太阳系很可能是不稳定的。

那怎么办?他想不通,就觉得可能上帝的手非常友好,在太阳系不稳定,快要散架的时候,就来整理一下,让太阳系恢复稳定。

有时候,我们对牛顿相信上帝感到难以理解,但其实也可能是他想得比我们深,看得比我们远,最后他不得不相信了上帝。

这个问题,困扰了300年来很多的数学家,包括拉普拉斯、高斯、拉格朗日,还有庞加莱。他们都对太阳系的稳定性做了很多的研究,最后是庞加莱得出了正确的结论,发现太阳系的长期演化是混沌的,意思就是说以非常接近的初始条件开始,经过长期演化,得到极为不同的结果。

比如说这是数学上非常有名的洛伦茨吸引子(lorenz attractor),你可以看到两个垂直向上的锥形是这两个系统的初始条件,但是经过长期的非线性演化之后,两个锥形的最终位置非常不一样。

混沌现象最著名表述就是蝴蝶效应,纽约的蝴蝶长不长翅膀,会影响北京有没有风,有没有雾霾,对我们产生实在的影响,这个就是非线性系统非常重要的一个结果。

这张图是计算机模拟的太阳系演化过程。

混沌的太阳系有八大行星和其它无数的小天体,左上面是初始条件,你可以看到图中水星、金星、地球、火星的位置经过三十三亿年的演化之后,在误差之内可以有非常不同的结果。右上图水星的轨道跟金星的轨道相交,右下金星的轨道和地球的轨道相交,最后如果真的相交了,会产生什么样的结果?那应该就是我们人类最后的命运。

这个计算机模拟非常确定地告诉我们,太阳系有1%的可能性会因为混沌而产生这种毁灭性的结果。这里我们还得感谢爱因斯坦,因为如果是牛顿的经典引力,那其实太阳系毁灭的可能性是30%,这其实是非常高的,我想人类可能因此而产生很大的危机感。但由于爱因斯坦的广义相对论,这个可能性降到了1%。

当然,这个可能性是几十亿年之后才会出现的,所以我们现在还不要需要马上担心。即便如此,另外考虑到太阳会演化成为红巨星(可能)会吞噬地球,所以从长远看,人类必须考虑星际旅行,这样才能保证我们人类长期地生存下去。你可以看到,天文学家的担忧有近有远,近可以关系到我们人类在短期之内的生存,远可以关系到太阳系长期的稳定性。

建议大家有机会去夏威夷的话,一定要在圣山之巅,用望远镜看看我们的银河系,非常壮观,非常漂亮。

400年前,伽利略把他的小望远镜,对准了天空,引发了自然科学的一次根本性的革命,带来我们现在所有的现代技术。现在天文学家能够利用圣山上面的大望远镜(tmt)看到宇宙的边缘,让我们理解宇宙的诞生和最后的命运。

当下很多人都在讨论经济的不确定性,作为一个天文研究者,我想说,一个民族,不仅要有人担心国家的经济,也得有一部分人做杞人忧天的事情,胸怀宇宙,观天之文。

只有把经济、文化、自然科学这些基础学科综合在一起,才能够真正实现我们这个民族的伟大复兴,使我们这个民族重新登上文明之巅。

注释

1.核冬天(nuclear winter):核冬天假说是一个关于全球气候变化的理论,它预测了一场大规模核战争可能产生的气候灾难。核冬天理论认为使用大量的核武器,特别是对像城市这样的易燃目标使用核武器,会让大量的烟和煤烟进入地球的大气层,导致极端寒冷天气。大规模的陨石撞击或者火山爆发,也有可能造成类似核冬天的后果。

2.卡特林那巡天系统(catalina sky survey):是一个发现彗星和小行星,包括搜索可能对地球造成撞击威胁的近地小行星的计划。

3.泛星计划(pan-starrs):全称为全景巡天望远镜和快速反应系统(panoramic survey telescope and rapid response system),是一个引导对全天天体进行测量学和光度学的基础研究的天文计划。

4.《世界末日》(armageddon):1998年上映的科幻电影,演员布鲁斯•威利斯饰演一名被nasa委以重任的钻油井工头,在18天内,登陆即将撞击地球的陨石表面,钻洞贯穿至陨石的地心,放入核弹引爆,阻止撞击事件的发生。

编辑:漫倩

审校:其奇

更多精彩内容,敬请点击文末蓝字“了解更多”。