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能量高过太阳10亿兆倍!如果伽马射线暴轰击地球,人类能活几秒?

作者:说宇宙

有这么一种光,因为频率高你肉眼见不到它。当你被它照射过后,不到0.01纳米的光波能随意在身体内穿梭。它能直抵身体的核心,让DNA链条土崩瓦解。

再来一个更形象的对比。三年疫情,让人恐慌的新冠病毒,其直径大小在100纳米左右。所以回头看这束光,能在你身体内肆意搞破坏也就不奇怪了。

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最为关键的是,它每秒震动的频率是亿万次级别的。穿透力强、振动频率又高,不要说是人,可谓神挡杀神佛挡杀佛。

这束光,就是在20世纪的第一年,由保罗维拉尔发现的。他用希腊字母的第三个“γ”来命名,这便是伽马射线。

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每隔500万年“临幸”一次地球

如此可怕的光,或者确切一点说是射线,人类在上世纪40年代就掌握了制造它的方法,核裂变即原子弹爆炸中,产生的破坏性能量中就包含了伽马射线。

上世纪70年代之前,人类沾沾自喜于拥有如此的大杀器。可当1973年人类无意间仰望天空的时候,却发现自己制造出来的那件武器,跟宇宙深处真正的大杀器比起来,连个屁都不算。

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这一年,天文学家第一次发现了来自宇宙中的伽马射线暴,整个过程中产生的能量,比太阳光要强上10亿兆倍。这样大的能量人类已经无法理解和想象,只知道它能够毁天灭地。

科学家后来进一步研究发现,这可怕的伽马射线暴不但发生在宇宙深处,还曾光临过地球,甚至不止一次光临过。

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按照科学家的推算,地球数十亿年的历史中,至少每隔500万年左右,就会面临一次伽马射线暴的灭顶之灾。而且自从地球上拥有生命以来,这样的爆发和毁灭已经先后持续过1000次了。

在大多数人的记忆和认知中,毁灭地球生命的,似乎只有6500万年前那次小行星的剧烈碰撞,彼时恐龙驾鹤西游,与其同时期的大量动植物基本上也都被抹除干净了。

而今天的科学家就要告诉人类,和伽马射线暴比起来,小行星和地球的剧烈碰撞就弱爆了。通过对地球历史的探索研究,科学家发现了证据。

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改变地球大气层的一场生物灭绝

根据科学家的研究,地球的历史上,曾经发生过5次最大的生物灭绝事件,其中的奥陶纪大灭绝,在生物灭绝史上相当严重。

以前科学家只是推断,导致这次生物灭绝的主因,是地球的气候突然从温暖变得寒冷。迅速来临的冰河时期,使得当时的地球生物难以适应气温气候,最终只能纷纷死去。

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然而科学家一直想不通的是,究竟是什么因素让地球上的温度突然下降了。后来,由生物学家和物理学家组成的联合研究小组,从这一时期的三叶虫化石上有了新发现——从化石身上找到了伽马射线暴留下的证据。

从1973年第一次发现伽马射线暴,再到后来观测到的数万次,这些都发生在极其遥远的宇宙深空,即便残余的伽马射线到达地球后,能量消耗殆尽也已经人畜无害。

可从化石上残留的相关证据却不难发现,历史上或许在地球的周围,也曾发生过伽马射线暴。强烈的伽马射线直接扑向地球,确实会让地球为之改变。

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地球大气层会阻挡和吸收伽马射线,但高频射线会对大气层中的氧气分子和氮气带来破坏。之后,大气层中便会形成海量氮的氧化物,其中含有有毒的二氧化氮。

它们能够隔绝太阳光照射到地面,植物没办法进行光合作用,地球温度就此会开始下降,最终导致冰河期突然降临,动物也由此纷纷死去。

除了会导致温度下降外,二氧化氮还会进一步破坏臭氧层,这导致紫外线会大量照射到地表,由此也会加剧生物的灭绝。

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在科学家看来,伽马射线暴不止一次威胁地球,历史上威胁了地球1000次,只不过由于其导致的破坏性灾难没有留下痕迹,因此现在的人类很少知道这一切。

那么新的问题来了,它拥有如此大的破坏力,又是什么将它“制造”出来的呢?

来自恒星的爆炸

目前,科学家只知道这是宇宙中能量最大的爆炸,伽马射线暴,又简称为伽马暴,其产生的原因有两种。

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第一种是一颗恒星在逐渐老去过程中产生的,且必须是那种质量很大的恒星才行。恒星在衰老的过程中,进入内部逐渐塌缩的阶段后,其爆炸便会引发伽马射线暴,整个过程持续的事件只有2秒左右。

另外一种情况,便是黑洞或者中子星合并引发的爆炸。无论是黑洞或者中子星,也都属于恒星逐渐老去并死亡后的形态。

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这两类物质密度相当高,当两个以上的黑洞或者中子星合并,也会引起爆炸,进而产生伽马射线暴。

不管是第一种情况还是第二种情况,人类要想在地球上看到,必须得是一个合适的角度才行。

在爆炸过程中,天体强大的引力会吞噬掉周围的一切物质。而后合并或者爆炸后产生的新天体,又会以光速的速度,从天体的两极喷射物质。

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喷射出来的物质被称为喷流,两股喷流是相反方向的,而在喷流的内部,强大的激波而加速带电粒子产生伽马射线辐射,由此便形成了伽马射线暴。

从地球的角度去看,如果喷流的方向没有对准我们,那么瞬时间产生的伽马射线暴也就不会被地球上探测到。只有喷流正好是对准地球方向的,我们才能利用探测技术,感知到它们的存在。

从上世纪70年代至今,科学界已经探测到了几万次的伽马射线暴,可对它的了解还是知之甚少。

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在科学家眼里,我们不了解它产生的机制和原理,为什么能在只有几分钟甚至几秒钟内,就释放出如此大的能量。这些能量聚合,比太阳在100亿年内释放的能量总和还要高。

也就是说,不管我们理解与否,伽马射线暴能够摧毁一切。从人类自身的角度看,光凭这身肉,肯定是阻挡不住伽马射线的。

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看看它是如何穿透一切的

先从人的角度看,伽马射线照射到身体,会直接深入内部与细胞“亲密接触”。高频震动产生的破坏力再加上细小,所以能够很轻易的破坏掉DNA的链体结构。

后者一旦被打断,就无法再生和复原,所以这个被照射后的人就会死去。当然这个也要看剂量的大小,如果是像伽马射线暴这样大的辐射能量,瞬时就能让人死去。

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而如果剂量不大却又在杀伤范围内,那被照射后的人短时间还能活,可留给自己的时间也不多了。这个死亡的过程,就好比一架精密的仪器结构在一点点崩塌。受到照射的人,能够体验到自己的身体区域在一点点死去。

现今的人类,只有当年日本挨过核爆的人,以及切尔诺贝利核爆炸事故中的受害者,才切身体会过被伽马射线杀死的恐怖过程。

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人的身体在伽马射线面前就好比筛子,能够轻易被其穿透破坏。而地球上的其他物体,同样也无法阻隔伽马射线的穿透。

一般的墙体包括厚实的混凝土,无法将其隔绝。厚厚的钢板或者是其他金属材质,它也能轻易穿透。

以人类目前的技术,只有使用一些高密度的合金材质,才能制造出隔绝伽马射线的物体。当然这种隔绝也并非百分之百的,一旦能量增大,原有的隔绝材料它就又能穿透了。

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看到这里或许你就能明白,为什么核电站要建的那么“膀大腰圆”了,不为别的就是为了隔绝包括伽马射线在内的辐射。

这是地球上的情况,在宇宙中,所有恒星在不断进行核聚变的过程中,都会持续产生伽马射线。如果是像恒星塌缩或者黑洞碰撞产生的爆炸,还会引发伽马射线暴。

因为有大气层的存在,一般的伽马射线都被阻隔了,而远距离的伽马射线暴也不会带来实质性伤害。

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只有当脱离地球来到外太空的时候,像宇航员他们才会遭受伽马射线或者其他宇宙射线的侵害。宇航服的存在,除了要应对真空低温,还有就是要尽量隔绝伽马射线的伤害的。但无论如何,相比于地面,外太空遭到的辐射剂量还是会多一些。

结语

从人类的角度看,虽然伽马射线如此厉害,但也不是不能利用。伽马射线极强的穿透力,能够在工业领域发挥很大作用。

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利用伽马射线,就能探测金属或者其他物体的内部情况,哪怕是多么厚的材料,在伽马射线面前都能被一览无遗。

而在医学领域,也能利用伽马射线的穿透和杀伤,对癌症进行治疗。它能轻松破坏和杀死癌细胞的核心结构,并不会对人体正常的区域造成影响。

利用伽马射线的同时,科学界也一直在探测宇宙中的伽马射线暴。2022年的10月份,大陆的太空和地面探测设备,就探测到了一场伽马射线暴。

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在2019年的时候,地球上也监测到一次伽马射线暴,那一次爆发的地点距离地球至少有10亿光年。

而2022年探测到的,则是迄今为止地球上探测到最亮的伽马射线暴。它的亮度,比以往监测到的亮度总和还要高出50倍。科研人员推测,这等于在1分钟内,释放出了8个太阳质量所对应的能量。

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所幸现在探测到的,距离地球都很遥远,不会给我们带来影响。但如果将时间尺度延长的话,结合科学家此前推测,伽马射线暴给地球带来过生物大灭绝,地球未来的某一天,还是会被近距离的伽马射线暴击中。

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到那个时候,人类的文明还在延续还是已经灭绝?亦或人类已经拥有了星际移民的技术,能够在死亡降临前逃离?这些对现在的我们来说,都是一种畅想了。

参考资料:

《人类灭绝的10种可能:地球每500万年毁灭一次?》 重庆晚报 2010年4月12日

《大陆卫星精确探测迄今最亮伽马射线暴》 央视新闻 2023年3月29日

《大陆科研人员监测到伽马射线暴全过程》 新华网 2023年6月9日

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