主题：【原创】七种武器 之伽玛射线暴和黑洞 -- 正宗鲁皮皮
家园 【原创】七种武器 之伽玛射线暴和黑洞 （前言：
这篇文章是受 History Channel的节目《Last Days on Earth》启发。本节目从现代科学的观点探讨了可能导致世界末日的七种方法。鲁皮称之为七种武器。本节目根据各种武器发生的概率大小排名。此文的目的实为抛砖引玉，让更多的河友知道这个节目，身在北美的河友还可以一睹为快，最近的重播时间是：
Saturday, December 30 10:00 PM
Sunday, December 31 02:00 AM
Sunday, December 31 05:00 PM
不知道该文应该属于原创还是文摘，因为该文的内容来自该节目，有些语句就是我凭记忆对该节目的解说词翻译而来；但在写作成文时我又花了一些时间搜集素材，以充实内容。姑且自私一把，称为原创，如果有河友觉得不妥请告知。）
世界末日的到来可以说是个必然命题。只要你能活的足够长，总有一天能看到这一天的来临。只是，这一天会何时，以何种方式降临人间？
上个世纪60年代美国为了侦测前苏联核试验的情况，发射了一颗军事间谍卫星，上面安装了伽玛射线探测器，其物理依据是因为核爆炸时会产生大量X射线和伽玛射线。美国人的确探测到了伽玛射线的强度在短时间内突然增加，大约每天发生一到两次。 可是出乎意料的是，这些突然增加的辐射的方向却来自外太空，而且其方向是随机分布。换言之，在外太空的某些地方，核爆炸仿佛每天都在发生-----如果我们把大量伽玛射线的出现看作是核爆炸的特质的话。
这种现象一开始是作为军事机密被封存进了美国五角大楼的档案柜里。直到1973年才公布关于伽玛射线暴的首批观测资料。由于伽玛射线暴的持续时间短，方向随机，而且伽玛射线辐射以光速传播，爆发之前不会由任何信息传到地球，所以对伽玛暴的研究进展缓慢。上个世纪90年代以来的研究成果表示，伽玛暴具有非常巨大的能量，往往在几秒时间里释放出的能量就相当于几百个太阳一生中所释放出的能量总和，是人们已知的宇宙中最猛烈的爆发。而伽玛暴的持续时间一般很短，从几秒到几十秒，如此巨大的能量集中在如此短的时间内释放，其单位时间内的能量密度之高可想而知。
伽玛暴的成因现在还不明。但得到普遍认同的是，大质量恒星的死亡会产生伽玛暴。而根据广义相对论，相当于30倍太阳质量的恒星死亡后会演变为黑洞。所以对某些大恒星来说，伽玛暴可以被认为是其最后的死亡宣言。
于是人们就有理由想像，如果有一颗和地球比较近（10光年之内）的大恒星濒临死亡，最后一刻的辉煌就是这光芒万丈的伽玛暴，身处强辐射势力范围之内的我们这颗蓝色的星球和上面赖以生存的自然万物会怎样？
人们不会有任何预警。世界在前一秒还和千万年前一样平静。然而一切就在这一秒之后改变。
人们会首先发现天上出现了第二个太阳，而且这个太阳比原来的太阳还要耀眼。人们会感到有灼热感。恐慌的人们会躲进房屋里。可是除非你身处地层深处特制的防辐射的地下室，高能的伽玛射线还是透过你的屋顶穿透你的身体。更糟糕的是，伽玛暴会首先破坏地球的臭氧层，于是地球上的一切生命将暴露在各种宇宙射线下。
在这种强辐射下，我们机体的一切细胞都受到重创。你将立刻失去生殖能力，体内的红血球也失去造血功能(这一点是我犯的一个常识错误,应该是丧失生成新的红血球的的能力, 多谢风油精兄指正)。体内的酶也将或迟或早地罢工。很难讲你最终会因为什么死去，也可能仅仅是因为饥饿，因为你已经不能消化任何食物。
伽玛暴发生后的第三十天。
全世界的人们已经几乎全部死去。唯一的若干幸存者可能是当时在地层深处作业的煤矿工人（这是鲁皮自己的推论了
），可是他们也最终难逃噩运。生命已经死去，可是人类文明的硬件设施却完好无损。汽车还停在街道旁，机场上的飞机完好无损，自由女神像依然伫立(如果那时还有美国的话)，城市的建筑还是高耸入云，可是这个世界已经尸横遍野。而且众多的尸体将完好地保存相当长一段时间，因为连分解尸体的微生物也被强辐射全部干掉。直到地层深处的微生物重新得以繁衍，最后这个世界将被细菌统治。然后，会开始新一轮漫长的生命进化。现在考虑另一种可能。
这个恒星演变为黑洞的过程中没有产生伽玛暴，于是生命逃过此劫（伽玛暴）。可是还是在劫难逃---如果这个黑洞离地球如此近的话。太阳系所有的一切都会被这个黑洞吞噬。
幸运的是，这一次我们会有长时间的预警，大约在100年左右。
首先天文学家会观测到我们临近的行星会慢慢改变运行轨道，这是由于黑洞强大的引力场所致。于是我们会离黑洞越来越近，最终的宿命将不会改变。于是地球的生命进入倒计时。
那时的政府还会存在吗？以色列和阿拉伯还会打个不停吗？发达国家的人们终于会把自己的财富慷慨施舍给非洲饥民吗？人们还会努力工作挣钱吗？也许那时的人们都会为自己准备一个安乐死的装置来面对最后一刻的来临。年轻人会恣情性爱，可是没有人会再把孩子带到这个濒死的世界。
如果你有幸经历这一切，（这到底是不是“幸运”呢？），在寂静的夜里你会听到地球的大气被黑洞吸走时嘶嘶地声音。
强大的引力会作用在你的身体上。一开始你会感觉有点舒服，就像是坐久了伸个懒腰一样。可是这种美妙的感觉不会持续太久。
最后，一切归于沉寂。就像什么也没有发生过一样。
《Last Days on Earth》节目就这种武器征询霍金博士的意见，霍金博士说：”(大意如此)…这种可能性是如此之小，我们在考虑这种情况之前有理由考虑更为现实的可能。…”
于是这种武器只能屈居七种武器之第七名。
元宝推荐：爱莲,家园 好文，花之! 家园 一个比较strong的个人观点…… 美国的影视作品里，科普/科幻/恐怖/宗教伦理的联系异常紧密且错综复杂（例子数不胜数），盖因在美国人民中非常流行的“末世情节”。其产生原因可能在于普通民众一方面对强大无比的现代科技有着几近畏惧的崇拜，另一方面却因现代科技所揭示的世界与根深蒂固的宗教信仰无法reconcile而深感迷惑。感觉这个节目很大程度上就是为了呼应这种情节以吸引眼球，比如选择“7种”，比如生化危机、核战争、未来智能机器等选项明显来源于科幻电影，比如根本没有系统性比较而是简单糅合了几部科幻大片和几个时髦的科学名词，比如这个节目在HistoryChannel而不在DiscoveryChannel,等等。
对于大多数科学从业者来说，这个片跟好莱坞的科幻灾难片没多大区别，讨论其细节上正确与否似乎没太大意义。其唯一的功能是：yy...... 从这方面来看好莱坞似乎更磊落些，因为它不用现代科学标榜自己
（PS:没有看过此片，也算一把yy
）家园 谈谈我的看法。 这个片子看了一个星期了，这一个星期以来对这个片子的思考也更全面了，你觉得这个片子显示了“末世情节”，我也有这个感觉。这一点可以从History Channel这些天不停地播放有关行星撞地球，超级火山，2004年海啸，以及有关圣经中魔鬼的传说等等片子得到旁证。是不是每年的最后几天History Channel都要放这种内容的节目呀
？这个节目里提到的７种武器，我个人感觉有些是文明杀手，有些根本谈不上。比如我在主贴中谈的ＧＲＢ和黑洞，我现在认为这种可能性简直是小之又小，以至于可以忽略不计；再比如智能机器，就现在的计算机而言，我看不出这种危机出现的可能，只要我们现有的计算机体系还是决定论的模式，片中所言的灾难性的机器就只是耸人听闻；而致命病毒的危机，在现代社会我们有良好的通信设施和一套高效的预警隔离机制，所以这种危机只能在爆发初期给小部分的人们造成灭顶之灾难，而不会变成全球文明的杀手。从这个角度说，这个节目的制作人是在借此片吸引眼球。
但这个片子还是值得肯定的，首先这是一个谈科学的片子，而非解读圣经的片子。当然虔诚的基督徒看后会回去祈祷，对圣经更深信不疑，这是他解读的自由，但本片本身并没有说这些灾难就是上帝的七个使者所为；而科学工作者看后就会考虑这些危机的可能性和应对之策，自然是从科学的角度，而不是躲在角落里祈祷。
在承认第一点的基础上，才可以谈本片的第二个可取之处：它指出了几种我认为更可能的危机，比如行星撞地，这个绝对是值得现代人们警惕的，否则我们就和６千５百万年前的恐龙没什么两样了。现在NEO的监测工作绝对是有意义的，这个工作只应该加强，而不应削弱。另一个我认为称得上是危机的东西是全球变暖，这个东西可以说是“kill me softly”，如果有一天片中所言成为事实，绝对是一场人类的浩劫。不过我对这个问题所知不多，我记得以前的媒体谈论这个问题说现在还在争论全球变暖的真正原因，有科学家还不同意是由于化石燃料所致，而是地球自身的正常活动周期导致。而片子里援引美国前副总统戈尔的话说：争论已经结束。所以我不敢肯定学术界是不是对此问题已经达成共识，毕竟我不是这个圈子里的。
第三个可看之处是，对其他几个我认为不是危机的可能，至少本片可以作为一个科普节目，比如ＧＲＢ，我就是从这个片子知道这个东东原来这么厉害，然后再到网上搜集资料加深了解。一个片子能给我带来这么多思考，我还是觉得不错。
其实，不管是什么节目，甭管它声称自己多么正统多么科学，对接受者来说关键是要有自己的思考。什么是合理的，什么是吸引眼球的，一个心智成熟的人会做出自己的判断。
家园 楼主好文，花之，只是文章观点存在明显的漏洞 伽马射线爆目前观测到两类：长爆和短爆，长爆的原因已经比较清楚，那就是大质量恒星坍缩成黑洞
前的“回光返照”。短爆的原因目前有两种猜测，一是中子星的相撞，二是大质量双星系内的恒星相撞。
不论是何种原因引起的伽马射线爆，在危险距离内，事实上会有大量的线索可提供预警，前者可以基于对
恒星生命周期的知识通过观测获知，后者也可以通过对恒星轨道变化或对重力透镜效应的观测获知，只是
预警的误差相对于人类文明的进程时间而言可能比较大，百年、千年、万年甚至更长时间都有可能，但文
明的进步足以来得及逐步减小这个误差。这是漏洞一，预警问题。
漏洞二更加明显。伽马射线爆在视域上只是一个小点，持续时间相对地球自转周期而言非常短暂，不
可能覆盖全球，危险距离内的爆发其影响最多是半个地球，如此，地表生命虽会受到巨大摧残，但决不会
灭绝，人类文明虽因此可能崩溃甚至逐渐消逝，但低等生物无需自地底反攻，另半个世界的幸存者很快就
会占据全球，节目中描述的爆后景象根本不可能出现，除非该伽马射线爆的能量密度足够大（主要由距离
决定），大到可以瞬间将地球整体融化。
其实，该节目关于伽马射线爆后的灾难景象描述还有很多很明显的细部漏洞，但基本上可以归结到漏
洞二中，在此就不再详述了。
科学方法要讲条件性，条件越丰富，靠逻辑过程得到的结论才越接近真实。
以上文字只是纯粹的科学问题讨论，不涉及楼主的写作和立场，敬请继续完成“七种武器”，届时献
花为谢。
家园 其实这个文章应该由潜水将军来完成。 看来潜水将军应该是这方面的专家了。
你说的第二个漏洞，我这两天也意识到了。因为就我搜集的关于GRB的资料无一不提到其特点之一就是历时很短，一般在秒或几十秒的量级，这样只会杀伤半个地球的生命。除非这个GRB历时超过24小时才会杀伤另外半球，可是在如今通信如此发达的社会，那半个地球的国家必然会得到预警---虽然只有12个小时的时间，但我觉得人类文明的存续还是有希望的。
不过潜水将军考虑过这个问题没有：GRB严重破坏地球臭氧层。我不知道这个破坏是区域性的还是全球性的（指仅仅对短爆而言），兄台如果有这方面的了解还望不吝赐教。如果是全球性的，那么劫后余生的人们就要受宇宙射线的辐射，还是会逐渐死于各种辐射导致的疾病，直到臭氧层复原的那一天。那时由于辐射导致的物种基因突变，谁知道地球现存的生物会出现什么怪物和新的病毒，也许另一种即将统治地球的生物就要粉墨登场了。
家园 网络不畅，回复迟误请见谅——伽马射线爆后的地球 前提：足够强度的伽马射线流摧毁半个地球的臭氧层。
暂不论其它，如果臭氧层瞬间被破坏，地球表面的任何物种势必暴露在太阳的紫外线、X射线和伽马射线下，短期后果是地面生物包括水系表层生物都将大部受损，人类可以短期幸免，但逃不过“末日审判”。
失去臭氧层的保护，对人类而言最大的危机是食物危机，任何靠光合作用转化能量的农作物除少量受人为保护暂时幸免的之外都将基本绝收，可想而知其后果。可以预见，不出数年，数十亿人口中的绝大多数将在无望的饥荒和无序的动乱中死亡殆尽甚至成为其它幸存者包括人类自己的盘中餐，人类文明将在短期内崩溃。
与目前的臭氧层空洞形成的原因不同，高能射线摧毁的臭氧层很快会恢复，而且短时的射线爆又不会摧毁全球臭氧层，臭氧层形成的机制仍会起作用并最终再次达到平衡，只是人类无法在极度缺乏食物的情况下整体熬到那一天，这个过程也许需要数年，也许需要数百年。
那么灾难过后的地球将会是什么情景呢？从太空看去，地球依然是蓝色的，依然可见片片白云，似乎什么都没发生过，但大片的森林、草原已不复存在，大地已成为一片荒漠，江河中几乎没有鱼虾，连海洋中的珊瑚礁也只剩下了白森森的骨骼，天空中除了风声、雷声却听不见一声鸟鸣，人类昔日的文明也只剩下了大片钢筋水泥的“丛林”。人类会有幸存者吗？一定会，只是数量有限。那时的幸存者已不再系统的掌握人类昔日的知识体系，他们是农夫和猎手，但不会像人类历史中曾经的农夫和猎手，他们面临的处境更难，但他们有工具和武器，人类残余的文明成果够他们“享用”至少数百年的，图书馆里依然堆放着数不清的书，计算机硬盘里也完整的存放着人类昔日的科技资料，只是幸存者们不再会有能力或有必要解读了，严酷的自然环境和生存竞争使他们成为一群手拿AK47的原始人……
地表生物大部灭绝了，或死于辐射或死于食物链的消亡，残存的将是耐受力较强的少数小型杂食性和食腐性动物，植物也以苔藓类等低级物种为主，残存的人类会以自己的力量和知识保存下一些对自己最为有利的物种，只是规模非常有限。海洋中的情况会稍好些，但表层藻类的大部灭绝也拖累了其它物种，大规模的鱼群在短期内将不复存在，今日深海中的情景那时将是海洋中的主旋律。
生命会再次展开“绝地大反攻”，但进化不会在短时间内产生足够的积累，如果人类完全灭绝，这个表面“祥和”的不毛之地至少在数百万年的时间里不会有明显的变化，不过只要人类还存在，这个星球的再一次生命进化历程将和以往完全不同。
家园 可怕，另半个世界的人没有办法修补臭氧层吗？ 就算不能修复臭氧层，臭氧层不还剩一半么，虽然稀薄可还是有植物可以光和作用吧，我不懂瞎问。也许那时候的人们会大量种植蘑菇，呵呵。
家园 臭氧层只有在平流层才有意义 人为可以在低空制造臭氧，现代化的人类活动也确实在低空“制造”出了不少臭氧，如典型的光化学烟雾，但其却是有百害而无一利，对生物的影响不用多说，很多建筑物、材料和古迹的毁损、变性、变色等也与低空大气层中的臭氧浓度上升直接相关。
臭氧层的产生机制是高空中稀薄的氧气分子在太阳紫外线作用下发生的光化学反应，在这个过程中，O2分子键被撕开并重新组合成具有更高分子键能量的O3，紫外线则因能量的转移而消失，这就是臭氧层的保护机制。
地球在远古时期大气层中并没有氧气自然也不存在臭氧层，生命在海水中诞生后，靠一定深度的海水保护而生存繁衍，在历经数以十亿年的长期积累后，大量二氧化碳被还原成分子氧，而氧气的出现自然在高空中发生光化学反应而形成臭氧层。当臭氧层的厚度达到一定程度时，地面和水面的紫外线强度就低到生命可以耐受的程度，有迹象表明，这就是寒武纪生命大爆发的重要因素之一。
关键词(Tags): #臭氧，
家园 呵呵 还是有小错 GRB历时12小时就可以杀伤整个地球了吧？
而且如果真有伽玛爆，向着爆炸的一面的通讯系统已经全部玩完了，信息是没法传到另一半去了。
另外不用照射整个地球，半个地球遭受袭击，造成的环境破坏估计已经足以灭绝人类，到时候能存活下来的只能指望蟑螂老鼠之类生命力顽强的动物了。
家园 一直觉得天文学是最接近哲学的自然科学 曾经想去南大读天文，最后还是放弃了。非关前程，只是缺乏探索宇宙本源的勇气
家园 花您这句 非关前程，只是缺乏探索宇宙本源的勇气实在是真诚之言！
家园 绝对原创，先花后看 家园 身边的大恒星应该可以预见其寿命吧，虽然误差很大，勉强算作预警吧。
