2008年10月6日午夜，美國(guó)亞利桑那州萊蒙山頂天文臺(tái)，一個(gè)白點(diǎn)劃過了計(jì)算機(jī)屏幕。在此之前的三年半的時(shí)間里，這樣的小亮點(diǎn)已經(jīng)出現(xiàn)了幾百個(gè)。然而這一次。就在不到20個(gè)小時(shí)的時(shí)間里，這顆被命名為2008 TC3的、直徑2—5米的小行星便在蘇丹上空發(fā)生了爆炸。

有越來越多的證據(jù)表明，小天體的撞擊會(huì)影響地球上生物圈的演化，而這種影響甚至可以使得某個(gè)物種的軌跡戛然而止。類似的事件曾經(jīng)發(fā)生過，將來還有可能會(huì)發(fā)生。于是，如何事先發(fā)現(xiàn)這些“殺手”小天體，進(jìn)而跟蹤、預(yù)報(bào)，乃至最終的防御，就成了生死攸關(guān)的問題。

2182，有顆小行星可能撞地球

2010年7月底，有一條新聞甚囂塵上：于1999年發(fā)現(xiàn)的小行星1999 RQ36將于2182年撞擊地球。這顆直徑大約510米的小行星在2200年前和地球發(fā)生碰撞的總概率達(dá)到了大約千分之一，而單在2182年它和地球碰撞的概率就占據(jù)了總概率的一半。如果1999 RQ36真的撞上地球會(huì)怎么樣?它所釋放出的能量可以達(dá)到約7，500百萬噸TNT炸藥的當(dāng)量，引發(fā)82級(jí)地震，產(chǎn)生一個(gè)直徑6.3千米、深500米的隕擊坑。以上的數(shù)據(jù)僅僅是可以估計(jì)的直接后果，間接的影響和連鎖反應(yīng)可能會(huì)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出我們的想象。

與之相比，更具戲劇性的是2004年發(fā)現(xiàn)的，直徑270米的毀神星。最初天文學(xué)家得出的結(jié)論是，它于2029年和地球相撞的概率達(dá)到了1／233，一舉成為了當(dāng)時(shí)最危險(xiǎn)(沒有“之一”)的小行星。不過在進(jìn)一步的觀測(cè)之后，它在2029年的撞擊風(fēng)險(xiǎn)已經(jīng)降到了零。2036年以及2068年和地球發(fā)生碰撞的概率也已經(jīng)小到了1／250，000和1／300，000，000。

小行星帶的分布

主小行星帶是一個(gè)寬泛的概念，特指位于火星和木星之間的小行星。由于其中的小行星眾多且位置還會(huì)發(fā)生變化，因此一般不詳細(xì)說明距離和位置。只說在火星和木星之間。主小行星帶并不會(huì)直接對(duì)地球構(gòu)成威脅，但其中的小行星軌道有可能會(huì)發(fā)生變化，最后撞上地球。圖中的“希臘”和“特洛伊”是兩個(gè)位于木星軌道上的小行星群：希臘型小行星和特洛伊型小行星，并不屬于主小行星帶。

可“有效推演”的宇宙被“蝴蝶效應(yīng)”擾亂

牛頓是第一個(gè)認(rèn)識(shí)到了天體運(yùn)動(dòng)的物理本質(zhì)的人。他的萬有引力定律非常漂亮地書寫下了太陽(yáng)系中的秩序。18世紀(jì)法國(guó)的天文學(xué)家、數(shù)學(xué)家拉普拉斯建立了一套理論，可以有效地用來推演太陽(yáng)系。他給出的結(jié)果和2，000年前巴比倫人的觀測(cè)結(jié)果驚人的吻合，并由此催生出了拉普拉斯決定論——如果你知道了宇宙中所有的粒子現(xiàn)在的位置和速度，那么，你就能精確地知道它們的整個(gè)未來。

然而，到19世紀(jì)，太陽(yáng)系這部精密的機(jī)器開始發(fā)現(xiàn)了裂縫。法國(guó)數(shù)學(xué)家龐加萊第一個(gè)暗示了混沌理論以及現(xiàn)在廣為人知的“蝴蝶效應(yīng)”——系統(tǒng)中一個(gè)微小的擾動(dòng)會(huì)產(chǎn)生壓倒性的效果(一只巴西的蝴蝶在風(fēng)中煽動(dòng)翅膀就有可能會(huì)在幾個(gè)月之后改變?nèi)虻奶鞖?。他證明，太陽(yáng)系的確定軌道無法外推至無窮遠(yuǎn)，其中任何天體的命運(yùn)都必須用概率來表達(dá)。

對(duì)于太陽(yáng)系中所有天體的運(yùn)動(dòng)而言，有兩個(gè)因素至關(guān)重要。第一是它們的位置相速度，第二是主宰它們運(yùn)動(dòng)的自然規(guī)律。兩者的共同作用決定了它們的運(yùn)動(dòng)軌跡。對(duì)于太陽(yáng)系中的行星而言，即使現(xiàn)在它們的位置能被確定到誤差小于一個(gè)原予的直徑，但仍然無法準(zhǔn)確地預(yù)報(bào)幾千萬年之后它們的位置。天文學(xué)沒有辦法確切知道公元1億年1月1日元旦這一天是出現(xiàn)在冬季還是夏季(由地球和太陽(yáng)的相對(duì)位置決定)以及地球是否還在繞太陽(yáng)轉(zhuǎn)動(dòng)(地球的軌道是否已經(jīng)瓦解)。

行星身上的“蝴蝶效應(yīng)”會(huì)潛伏數(shù)千萬年的時(shí)間才發(fā)作，然而在小行星身上其“惡化”的速度則快得多，要不了幾百年就會(huì)顯現(xiàn)出“癥狀”。其主要原因是目前還無法像行星那樣非常精確地測(cè)定小行星的位置和速度，而且除了萬有引力之外，非引力作用也會(huì)對(duì)它們的運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生顯著的影響，進(jìn)而使得它們和地球之間的潛在碰撞變得更加撲朔迷離。

在此背景下，來自意大利、美國(guó)和西班牙三國(guó)四個(gè)研究機(jī)構(gòu)的6位天文學(xué)家以小行星1999 RQ36為對(duì)象，就它和地球的碰撞風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行了評(píng)估。之所以選擇1999 R036的原因是，在目前所有已知的小行星中它到太陽(yáng)的平均距離(又稱“軌道半長(zhǎng)徑”)是最“精確”的，其不確定性只有5米。這樣做的目的是為了盡可能提高最后結(jié)果的可信度，因?yàn)閷?duì)于小行星而言，非引力效應(yīng)雖然很小，但它們卻是碰撞評(píng)估中最令人頭痛的因素。

怎樣“猜”1999 RQ36擅地球的概率

小行星自身會(huì)旋轉(zhuǎn)，在陽(yáng)光的照射下它的表面溫度就會(huì)有所不同，于是熱輻射的量也就會(huì)存在差異。這一現(xiàn)象被稱為雅爾可夫斯基效應(yīng)，它會(huì)對(duì)小行星的運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生長(zhǎng)期的影響，改變小行星的軌道半長(zhǎng)徑。這個(gè)效應(yīng)的強(qiáng)弱和小行星的密度、大小、形狀、表面物質(zhì)的導(dǎo)熱性能以及自轉(zhuǎn)的快慢和自轉(zhuǎn)軸的方向有關(guān)。然而，目前的探測(cè)手段還無法精確地測(cè)定小行星的這些物理特性，基本只能靠(有根據(jù)地)“猜”。

從評(píng)估風(fēng)險(xiǎn)的角度來說，1999 R036和地球在未來200年中的撞擊概率直接取決于它眼下的位置、速度和雅爾可夫斯基效應(yīng)的大小。但是所有這些因素測(cè)量的結(jié)果和真實(shí)數(shù)值之間都存在偏差，由此一來“混沌”的“蝴蝶”就可以在其中扇動(dòng)翅膀。

為了得到撞擊的概率，這個(gè)天文學(xué)家小組在1999 RQ36軌道和物理參數(shù)的不確定性允許的范圍內(nèi)挑選出了500，000萬組可能的初始條件，把它們輸入程序，讓它在計(jì)算機(jī)中的虛擬太陽(yáng)系中運(yùn)動(dòng)演化到2200年。結(jié)果他們發(fā)現(xiàn)，其中有461組模擬出現(xiàn)了1999 RQ36和地球相撞的情況，由此得到總的撞擊概率大約為0.001。而在這461起的撞擊中，單發(fā)生在2182年的就有272起，超過了總碰撞事件數(shù)目的S0％。在這272起碰撞中又有268個(gè)案例集中在一個(gè)非常小的范圍之內(nèi)。

防患于未撞!

如果1999 RQ36真要撞擊地球的話，該如何應(yīng)對(duì)呢?一般首先會(huì)想到的是，用核彈把它炸了。但其實(shí)，這個(gè)療法的后遺癥極為嚴(yán)重。因?yàn)楸óa(chǎn)生的大量碎塊還是會(huì)沖著地球飛來，說不定其中還會(huì)夾雜著較大的殘塊。

如果炸不行，還可以撞。通過為來犯的小行星注入額外的動(dòng)能，來改變它的軌道。根據(jù)計(jì)算，能以每小時(shí)16千米的速度撞擊小行星，就能使得它的軌道偏離273，500千米。但條件是必須要在小行星撞地球20年前完成這一“太空打擊”。

還有和風(fēng)細(xì)雨的辦法，其中之一就是給小行星刷上一層漆。漆可以改變小行星的表面對(duì)陽(yáng)光的吸收以及再輻射模式，利用雅爾可夫斯基效應(yīng)來改變小行星的軌道。技術(shù)上的難度和耗時(shí)的漫長(zhǎng)使得這個(gè)辦法實(shí)際操作起來遠(yuǎn)遠(yuǎn)沒有看上去的那么誘人。于是便有人提出，派出太空飛船給小行星安一面太陽(yáng)帆，利用陽(yáng)光的推力來使得小行星的軌道發(fā)生偏轉(zhuǎn)?？蛇@也絕非易事。 與傳說中的阿基米德用反射鏡火燒戰(zhàn)船一樣，有科學(xué)家提出用反射鏡聚焦陽(yáng)光來火燒小行星。通過灼燒小行星表面的某—部分來蒸發(fā)那里的物質(zhì)，進(jìn)而形成—個(gè)反向的推力改變它的軌道。不過，許多科學(xué)家還是認(rèn)為，最直接的辦法是給小行星安裝一個(gè)火箭引擎，可根據(jù)要求點(diǎn)火噴射。

如果上面這些方法都不行，那只有直面撞擊了。分散家庭成員、遠(yuǎn)離城市(避免治安惡化)和海邊(撞擊會(huì)產(chǎn)生海嘯)、儲(chǔ)存足夠的食物和水、盡量北上(小行星撞擊熱帶以及低維度地區(qū)的概率更大)也許是較為合理的選擇。除此之外剩下來的就交給大自然吧。一些重要的

被嚴(yán)密監(jiān)測(cè)的小行星

小行星的臨時(shí)編號(hào)包含了年份和兩個(gè)大寫英文字母，如有必要還會(huì)添加一個(gè)下標(biāo)。這些數(shù)字和字母代表了這次觀測(cè)所處的半月，以及這顆小行星在這個(gè)半月所發(fā)現(xiàn)的所有小行星中的序號(hào)。例如，編號(hào)為2007 BAl的小行星，字母“B”代表了它是在2007年1月16-31日這個(gè)半月中被觀測(cè)到的。字母“A”通常表示它是這個(gè)半月中首個(gè)被觀測(cè)到的小行星，不過下標(biāo)“1”則說明它是第26個(gè)。在這里，由于字母“I”被排除在外，因此其他的英文字母只能用來表示25顆小行星。此時(shí)，使用額外的下標(biāo)就可以沖破這一限制。美國(guó)噴氣推進(jìn)實(shí)驗(yàn)室有一個(gè)小組會(huì)發(fā)布小行星和地球撞擊的概率，這些小行星分布非常廣。