林光
傳說(shuō)在很久很久以前,天上有十個(gè)太陽(yáng),人們生活在炎熱焦旱之中,神射手后羿將九個(gè)太陽(yáng)射落,只留一個(gè)太陽(yáng),使人間恢復(fù)清涼。
古人把太陽(yáng)描述成神鳥“金烏”的化身,但如今人們知道,太陽(yáng)是一顆巨大的恒星,離地球約1.5億千米遠(yuǎn)。我們不妨開個(gè)腦洞:假如后羿的目標(biāo)不是金烏,而是真正的太陽(yáng),他要怎么做才能將太陽(yáng)摧毀呢?
要是后羿擁有無(wú)限多的水,他能用水把太陽(yáng)澆滅嗎?
恒星受到其引力結(jié)合能大小的能量沖擊時(shí)會(huì)發(fā)生爆炸,自身所有物質(zhì)都向外飛散。
燃燒是燃料與氧氣的化學(xué)反應(yīng),水能滅火是因?yàn)樗鋮s了燃料并趕走了氧氣,使反應(yīng)中斷。太陽(yáng)看上去是個(gè)大火球,但它其實(shí)沒(méi)有燃燒,它依靠原子核的融合——核聚變來(lái)獲得能量。
后羿往太陽(yáng)上潑再多水都不會(huì)使它熄滅,相反可能讓太陽(yáng)變得更大更亮,因?yàn)樗黾恿颂?yáng)的質(zhì)量,從而增強(qiáng)引力,這會(huì)進(jìn)一步擠壓太陽(yáng)內(nèi)部的原子核,導(dǎo)致更多的核聚變。
摧毀一個(gè)天體,也就是讓天體的所有物質(zhì)都擺脫該天體的引力束縛,向四周分散、逃逸,這需要的能量等于“引力結(jié)合能”,它與天體的半徑、質(zhì)量、密度有關(guān)。有人進(jìn)行了復(fù)雜的計(jì)算,得出太陽(yáng)的引力結(jié)合能約為6×1041焦耳。
沙皇炸彈的等比例模型
這是多大呢?如果用人類迄今為止擁有的最強(qiáng)核武器“沙皇炸彈”轟炸太陽(yáng),就需要3 x 1024枚沙皇炸彈。一枚沙皇炸彈重約27噸,那么多炸彈加起來(lái)已經(jīng)超過(guò)1萬(wàn)個(gè)地球的重量了!
核彈與水都不行,那就回到神話里記載的辦法,射箭。如果后羿以極高的速度將箭射出,或許就能成功。這支箭到底有多快呢?
想象一下,你面前豎著一個(gè)錐筒。怎么把它擊倒?你可以扔一顆較重的籃球或快速扔一顆較輕的網(wǎng)球。物體具有的能量與它的質(zhì)量和運(yùn)動(dòng)速度都有關(guān)系,質(zhì)量、速度越大,能量越大。
假設(shè)后羿力大無(wú)窮,神弓與神箭堅(jiān)不可摧,一支箭重約100克,這支箭如果要攜帶6×1041焦耳的能量,那么根據(jù)計(jì)算,它的速度將達(dá)到光速的99.99999%。
近光速箭溢出的能量將讓地球支離破碎。
然而,哪怕后羿真的能發(fā)射速度接近光速的箭,他也不能這么做——由于地球上有空氣存在,箭在射出時(shí)會(huì)與空氣劇烈撞擊、摩擦。地球的引力結(jié)合能比太陽(yáng)的小得多,即使箭僅泄漏自己十億分之一的能量,都足以讓地球支離破碎。就算能夠成功發(fā)射,在這么近的距離遭遇恒星爆炸,地球也會(huì)灰飛煙滅。
由此看來(lái),后羿射日始終只是個(gè)神話。不過(guò),也有人展開了更豐富的想象:也許神話里的“金烏”并非太陽(yáng),而是飄浮在地球上空的巨型反光鏡……這就是另外一個(gè)故事了。
人類目前無(wú)法發(fā)射近光速箭,但可以把非常微小的粒子加速到接近光速。不過(guò)這需要的“弓”是環(huán)形粒子加速器,它大約有27千米長(zhǎng)。