来自太空的毁灭：伽马射线暴详解

想象一下，如果你可以收集一亿光年之内的每颗恒星的能量。从这些成千上万的星系中汲取能量，要知道每个都含有数十亿颗恒星。想象一下，你可以利用这种力量，用它来制成宇宙中最大的超级武器。你可以想象这种破坏力有多大。

事实上，你无需想象。这些是存在的，它们被称为伽马射线暴。那这些宇宙狙击手是什么呢？如果伽马射线暴击中地球会怎样呢？

为理解伽马射线暴，我们先要来了解下伽马射线。伽马射线是种电磁辐射，就像可见光一样是种携带能量的波。可见光是电磁波谱的一小部分：这是肉眼可见的部分。在较低的能量，有无线电波、微波和红外线。而处于更高的能量则是紫外线、X射线和伽马射线。

电磁波谱

伽马射线的能量非常之高，一个伽马射线光子的能量要高于100万个可见光子的总和。这种高能使伽马射线成为电离辐射的一种形式，这意味着它们的能量足够高来使原子键断裂，使其具有很高的危险性。电离辐射会破坏生命所需的这种脆弱的生化结构，这就像9毫米的子弹穿过时钟一样。

幸运的是，在地球上，臭氧层能阻隔伽马射线，在它们对我们造成伤害之前就被臭氧层过滤掉了。但如果大气层把伽马射线阻隔在太空，那是如何发现太空中的伽马射线暴的呢？

在冷战期间，美国发射了间谍卫星，它能侦测苏联在太空进行核试验所释放出的伽马射线。他们没有发现任何炸弹，而是观测到来自太空的微弱爆发，仅持续了几秒。迄今为止，这可能是唯一由间谍卫星得到的重大科学发现，据我们所知是这样的。

天文学家使用望远镜观测不同类型的光来取得相关发现，而这些间谍卫星给了他们一双新的眼睛。在随后的30年里这一直是个谜，但最终我们发现了一个伽马射线暴的来源：位于60亿光年之外的一个星系中。如果可以从这么远的距离看到伽马射线暴，那么它的能量肯定极其之高。一秒钟释放出的能量要多于太阳在其整个一百亿年的一生之中将释放出的总能量，这使伽马射线暴成为宇宙中最耀眼的事件。那它们来自于哪里呢？

伽马射线暴伴随着宇宙中最暴力、最具灾难性的毁灭，以及黑洞的诞生。有两种类型的伽马射线暴：分为短时间和长时间，每个都有各自的来源。长时间伽马射线暴持续约一分钟，科学家认为它们是由超新星产生：当大质量恒星的核心坍塌成为黑洞之时。短时间伽马射线暴持续约一秒钟，它们则是在两颗中子星合并时产生：经过数百万年的时间，中子星的轨道通过释放出引力波而降低。一旦距离足够近到接触，它们就会互撞击融合，并形成一个黑洞。

超新星和中子星合并都是同样的结果：产生被来自母恒星遗留下来的磁化气体盘所环绕的黑洞。在这些环境中，气体盘旋转激发磁场，这会产生漏斗形的热喷射粒子，以接近光的速度运动。在这个漏斗中的气体产生两束高能伽马射线喷射，这就像天体激光枪。所以不同于其他较弱且能量不集中的宇宙爆炸，伽马射线暴的能量很集中，可以在更遥远的地方看到。更多的细节需要大量的数学，这里不再深究。

宇宙充满了这种宇宙狙击手，它们随机地爆发，然后陷入黑暗，而它们一直以来持续击中我们。平均而言，我们每天发现一个。幸运的是，大多数是无害的。迄今我们所发现的所有伽马射线暴都是远在银河系之外，距离很遥远而对我们无害。但如果在我们附近出现伽马射线暴将会是灾难性的，比如数光年之内，它将会完全烤焦地球的表面，或至少是被击中的那一半。

但即便是更遥远的伽马射线暴仍会毁灭地球上的生命，它不需要直接暴头杀死我们。如果在数千光年之内有一伽马射线暴，当它到达我们这里时将会有一百光年的宽度，这就会像浪潮一样席卷整个太阳系。

臭氧层还会来保护我们，但它只是能较好地应对来自太阳的少量紫外线。伽马射线暴会摧毁臭氧层，让我们暴露在致命的太阳辐射之下。通过自然过程，臭氧需要好几年的时间才能恢复，这样的时间足以让太阳把地球烤成寸草不生，或至少杀死大多数复杂的生命。

事实上，这可能已经发生过。伽马射线暴可能是其中一个原因导致4.5亿年前的奥陶纪大灭绝事件（第一次生物大灭绝），这个事件致使85%的海洋生物灭绝，尽管这几乎不大可能去证明。

来自6000光年外的伽马射线暴可能导致了第一次生物大灭绝事件

伽马射线暴甚至可能是我们还未发现外星生命的一个原因，这些外星生命或许已经被意外的伽马射线暴毁灭了。据估计由于伽马射线暴，只有10%的星系可能适宜类似于我们生命的存在。

那么，伽马射线爆发会毁灭我们吗？

或许不会。在我们这样的星系中，可能每数千年才有一次伽马射线爆发，而只有那些足够接近且朝向我们的才会造成伤害。但由于伽马射线以光速传播，直到它们到达之前我们不会知道它们会什么时候击中我们。所以可能已经有能毁灭我们的伽马射线暴上路了，直到它击中我们之前我们一无所知……