一个设想:如果伽马射线暴近距离直击地球会打穿地球吗?

一个设想:如果伽马射线暴近距离直击地球会打穿地球吗?,第1张

伽马射线暴是宇宙中威力最强大的爆发。一般发生在两颗中子星碰撞形成黑洞,或者一颗黑洞吞噬另一颗中子星,或者一颗恒星变成超新星的时候。

伽马射线爆产生的光谱类型一般在可见光之外,用肉眼是无法直接观测的。地球在4亿年前的奥陶纪就被一次伽马射线暴击中过,不过那时候恐龙还没有成为地球的霸主。70%的大气被破坏 ,75%的生物从地球上消失,这就是第一次物种大灭绝。

假如发生伽马射线暴的地方距离我们500光年。大部分的辐射会落到地球上,臭氧层会遭到破坏,大部分的植物也会随之死亡。没有了植物的光合作用,大气中的含氧量急剧减少,动物也会饿死,人类的生存环境岌岌可危。

假如伽马射线暴发生在太阳系附近,它对我们的破坏就等同于小行星撞击地球了。伽马射线暴首先会完全摧毁我们的大气层,紫外线会对人类造成严重的伤害。因为伽马射线暴的波长很短,假如我们足够幸运,它有可能和地球擦肩而过。

虽然现在的科技有能力侦测到伽马射线暴。但是我们也束手无策。伽马射线暴到达地球后,会引起强烈的化学反应,地球上空就好像被盖上了一层化学烟雾一样。我们会受到各种宇宙射线的轰炸。地球会迎来新一轮物种大灭绝。但地球应该不会被击穿。

黑洞属于时空漩涡状天体,通常会有其自己不受引力作用的物理表现特征;而伽马射线暴则属于超新星爆发状星,其存在形式则是有其非常特殊的辐射形式,两者相比,我认为伽马射线爆更厉害。

比以往最亮伽马射线暴亮10倍以上

伽马射线暴是宇宙中最剧烈的天体爆发现象,伽马射线暴释放的能量超过太阳,在其一升辐射能量的总和,伽马射线暴的观测研究是天文前沿领域取得重大突破的里程碑。恒星的中心被黑洞所环绕着,这就意味着恒星在发生超新星爆发时内部会产生巨大能量,这将使伽马射线暴发生,当然此次研究发现,目前已在国际上引发巨大反响,大量相关研究的展开,也能够更好的提升我们的认知水平。

它们之间的区别

黑洞是由大质量的黑洞,其体积相当于太阳的100倍,质量的密度也相当于太阳的10万倍。在黑洞里,你能看到的是一个完全封闭的时空,那里没有外界的一切干扰物也没有引力,伽马射线暴是指爆炸后爆发出强烈紫外线、红外线、 X射线或 B射线爆发出一种新波长(主要是可见光)并以红外线(UV)为主发出伽马效应以使宇宙中任何物质与电离层中电子之间相互作用并吸收一定波长范围以内产生电磁波辐射。

它们的电磁辐射形式

对于伽马射线暴,我们知道这是一种超新星爆发的结果。我们知道,在恒星的形成过程中,会产生一些质量非常大的伽马射线流。而这类伽马射线流被称为伽马紫外辐射(HLA),通常以伽马射线形式呈现在恒星周围。由于黑洞的质量远远大于光速,所以其会持续的发出辐射光,而这些辐射光的辐射强度很大,能达到普通太阳物质的百万分之一。 

伽玛射线暴(Gamma Ray Burst, GRB),又称伽玛暴, 伽玛射线暴是来自天空中某一方向的伽玛射线强度在短时间内突然增强,随后又迅速减弱的现象,持续时间在01-1000秒,辐射主要集中在01-100 MeV的能段。伽玛暴是当今天文学上最活跃的前沿领域之一,在1997年和1999年两度被美国《科学》杂志评为年度十大科技进展之一。

基本简介

  伽马射线暴简称为“伽马暴”,是宇宙中伽马射线突然增强的一种现象。伽马射线是波长小于01纳米的电磁波,是比X射线能量还高的一种辐射,伽马射线暴的能量非常高,所释放的能量甚至可以和宇宙大爆炸相提并论,但是持续时间很短,长的一般为几十秒,短的只有十分之几秒,而且它的亮度变化也是复杂而且无规律的。  伽马射线暴(GRBs)可以分为两种截然不同的类型,长久以来,天文学家们一直怀疑它们是由两种不同的原因产生的。更常见的长伽马暴(持续2秒到几分钟不等)差不多已经被解释清楚了。在目前的图景中,它们是在一颗高温、超大质量的沃夫—瑞叶星(Wolf-Rayet star)坍缩形成黑洞时产生的。 虽然短伽马射线暴一瞬即逝,但现在‘雨燕’每年可以捕捉到10次短伽马射线暴,为我们的研究提供了非常宝贵的资料来源。我们现在的研究认为,短伽马射线暴可能来源于一个双星体系的两颗恒星的合并以及一个黑洞的同时产生。 伽马射线暴的能源机制至今依然远未解决,这也是伽马射线暴研究的核心问题。随着技术的进步,人类对宇宙的认识也将更加深入,很多现在看来还是个谜的问题也许未来就会被解决,探索宇宙的奥秘不但是人类追求科学进步的必要,这些谜团的解开也终将会使人类自身受益。伽玛射线暴 - 发现

伽马射线暴20世纪60年代,美国发射了Vela间谍卫星,上面安装有监测伽玛射线的仪器,用以监视苏联和中国进行核试验时产生的大量伽玛射线,然而却却发现一种奇怪的现象:伽玛射线的强度会在几秒到几十秒的时间内突然增加,随即又减弱。这种现象是随机发生的,大约每天发生一到两次,强度可以超过全天伽玛射线的总和,并且来源不是在地球上,而是宇宙空间。由于保密的原因,关于伽玛射线暴的首批观测资料直到1973年才公布,并很快得到了苏联Konus卫星的证实。历史上记录到的最早的伽玛射线暴来自于1967年。 由于伽玛暴的持续时间非常短暂,而且方向不好确定,起初对伽玛暴的研究进展十分缓慢,连距离这样的基本物理量都难以测定。80年代,基于Ginga卫星的观测结果,人们相信,伽玛射线暴是银河系中的一种现象,成因与中子星有关。并且围绕中子星建立起数百个模型。20世纪80年代中期,美籍波兰裔天文学家帕钦斯基提出,伽玛射线暴发生在银河系外,是位于宇宙学距离上的遥远天体,然而并没有得到普遍认可。伽玛射线暴 - 成果

1991年美国发射了康普顿伽玛射线天文台(CGRO),这颗卫星的八个角上安装了八台同样的仪器BASTE,能够定出伽玛射线暴的方向,精度大约为几度。几年时间里,对3000余个伽玛暴的系统巡天发现,伽玛射线暴在天空中的分布是各向同性的,这就支持了伽玛射线暴是发生在遥远的宇宙学尺度上的观点,并且引发了帕钦斯基与另一位持相反观点的科学家拉姆的大辩论。 如果伽玛射线暴确实位于宇宙学尺度上,那么由它的亮度可以推断,伽玛暴必定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。例如1997年12月14日发生的一次伽玛暴,距地球120亿光年,在爆发后一两秒内,其亮度就与除它以外的整个宇宙一样明亮,它在50秒内释放出的能量相当于银河系200年的总辐射能量,比超新星爆发还要大几百倍。在它附近的几百千米范围内,再现了宇宙大爆炸后千分之一秒时的高温高密情形。而1999年1月23日发生的一次伽玛暴比这还要猛烈十倍。 1996年,意大利和荷兰合作发射了BeppoSAX卫星,这颗卫星能够准确地测定伽玛射线暴的方位,定位精度约为50角秒,这就为地面上的望远镜在伽玛暴未消逝之前寻找其光学对应体提供了强有力的支持。在它的帮助下,天文学家们率先发现了1997年2月28日爆发的一个伽玛暴的光学对应体,这叫做伽玛暴的“光学余辉”。后来又陆陆续续地发现了数个类似的余辉,不仅有可见光波段的,也有无线电波段,X射线波段,并且还证认出了伽玛暴的宿主星系。对宿主星系红移的观测证实,伽玛暴远在银河系以外,是宇宙学距离上的天体。余辉的发现使人们能够在伽玛暴发生后数月甚至数年的时间里对其进行持续观测,大大推动了伽玛暴的研究。

伽玛射线暴 - 成因

关于伽玛射线暴的成因,有人猜测它是两个致密天体如中子星或黑洞的合并产生的,也有观点认为它是在大质量恒星演化为黑洞的过程中产生的。 1998年发现伽玛暴GRB980425与一个超新星SN Ib/Ic 1998bw 相关联。这是一个重要的发现,暗示伽玛暴的成因可能是大质量恒星的死亡。2002年,一个英国的研究小组研究了由XMM—牛顿卫星对2001年12月的一次伽玛暴的长达270秒的X射线余辉的观测资料,发现了伽玛暴与超新星有关的证据,发表在2002年的《自然》杂志上。进一步的研究揭示,普通的超新星爆发有可能在几周到几个月之内导致伽玛射线暴。目前大质量恒星的死亡会产生伽玛暴这一观点已经得到普遍认同。

伽马射线暴在理论上没有天敌。

它是已知宇宙中最强的爆射现象,理论上是巨大恒星在燃料耗尽时塌缩爆炸或者两颗邻近的致密星体(黑洞或中子星)合并而产生的。

伽马射线暴短至千分之一秒,长则数小时,会在短时间内释放出巨大能量。如果与太阳相比,它在几分钟内释放的能量相当于万亿年太阳光的总和,其发射的单个光子能量通常是典型太阳光的几十万倍。

伽玛射线暴的主要特征:

伽玛射线暴的持续时间一般在01秒到1000秒左右,以2秒为界,大致可以分为长暴和短暴两类,典型的持续时间分别为30秒和03秒。时变的轮廓比较复杂,往往具有多峰的结构。伽玛射线暴在天空中的分布是各向同性的,但远距离的伽玛射线暴明显少于近距离的,显示出非均匀各向同性,可以被膨胀宇宙学模型所支持,表明伽玛射线暴是发生在宇宙学距离上的。

伽玛射线暴爆发过后会在其它波段观测到辐射,称为伽玛射线暴的余辉。根据波段不同可分为X射线余辉、光学余辉、射电余辉等。余辉通常是随时间而指数式衰减的,X射线余辉能够持续几个星期,光学余辉和射电余辉能够持续几个月到一年。

-伽马射线暴

能 (我们在使用的医用的那种威力太小)

伽马射线爆是宇宙中已知的威力最强大的爆炸

在太空中产生的伽玛射线是由恒星核心的核聚变产生的,一般只有超新星爆炸才会产生,且距离很远即使时相差几百光年,邻近星系如果处于路径上也有可能被影响,但是我们也不用太担心了,因为他的发射是呈线发出的,只有和他的爆发路径呈已直线才有可能被射到,逼近宇宙的空间很大

伽马射线暴所释放的能量甚至可以和宇宙大爆炸相提并论。持续时间很短,长的一般为几十秒,短的只有十分之几秒。而且它的亮度变化也是复杂而且无规律的。但伽马射线暴所放出的能量却十分巨大,在若干秒钟时间内所放射出的伽马射线的能量相当于几百个太阳在其一生(100亿年)中所放出的总能量!

一般来说,核爆炸(比如原子弹、氢弹的爆炸)的杀伤力量由四个因素构成:冲击波、光辐射、放射性沾染和贯穿辐射。其中贯穿辐射则主要由强γ射线和中子流组成。由此可见,核爆炸本身就是一个γ射线光源。通过结构的巧妙设计,可以缩小核爆炸的其他硬杀伤因素,使爆炸的能量主要以γ射线的形式释放,并尽可能地延长γ射线的作用时间(可以为普通核爆炸的三倍),这种核弹就是γ射线弹。

现在科学界有一个越来越被广泛认同的评估是,宇宙中有90%的文明被伽马射线暴清理了,这是宇宙中文明很难发展到高级状态的主要原因。

这或许也是人类很难发现地外文明的原因。

伽马射线暴主要来自超新星爆发、中子星或黑洞相撞。伽马射线暴不光对人类有伤害,对所有生物都有伤害。

但不是所有的伽马射线暴都会侵害地球,对地球生态造成伤害。这要看超新星爆发等事件距离地球多远,而且发出的伽马射线暴是不是会扫中地球。

有人认为,看到了超新星爆发就是死亡,这是极其错误的一个认知。

我们看到了超新星大爆炸的光芒,说明这颗超新星大爆炸之光已经传递到了我们这里。但看到超新星大爆炸的光,并不等于就是死亡。

迄今为止,人类有记载观察到的超新星爆发至少有8次了,如果看到就死亡,那人类岂不灭亡若干次了?

这些有记载的超新星爆发从公元186年到2006年,有的距离只有几千光年,但从记载来看并没有对生态造成什么影响,只看到夜空中的亮星。

所以,超新星大爆炸会不会影响地球生态,要看这种爆发距离多远,产没产生伽马射线暴,还要看这束伽马射线暴扫没扫中地球。

这就需要我们来了解一下超新星大爆发和伽马射线暴的前世今生。

典型的超新星爆发有两种情况。

一种是核心坍缩超新星,是大质量恒星垂死的回光返照。

当质量大于太阳8倍以上的恒星,在演化后期核心燃料烧完后,会由于突然无法支撑巨大引力而引起核心崩溃,一系列的应激核聚变反应过后,会发生超新星大爆发,将自己大部分外围气体物质抛散到太空中,剩下中心一个核心,坍缩成中子星或者黑洞。

太阳质量8倍以上30倍以下的恒星结局是形成一个中子星,这颗中子星的质量应该在钱德拉塞卡极限以上,在奥本海默极限以下,也就是在太阳质量的144倍到32倍左右之间。

太阳质量30倍以上的恒星结局是形成一个黑洞,这个黑洞质量在太阳的3倍左右以上。

有些巨大质量恒星发生超新星大爆发会把自己炸的荡然无存,也有的会直接坍缩成一个大质量黑洞。这里面机制比较复杂,这里就不深入讨论了。

另一种是热失控爆发,就是所谓la型超新星爆发。

这种超新星爆发是太阳8倍以下恒星死亡前,回光返照是变成一个红巨星,外围的气体物质会渐渐消散到太空,最终留下一个至密的白矮星。

这个白矮星会不甘寂寞妄图死灰复燃,会吸取其引力范围内的恒星等天体物质,让自己越来越“胖”,当质量达到钱德拉塞卡极限,也就是太阳质量的144倍这个临界点时,就会打破原来的电子简并压状态,发生急剧坍缩,巨大的温度压力突然释放,就发生了超新星大爆炸。

两颗白矮星合并也是发生la型超新星爆发的原因。

还有一些非典型超新星爆发。

如中子星相撞、黑洞相撞等。

中子星吸积超过奥本海默极限也会发生大爆炸,并坍缩为一个黑洞。

这些也会产生超新星大爆发的能量辐射,甚至爆发的能量更大,伽马射线暴更强。

那么伽马射线暴又是什么梗呢?

这得从电磁辐射的全波段说起。电磁辐射的载体媒介就是光子,因此我们可以认为电磁辐射就是光辐射。

其实伽马射线就是光波中顶端的高能辐射。

光的波长从千米级到纳米级,人眼只能够看到很小的一段可见光波,这个波段的波长在380~760nm之间,频率在10^15Hz左右。波长越长,频率越低,波长越短频率越高。

人类除了可见光,其余更长波长和更短波长的光波是看不见的。

比可见光波长要长频率更低的电磁波有无线电波、微波、红外线等;比可见光波长短频率高的有紫外线、X射线、伽马射线等。伽马射线的波长在10^-13~10^-15m以下,频率在12^22Hz以上。

X射线、γ射线由于波长极短,频率很高,穿透力很强,对生物伤害也大。

而伽马射线暴(γ射线暴,简称伽玛暴)则是来自天空中某一方向的伽马射线突然增强又减弱的现象,这种现象一般持续01~1000秒,辐射强度主要集中在01~100MeV能段。

前面说人类只观测到8次超新星爆发,但人类观测到的伽马射线暴却非常平常,几乎每天都有。这说明宇宙中超新星大爆发同样随时都在发生,只不过绝大多数距离我们太远无法观测到而已。

而且伽玛暴本身是超高频皮米波长级电磁波,人眼是看不见的,能够看到是因为与可见光混合在一起。

伽玛暴是宇宙中最强杀手。

伽玛暴是宇宙中最极端的能量迸发,一束伽玛暴的强度在几分钟内可以达到万亿年太阳释放能量的总和,单个光子的能量通常是太阳光的几十万倍。

迄今为止,科学家们已经监测到几千次来自宇宙深处的伽马暴,因此人们越来越相信,是伽玛暴清理了宇宙中90%以上的文明,这也是人类很难发现地外文明,以及文明难以发展到高级水平的主要原因。

人类发现伽马暴现象从1967年开始。那时候老美发射了一艘叫“帆船座”的卫星,其主要目的是监测前苏联和中国的核试验,这艘卫星能够及时监测到核爆导致的伽马射线强度,从而能够计算出核爆的当量。

结果无心插柳的发现了宇宙伽玛暴。

1997年12月14日发生一次伽马暴,来自距地球120光年的地方,在爆发的2秒钟内,亮度达到全宇宙整个亮度一样,50秒释放的能量相当于银河系200年中辐射能量。而1999年1月23日监测到的一次伽玛暴比前者还要猛烈10倍。

研究认为,伽玛暴产生于中子星、黑洞碰撞和大质量恒星超新星大爆发,是恒星爆发或者中子星、黑洞碰撞在最后阶段,形成新的黑洞的一刹那,拼尽最后的能量爆发出来的极端能量流。

这种能量流从天体的磁极发出,随机且具有很强方向性。因此一些科学家们认为具有生命的星球被伽玛暴扫中的概率并不大,大约在1000万分之一。

但这个概率似乎并不小,地球就已经多次“中奖”。

研究认为,奥陶纪生物大灭绝就是因为一束伽马射线暴扫中地球的结果。

这束伽马射线暴并非恒星超新星爆发产生的,而是两颗中子星相撞导致的大爆炸,产生了几束伽马射线暴,其中一束正好扫中了地球。

这两颗中子星距离地球6000光年。它们“二人转”引发的伽玛暴导致了44亿年前生物物种灭绝85%,导致地球生物进化进行了一次大的转折和重新启动。

科学家们在2012年曾经有一项研究,他们通过对古树年轮中碳14同位素和铍-10含量测定,认为在公元774年左右曾经有过来自宇宙的高能辐射光临地球,这种辐射很可能是一束伽玛暴,导致地球上有了这样的元素。

这样看来,我们地球不但在44亿年前的奥陶纪受过伽马暴的“光顾”,在1200多年前的古代也得到过“施舍”。这个概率似乎并不小,不过后来这次温和一些而已。

今后地球还有机会中这样的“大奖”吗?难以定论。

首先伽马射线爆与伽马射线爆是不同的。有的类星体(黑洞属于类星体)在吞噬物质时会一下子吞不了那么多,多余的物质会以伽马射线爆的形式喷射出来。说句实话,暗能量还未定论,无法比较。而且三者互相影响,谈不上谁更厉害。

呵呵,兄弟,你想得太玄乎了,伽马射线暴能毁灭生命,但是却不能影响结构质量,别说银河系了,地球都毁灭不了,伽马射线暴不是爆炸,只是高能射线,而不是冲击波,射线射线,顾名思义,你可以把它看待成一种高能辐射,它只能破坏生态圈,而不能对结构质量产生威胁,你所说的摧毁是怎么定义的?

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