伽玛射线暴这种恐怖现象,会让所有生物灭绝吗?
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发布时间：2022-04-26 08:44
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时间：2022-06-26 00:40
尽管被传得纷纷扬扬的仙女座大系星伽马暴事件可能只是一场误报，但面对宇宙中最神秘莫测的这种高能现象，我们真能放松警惕吗?
尽管伽马暴早在上世纪60年代就已经被人意外发现，但它们至今让全世界的天文学家困惑不已。经过了近50年的研究，理论学家提出来尝试解释伽马暴的理论，似乎比实际上真正的伽马暴还要多。
那么，什么是伽马暴呢?它们来自源于哪里?如果在我们的宇宙“后院”里来了一发，我们又会怎样?
伽马暴最早是在20世纪60年代，由美国的军用卫星发现的。一开始，美*方认为这是有人违背了《部分禁止核试验条约》——这一条约禁止了除地下以外所有的核武器试验，包括太空。
为了监督这一条约的执行情况，1962年美国发*维拉卫星(Vela)，它能从太空中监测核爆炸产生的伽马射线闪光。
结果，维拉卫星经常能够检测到伽马射线闪光，后来苏联发射的卫星也证实了这一点。于是，每个人都想知道这个问题的答案：到底是谁老是在地球附近的太空中引爆核弹?
当然，答案是“没有人”。随着维拉卫星观察到越来越多的伽马暴，有一点变得越来越清楚了：这些闪光，既非来自地球，也非来自太阳。
为监测核试验而发射的美国维拉卫星，意外检测到了许多次伽马射线闪光现象。
到了20世纪70年代，这些神秘的闪光才被美国*首次“解密”。他们将这些数据向天文学界公开，希望天文学家能够找到一个答案。没过多久，各种各样的理论就开始层出不穷。
美国哥伦比亚大学的物理学家马尔·鲁德尔曼(Mal Ruderman)在1974年的一次会议上说：“现在的理论比伽马暴还要多。”当时人们提出的奇怪理论包括：彗星之间的碰撞，银河系里中子星的碰撞，甚至还有来自外星人的通讯信号。
整个20世纪80年代，争论一直持续不断，但当时人们达成了一个共识——伽马暴源于我们银河系内的某些地方。
为了检验这一理论，NASA专门设计了BATSE探测器，安置在了康普顿伽马射线天文台卫星上。BATSE于1991年4月5日发射升空，以每天一次的频率发现和记录伽马暴。
BATSE能够把伽马暴定位到区区几度的天区之内，让它能够首次绘制出伽马暴在天空中出现的位置图。这张图揭露的信息令人震惊：伽马暴似乎随机分布在整个天空，根本不是银河系里的现象。(译注：如果伽马暴来源于银河系内，它的分布就应该跟我们看到的银河相似，而不会随机均匀分布在全天各处。)
NASA的康普顿伽马射线天文台首次绘制出了伽马暴在天空中的分布图，结果发现它们并非源自银河系内。
BATSE的数据表明，伽马暴发生在极为遥远的宇宙里，距离地球动辄几十亿光年。这一发现产生一个巨大的矛盾：伽马暴太过明亮，就算用宇宙里能量最高的物理过程来解释，也解释不通。让我们能够在几十亿光年外的地球上看到的伽马暴，它必须要释放的能量实在是太大了。
唯一能够解释这一矛盾的，是这样一个想法：伽马暴发出的能量，并不是朝四面八方发散的，而是聚焦在了狭窄的光束之内，就像一个探照灯。这样一来，地球上能够看到的伽马暴所需的总能量就大大降低了。
这会不会意味着，数十亿年前远古时代的外星人建造了巨大的反射镜，把新生黑洞发出的能量聚焦到地球上，只是为了发出这样一个讯息——“看，我们在这里”呢?(实际上，这个讯息应该是“看，几十亿年我们曾经出现在这里过”，因为伽马暴从发出到抵达地球通常都要花费如此长久的时间。)
真正的答案，其实还要更加怪异。现在被普遍接受伽马暴模型都是特殊形式的爆炸，爆炸中粒子会以喷流的形式被抛射出来。你可以把它想象成高压水*里射出的水柱。
但是对于伽马暴来说，这些“水”要替换成剥光了电子的原子，接近光速向外喷射，还要被一颗高速旋转、磁场极强、正在坍缩的恒星聚焦成狭窄的一束。爱因斯坦的狭义相对论预言，这种喷流里的带电粒子会沿着喷流的方向发出辐射。
这种“束流”模型有助于解释能量过高的问题，但它也暗示，伽马暴的数量要比原先认为的多得多。换句话说，肯定还有许多伽马暴是我们看不见的，因为它们的束流没有指向地球。
“束流”模型的问题还有一个问题，它完全没有说明爆发出那团能量的实际物理过程到底是什么。
高速旋转的大质量恒星死亡时坍缩成黑洞的过程，会形成两道狭窄的高能粒子喷流，同时形成高能辐射束流。被束流扫过的话，就能看到伽马暴。这种模式至少能够解释一部分我们检测到的伽马暴。
但是，有越来越多的证据表明，至少一部分伽马暴与一类特殊的、高速自转的恒星坍缩过程有关，在这个过程中，整颗恒星不是坍缩成一个黑洞，就是坍缩成一颗中子星。其他伽马暴则有可能是由中子星碰撞驱动的。
我们迄今为止检测到的成千上万次伽马暴，大部分都是几十亿年前久远的过去，黑洞被创造出来时在宇宙中留下的“签名”，这一点光是想想就让人觉得非同寻常。
所以，如果在银河系里发生一次伽马暴，其中一道束流又刚好指向地球，会怎么样呢?
很简单，对于生命来说，结果可能是毁灭性的。按照美国天文学家布莱恩·C·托马斯(Brian C. Thomas)发表的一篇论文，地球的臭氧层会被破坏殆尽，导致大量紫外辐射直达地面，可能导致大量DNA变异。
托马斯在他的论文中写道：“在多细胞生物体内，这样的效应可能导致发育迟缓和异常，改变组织构成并引发癌变。”
在久远的过去，伽马暴有可能曾经扫过地球，导致基因变异大爆发，从而影响过地球上生命的演化，甚至带来过生物大灭绝。
考虑到我们几乎每天都能检测到新的伽马暴，你大概会觉得伽马暴发生在我们附近的几率还挺高。不过，只要仔细想想大多数伽马暴发生的地点距离地球都极其遥远，你就发现，我们银河系内发生一次伽马暴的可能性其实非常小。
当然，在以数十亿年为计的地质时间上，银河系内的伽马暴曾经扫过地球，而且可能再次扫过地球，这样的可能性也不能说没有。
距离地球8000光年的WR 104，已经濒临恒星生命的末期。它死亡时坍缩成黑洞的过程，可能产生伽马暴，射向我们的地球。
至少，有一颗大质量恒星值得我们关注，那就是位于银河系内、距离地球8000光年的WR 104。澳大利亚悉尼大学的天文学家彼得·塔特希尔(Peter Tuthill)发现，这颗恒星已经濒临死亡，总有一天会爆炸成为巨超新星(hypernova)，然后坍缩形成一个黑洞。
WR 104的自转轴差不多指向地球，所以如果它坍缩时真的产生伽马暴的话，伽马暴的喷流和束流就会指向地球。
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