科學也可以如此靠近

科學家建議建太空磁盾牌 防止太陽耀斑造成的重大破壞


鳳凰網太陽耀斑鳳凰科技訊 據CNBC北京時間月日報導,能想像沒有SC、谷歌地圖、自拍和微信的世界嗎?這樣的世界簡直就不適合人類生活。但是,如果現在不開始考慮如何保護地球免受太陽的淫威,這種災難可能在本世紀降臨地球。在《天體物理學雜誌》上發表的一篇論文中,哈佛-...

- 2017年12月13日03時24分
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太陽耀斑

鳳凰科技訊 據CNBC北京時間10月29日報導,能想像沒有SnapChat、谷歌地圖、自拍和微信的世界嗎?這樣的世界簡直就不適合人類生活。但是,如果現在不開始考慮如何保護地球免受太陽的淫威,這種災難可能在本世紀降臨地球。

在《天體物理學雜誌》上發表的一篇論文中,哈佛-史密森天體物理中心研究人員阿維·洛布(Avi Loeb)和曼納斯維·林加姆(Manasvi Lingam)作出了上述預測。研究表明,我們嚴重低估了太陽對地球潛在的危害。

洛布和林加姆提出了他們的解決方案:在太空中建設一個105噸的盾牌。那麼問題來了:這個盾牌要怎麼建?人類真的需要這個盾牌嗎?

太陽超級風暴的巨大破壞作用

危害人類的將是太陽超級風暴。太陽賦予地球上萬物以生命,但它難以預測的威力,有時也會引發大災難。大規模太陽耀斑的威力,足以破壞衛星、通信系統,以及我們每天都在使用的數位技術產品——其中包括智慧型手機、電視機和廣播。

鑒於人類對衛星技術的依賴——其中包括導航、通信和娛樂——衛星遭到破壞的影響是巨大的。太陽超級風暴會干擾衛星和地面設備間的無線電信號傳輸,從而癱瘓衛星導航系統,尤其是飛機和船舶,會受到相當大影響。部分衛星會被摧毀,所有衛星系統會因太陽超級風暴而嚴重老化,要求重新發射新衛星取代現有衛星,SpaceX和其他太空技術公司可以大賺一筆了。

這項研究的一個關鍵數據是,未來150年由太陽超級風暴造成的經濟損失,將相當於目前美國的GDP(國內生產總值)。因此,建設太空盾牌將是為人類為避免經濟大災難而上的一道保險。資料顯示,2016年美國GDP約為18.6萬億美元。

太陽超級風暴將使飛機乘客受到大劑量輻射

太陽風暴

劇烈的太陽風暴會引發電流迅猛增長,造成電網癱瘓。最糟糕的情況是,地磁力會影響柵極變壓器數周,甚至數月不能正常工作。已開發國家電網冗餘度較高,但世界上大多數國家和地區的電網冗餘度不夠高。

另外一個問題是增加的輻射,在太陽超級風暴期間,乘坐飛機的乘客可能受到大劑量輻射。

研究人員利用地質記錄和大小與太陽相當的恆星活動的數據,推測下一次劇烈太陽耀斑將發生在未來100年。他們通過計算髮現,超級危險的「滅絕級別」的超級耀斑每2千萬年才會發生一次,但發生造成科技大災難級別的耀斑的可能性要高得多。

太陽超級風暴

卡林頓事件

有關太陽風暴危害的第一個證據就是所謂的卡林頓事件,也是有史以來有記錄最著名的造成危害的太空氣候事件。它發生在1859年9月,劇烈的太陽耀斑引發了過去500年來最大規模的太陽風暴,歐洲和北美的電報線路遭到破壞,電報大樓出現火災。

發生在1989年的另一次太陽風暴,造成加拿大斷電,600萬人斷電時間長達9個小時。一些研究人員估計,未來4年太陽風暴造成的經濟損失將高達約2.6萬億美元。

考慮到人類對科技和通信的依賴程度,極端太空氣候造成的危害將遠遠大於以往。人類有應對措施嗎?

現有的防護措施

我們現在的防護措施就是地球的天然磁氣圈。日冕物質拋射會引發地磁電離,而直奔地球。這種現象一直都在發生,只是大多數時間不會到達地球。地球的大氣層也具有一定的保護作用。

但一個好消息是,極端太空氣候事件到達地球需要數天時間,因此,即使太陽拋射的數十億噸微粒向地球奔來,我們會有一定的預警時間。

磁盾牌安裝位置示意圖

建立磁盾牌

地球大氣層可能有一定保護作用,只是保護作用不夠強大。洛布和林加姆建議,建設一個105噸重的磁盾牌,使帶電粒子發生偏轉,不會到達地球。他們表示,這一項目將耗資約1000億美元——與國際空間站相當——但比全球GDP低3、4個數量級。

洛布和林加姆建議在拉格朗日點L1——位於太陽和地球之間,距離地球約100萬英里(160萬公里)——安裝一個磁盾牌。他們還指出,開普勒太空望遠鏡已經證明,超級耀斑在M和K-矮星(宇宙中最常見的恆星)上更為常見,因此那裡的高級文明可能已經建起了磁盾牌。因此,人類為什麼不利用詹姆斯·韋伯太空望遠鏡尋找這一「高科技特徵」。

詹姆斯·韋伯太空望遠鏡

洛布和林加姆還認為,超級太陽耀斑造成的危害在未來數十年尤其嚴重,原因並非是太陽會特別活躍,而與地球文明所處的發展階段有關。

重大太陽超級耀斑可能是百年一遇的事件,但它提醒我們,即使相隔1.5億公里之遠,地球仍然會受到太陽的影響。(編譯/霜葉)

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