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通古斯事件之谜 -李 竞

更新时间:2009/04/19

央视国际 2004年11月19日 10:22

  主讲人简介:李 竞:中国科学院国家天文台研究员,北京大学、北京师范大学、中科院研究生院兼任教授,曾任中国天文学会理事。主要从事恒星、银河系和天文史的研究。

  内容简介:一、来自太空的天火1908年6月30日清晨,俄罗斯西伯利亚通古斯地区上空一个巨大火球突然飞速自天而降,夺目的光芒能够与日争辉,呼啸之声惊闻上百公里,随后巨雷般的轰鸣声传至上千公里。接下来的几夜,在上千公里之外都能察觉到出事地区上空呈现异;怨。此外,还发现北半球上空出现巨大的臭氧层空洞。当地居民异?只。

  二、六次实地探险考察1927年,苏联矿物学和陨星学专家库利克只身进入出事地区进行科学考察?吹搅艘环鹿19年的、惊人的劫后景观。一个跨径约50米的陨击坑,周围30公里内满目大火之后的焦土,再往外是上千平方公里的林木四向倒伏?饫嗽谠苫骺痈浇虻厥,出乎意料地未见任何陨星残迹踪影。随后的12年间,库利克又5次亲赴通古斯腹地继续深入探访。

  三、引人入胜的种种遐想由于只见陨星坑而始终未见陨星体,但却探测到陨落地区有明显的放射性物质偏高的异常。因此关于“通古斯事件”的真相,就有多种说法、猜测和推论。例如:一、外星人运载工具的失事说;二、外星人的核事故说。三、物质和反物质的一次湮灭说;四、微型黑洞与地球遭遇说,等等。

  四、和地球遭遇的小天体来自何方如果,“通古斯事件”的罪魁祸首是来自柯伊伯带的彗星,还是近地小行星?假如是彗星的话,那么当彗星在趋近近日点时,它会与地球迎面碰撞吗?假如是近地小行星,那么它是如何飞到地球附近而“近地”,而后又闯入地球大气层的?

  五、“通古斯事件”的天文模拟回放天文学家根据已掌握的信息,对“通古斯事件”的来龙去脉有如下的描述:一个来自小行星带、轨道已演变的近地小行星,或是一个来自柯伊伯带的彗星或彗星残片,即一个直径约60米的石铁质小天体,以每秒25公里的速度,以30°~ 35°的入射角进入地球大气层。因摩擦效应产生高温,于地面上空8.5公里处爆炸、裂碎并汽化,形成相当1000万吨TNT,约合 1000个广岛原子弹威力的能量,造成的高温冲击波气柱直冲陨击地。

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  一、来自太空的天火通古斯是什么?通古斯是一个地名,这个地方是在西伯利亚,它的经度是东经101度。大概在什么地方呢?大概在西宁的西边,在青海湖的这条线上,经度是这条线上,南北这条线上。那么纬度是多少呢?是北纬60度55分。这个地区几乎没有什么人,有少数的周围的这个区域,有的也是传统的游牧民族,是打猎的,人的样子就接近于爱斯基摩人的样子。

  我们说的“通古斯事件”就发生在1908年6月30号上午7点17分,在通古斯地区的上空,就一个大火球自天而降,这件事情就叫做“通古斯事件”。就是在96年前,一天早晨,一团大火降临在通古斯地区的上空。当时的景观是什么呢?当时的景观,就是说,大火球可以与日争辉。然后,与日争辉的火球下降的时候出现了呼啸声,这个呼啸声可以传到上百公里之外,在百公里之外都听见呼啸声,在上千公里之外,后来都听见,像打雷的轰鸣声。而在当地的气象站的记录上,记录到阵风冲击波,阵风形式的冲击波,而在全球的地震网站,都记录到了当时有一个小小的地震波,全球都感受到了那儿发生一次,被认为是发生了一次地震,因为地震波记录的都有所记录。而全球的地磁台都记录到了地磁的扰动,叫做磁暴。而在几千公里之外的随后的几天的夜晚,都看到那个地区的上空,出现了像北极光那样的辉光。而在随后又知道,就在整个北半球的上空,臭氧层出现了大空洞。这就是通古斯事件的整个景观。

  二、六次实地探险考察我们知道,1908年的时候,在俄罗斯是一个动乱的国度,在这里沙皇行将覆灭,而俄罗斯广大地区都异常地贫穷,异常地落后。而出现了“通古斯事件”之后,组织不起来科学考察团,顾不上,到了1917年之后,苏联成立了,那时候正忙于恢复,境内、境外的事太多了,也顾不上科学考察。所以,一直过了19年之后,才有这位仁人志士,伟大的科学家库利克,他诞生于俄罗斯沙皇时代,去世的时候,是在1942年反法西斯战争。他是一个执著的矿物学家,也特别精通,来做陨石的分析。他经过个人的努力筹措,也没有搞到什么经费,他也倾家荡产,组织了一个小分队。说是小分队,实际上就是他一个人,雇一些牲口,毛驴牲口,然后给驮着一些仪器,他就深入腹地,实际上就是他一个人,非常艰苦。通古斯这个地方,是一个几乎是无人烟的,而且当地的居民也是少数民族,而少数民族对于1908年的通古斯上空光临了一次大火球这件事情,都三缄其口,不说,不想说,或者怕说,普遍地认为,那是老天爷,是上苍的一种惩罚,降了天火。因此,当地的居民就怀着一种恐惧的心理,就认为,我们一定是惹怒了上苍了,我们一定是办了什么对不起老天爷的事情了,所以才给我们降临灾难。因此,地方的传说之多,几乎淹没了一切科学语言,都变成了一个神话般的传说。

  库利克深入腹地之后,他一到那儿,景观一看,确实是不出他所料,看到的是一个他所预期的,是由天上掉下一小天体的后果,就看到了一个50米直径的大坑,而在周边的30公里,是一片焦土。而一千平方公里以内,所有的森林都四向倒伏。而更令库利克吃惊的,他就雇当地的老百姓,这也很难,老百姓不愿参与其事,所以他不得不到非这个地区的居民,去雇一些劳力,帮助他来进行科考。然后,不是掘地三尺,掘地几米,出乎他意料,他没有找到任何一块固体的大石头,或者铁石头,或者铁块,都没有,只有一些粉尘。至少,他掘地有三米四米五米,这件事情就引起了更多的传说了,就是天上来的,不是石头,一定是天火,给你烧出一个大坑来。要是石头的话,石头哪儿去了?而当年拍照的一千公里之内的树木的倒伏景观一直保留到今天,就是这样子,所有的树都是四向倒伏,而所有的树木都过了火,全是一片枯干干的树干,树枝树叶都在天火中焚烧尽净。

  而库利克在1927年之后,过了19年之后,他又6次,又加上5次,总共6次考察,一直到卫国战争开始。他做了当地居民的采访,做了大量的采访记录,跟科学考察记录,他把这些归拢之后,大概这样的一幅景观,在着陆点,天火着陆点30公里之外的牧民,有的牧民被气浪给掀翻了,就是30公里之外有人被掀翻;而70公里之外,有牧民晒的皮袄被烧焦了;而在250公里之外的,有的牧民由于他不知道他的背后那个地方有天火下降,他背对着它了,然后气浪冲他就冲到了牛栏杆,把肋骨折断,后边的推力将他折断了肋骨。而据不同人的估计,在当地的驯鹿,因为那个地方就跟咱们鄂伦春族那样的,养驯鹿,大概在一千头到两千头,在这个事件中死伤。有的是被烧死了,有的被冲的,给冲到树上撞死了。而过火的树木,估计是上千万株。而在它之南一千公里,将近一千公里伊尔库茨克,在那天早晨正好有一列火车到站,还没有启动的时候,这列火车上在北边一千公里之外的那个天火一降临之后,这个火车站,火车上行李架上的行李纷纷落下来,这是一千公里之外。所以,这就是库利克在6次考察,把它概括起来,这个威力就是这样子。

  三、引人入胜的种种遐想正是由于这样的一些科学考察,而库利克除了发表正式文章之外,他的一些答记者问之类的也都被各媒体来渲染。非常遗憾,在卫国战争期间内,库利克被德国法西斯俘虏了,拷打,最后库利克无法进行第七次考察,死在法西斯的集中营。这位大科学家,献身于通古斯事件的科学家,最后是死在法西斯的集中营,而他的一些笔记、记录散失尽净,非常遗憾!因为他是矿物学家,他做了很多实验,特别是他发现了当地的尘埃,跟周边的尘埃成分是不一样的,有金属含量,有金属的粉尘,而粉尘中还带了某些放射性元素,像这些事情都作为科学论文发表了。但是原始资料,原始记录都在战火中消失了。而正是由于已经发表了一些文章,所以,被后来就引人入胜的种种猜测,这猜测都被记录到一直到今天的很多书刊中。由于通古斯事件只有大坑,没有遗留实体,除了粉尘之外,没有实体,因此,对于它的推测,就跟外星人挂钩了。首先这一挂钩,是把尚未证实的外星人,而挂钩成为外星人已经拜访地球,那么就出现了:一,认为通古斯事件是外星人的运载工具失事造成的。譬如说,他的一个飞碟,在着陆之前出了事故,然后陨毁,烧毁了,地面的那些金属性的粉尘,带放射性元素的,都是外星人的运载工具所残存的,烧成的灰烬。这个说法很普遍,相当普遍。

  其次,就是关于外星人的核事故。我们知道,1908年还没有核物理,那时候原子物理刚有,核能,人类还不知道,不知道有核能。但是有的思想家,或者有的作家认为,外星人比我们更先进,有的外星人比我们更先进。他在那个时候,早就已经掌握了比我们更先进的科技,他们早就知道,如何利用核能。所以,他们乘坐一个核工具来拜访地球,但是这个核工具在地球附近出事了,然后正好落到了通古斯上空,就变成了“通古斯事件”,是一次地球人还未掌握的,核反应的,一次外星人的核事故。

  第三种,认为这是一次宇宙中的特殊的事情,就是“物质跟反物质湮灭”。在那个时候,科学界还没有谈到什么“反物质”!胺次镏省笔墙迨甑氖,而这个是90多年前的事情了。但是后人就推测它,它可能是物质跟反物质的湮灭。什么叫反物质呢?反物质是被理论物理学家认为,宇宙中应该而且极其可能存在着的一种物质,这种物质就一切跟我们现在的宇宙中的物质都相反的,都是它的镜像。我们的电子带负电,那儿的电子带正电,一切都是跟我们相反的。宇宙中有没有反物质,理论说,应该有,为什么宇宙中只有一个我们熟悉的这样的物质?为什么不能有一个有左手的,还有右手的?这个到现在没有科学解释。

  天文学家对这个问题也知之不多,因为用望远镜看见的宇宙,都是我们所熟知的这样类型的物质。也就是说如果把它叫正物质,就是我们熟悉的物质,在宇宙中没有一个反恒星,没有一个反行星,都没有。为什么没有?这个跟我们熟悉的物质的物性正相反的。那天文学家只好这么解释,很可能是这样子,在宇宙诞生之处,既有正物质,又有反物质,如果正物质跟反物质一相遇,它会把这个物质就变成了能量,而这个反应是现在人类已经知道的最充分的一种反应。氢弹的反应,还不是把那个物质都变成能量,核聚变也不是,原子弹更不是。要是把物质统统变成能量,充分变成能量,那能量就非常之大了?墒,如果宇宙中有物质跟反物质两个相遇,立刻就化作能量,这个过程称之为“湮灭”。

  那么,认为“通古斯事件”很可能是在通古斯上空出现了,在宇宙中出现了一个反物质,一团反物质。也许这团反物质黄豆大,一个反物质跟正物质相遇,然后散发出能量,才有像通古斯这样一个激烈的爆发,激烈的后果。但是,究竟在宇宙中,可观测宇宙中,能不能找到反物质,还没有科学依据,还没有得到实据,所以这个说法,还只是一种假说,一种假设。

  最后一个,这个跟媒体中谈得很多的霍金有关;艚鸶菟睦砺畚锢,他认为,宇宙中还有一种黑洞,这种黑洞,霍金称为“迷你黑洞”,也叫“微型黑洞”;艚鹑衔,迷你黑洞是宇宙中诞生时候出现的,不是经过超新星爆发,宇宙诞生时候,在宇宙中就充满了这种微型黑洞,它的大小,大概就是米粒那么大,或者小米这么大,小米或者米粒,最大不会超过黄豆,它的质量是几百个地球质量,就是木星质量,而木星质量要压缩成为黄豆这么大,那它的信息可传不出来。所以它是一个黑洞。这个黑洞,赶巧地球在1908年那时候,正好走到一个迷你黑洞的附近,地球的引力跟迷你黑洞相仿,被迷你黑洞进入地球大气,然后能量释放出来,成为“通古斯事件”。

  所以看来,在一些科普书上,一些科幻书上,充分地想像了,或者是跟外星人直接关系,或者是跟尚未证实的反物质相关;褂,是根据霍金所提出来的,也没有被科学证实了的微型黑洞有关。因此,通古斯事件就成为一个,被认为是在地球上尚未解的谜语、谜团,所以就称之为“通古斯事件之谜”。

  四、和地球遭遇的小天体来自何方那么“通古斯事件”如果说是谜,那么天文学家怎么解谜的?

  在卫国战争之后,苏联这时候已经逐步地能够医治战火的创伤。到了1958年,苏联科学院正式地组织了一个国家级的“通古斯事件”的考察队。那次,苏联花了大力量,又重做一次周密的,又更先进的一次考察。这考察之后,发表了许多考察结果。又过了整整40年,到了1998年,这时候,“通古斯事件”是90周年,这时候苏联已经解体了,已经是俄罗斯了。这时候,俄罗斯就组织了一次国际会议,这国际会议,与会的不下二、三十人,男科学家、女科学家都有,多半是搞地质的,搞放射性物理的。这次国际会议,除了在莫斯科和列宁格勒开会之外,他们又到当地去实地考察。这次考察,也出了会议文集。

  根据这两次考察,以及库利克当年的创始性的开拓性的考察,根据这些科学家的考察,天文学家对它已经有个推论。这个推论认为,这个天火是一个小天体,跟地球相遇。什么样的小天体呢?可能,或者是彗星,或者是小行星。彗星,被认为是一个叫做恩克彗星的碎片,而小行星被认为是一个近地小行星。那下边就要分别地讲讲这两种推论。

  现在人类知道的小行星是超过了50万个,这小行星主要都集中在火星跟木星的轨道之间。由于小行星的质量,跟地球相比,要小得多;而地球的质量跟木星相比,又小得多,木星的质量是地球质量的318倍。那么比小行星来说,木星绝对是个庞然大物了。当着一个小天体走到了木星的轨道附近,因为它在木星跟火星轨道之间了,如果它走到了这个附近,木星的引力场就对它施加万有引力,施加引力影响。这个引力影响,就使得这个小天体改变轨道。这轨道改变很可能使这个小天体不再围着太阳转了,甩出去了,甩到木星之外了,甩走了;褂幸恢挚赡,甩进来了,甩进来的呢,它就还围着太阳,可是它已经变成了一个椭圆轨道,这个椭圆轨道如果走到了地球附近,到一定的近处,就被称之为近地小行星。这就是近地小行星的来源之一。

  还有一种近地小行星的来源,就是说,在太阳系早年,那时候小行星这几十万个,上百万个小行星,大家都在那里,更多的小行星在那里,逐渐地从混沌状态变成有序化,就逐渐地都变成了沿着逆时针方向,以近似圆轨道围绕着太阳转?,大家各行其道,在这个过程中,小天体不免会发生碰撞。如果在早年的时候,小行星发生彼此碰撞,因为那儿的小行星太多了,上百万个甚至于还多,这一碰撞就有可能,碰撞之后的小行星碰到里边来的,变成了近地小行星。这幅图,就是说,密密麻麻的这一团是在木星跟火星轨道之间的这个小行星。

  这幅图是什么呢?是讲彗星从哪儿来的?彗星应该把它看成是太阳系的固定成员,虽然它从遥远的地方来。譬如说吧,哈雷彗星,它就从遥远的地方来,每76年回归到地球附近,但是它并没有跑出太阳系,只是在海王星附近,近处跑到太阳这儿来。这些彗星,不能排除到太阳系成员之外。

  但是彗星怎么来的呢?我们先看这幅图,这是一位荷兰天文学家,后来在美国工作,去世在美国,20世纪70年代去世在美国,他是美籍的荷兰天文学家。他叫柯伊伯,他就提出一个理论来,在海王星之外,有一条带,这条带里边有几千万个,甚至于上亿个冰石小天体,这些冰石小天体都是太阳系形成的时候遗存之物。这小天体,主要覆盖着冰,还有石头,里面也有铁质。这些小天体受到某些天体的影响,引力的影响,它会穿到太阳系,进入太阳系,这些小天体就是彗星?乱敛驮1951年提出了,存在着短周期彗星的一个起源地带。这件事情就一直过了四十多年,到了1992年,天文学家用光学望远镜,结果就在海王星之外,发现了一个小天体。这个小天体,围绕着太阳转,接近于圆轨道,围绕着太阳转。这个小天体大小呢,直径八、九百公里,就跟小行星差不多大小。1992年发现了第一个。随后又进行搜索,发现了第二个,发现了第三个,发现了第四个,这下子,天文学家突然想起来了,原来柯伊伯预言的有一条带,真的存在。从那时候起,就把海王星之外,有一条分布着、蕴藏着无数个小天体的这条带,称之为“柯伊伯带”,里边的小天体,称之为“柯伊伯带天体”。这件事情就成为1994年的国际上的十大科学进展之一。到今天由于天文学家的努力观察,从1992年到2004年的上半年,已经发现柯伊伯带的小天体700个,可能超过700个,再一次确确实实证明柯伊伯带确实存在,那个地方蕴藏着彗星的,那个地方就是短周期彗星的发祥地。

  里边最大的一个直径不到1000公里,现在发现的小的,由于望远镜的局限,因为它离我们太远了,大概直径在200公里,就是大多数是200公里到400公里之间的,也有600公里的,还有一个几乎1000公里,这时候天文学家就想起来了,冥王星是2300公里,如果冥王星是今天发现的,大概天文学家就不把冥王星叫做第九大行星了,很可能就被认为它是柯伊伯带中的一个最大个的,已知的最大个的一个小天体。但是,既然冥王星已经在1930年已经被确认了,叫它第九大行星了,那现在再把它除名了,没有这个必要,只要大家心中有数,它很可能是柯伊伯带中的一个最大个的。而在柯伊伯带中的,起源于柯伊伯带中的有一个彗星,这个彗星被一个德国人叫恩克发现了。发现的时候,是18世纪80年代,这个彗星就被命名为恩克彗星;星的命名是以发现者命名的,叫恩克彗星。这个彗星在19世纪破碎了,原来是一个,破碎成为一分为几,现在还在。因为考察了通古斯这个陨石,计算了通古斯这个陨石小天体的轨道,被认为通古斯陨星,很可能是恩克彗星的一个残片。

  五、“通古斯事件”的天文模拟回放那么,根据这两种可能,或者是恩克彗星的一个碎片,或者是一个小行星,天文学家就把所存在的资料收集好,然后对它进行一次“通古斯事件”的模拟。这个模拟是这样子,通古斯肇事者,这个大火球的前身是一个石、铁质的小天体,就是既含石头,又含铁,石、铁质的小天体,它的直径是60米。这个小天体,偶然间跟地球相遇,完全偶然的,跟地球相遇,受地球庞大的质量的引力的吸引,使得这个小天体以每秒25公里的时速飞向地球。这个速度,咱们现在的火箭还达不到,咱们现在探测水星也好,探测土星的卡西尼也好,发射时候的速度都小于它,要克服地球的引力大概每秒11.2公里就行了,而这个小天体是以脱离地球逃逸速度一倍的,这样的高速进入地球大气。它的入射角,跟地面的入射角,大概在30度跟35度这样的入射角进入。受地球大气的摩擦,升热,它就在距地面8.5公里的上空爆炸、裂碎、汽化,当然没有实体了。那么它前头的气柱,高温的气柱,形成了一个高温的气柱冲击波,这冲击波就造成了50米直径的这样大坑,大坑中当然没有残片。而这次的陨落,撞击地球,它动能相当于1000万吨黄色炸药,也就是说,相当于1000个广岛原子弹。所以有这样的一次大的震动,才会有地震台记录到地震波,地磁台记录到地磁扰动,上空出现辉光,而且,造成了北半球上空的臭氧层的空洞,这么来的。因此,这个谜被天文学家认为,是已经解了。

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 。ū嗉豪蓟?来源:CCTV.com)

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