第七章 一勺星星
如果一塊太陽碎片或一個黑洞出現在地球上，那會如何？
有什麽東西比美好的大晴天更讓人開心呢？湛藍明亮的天空、芳香的空氣、皮膚上那種熱乎乎的感覺……毫無疑問，太陽是我們見過的最美妙的事物：是它向地球上所有生態係統提供能量，使水循環和光合作用成為可能；太陽照耀著地球，讓這裏成為適合生命繁衍的地方；它在地球上灑滿陽光，創造了白天。但是，太陽就像一座活火山，我們隻有在安全線以外才能充分地欣賞它。因為從近距離看，它真的十分危險。
美國的帕克太陽探測器（Parker Solar Probe）發射於2018年8月，用以研究我們的這顆恒星。按照設想，它要運動到距離太陽6 000 000千米（約為地月距離的15倍）的地方：在這一距離下，該探測器表麵的溫度達到了1300℃。因此，美國國家航空航天局（NASA）的工程師在探測器上安裝了一塊主要由碳製成的寬2.4米、厚度足足有11厘米的防熱罩。
太陽表麵的最高溫度有5500℃，足以熔化我們認識的所有材質。但與太陽核心的最高溫度相比，5500℃還算不上什麽。還好我們離太陽有1.5億千米。
哪怕僅僅有一小塊太陽碎片出現在地球上，都能導致傷害極大的後果，不過傷害大小很大程度上取決於這塊碎片來自太陽的哪塊區域。可想而知，碎片的危險性隨著它同太陽核心的距離縮短而升高。
現在我們從太陽的外層[1]——色球層（cromosfera）開始說起，也就是太陽的大氣層中最底下那層[2]。色球層的厚度約為5000千米，溫度達數千攝氏度，密度極低，不超過地球上大氣密度的一百萬分之一。出人意料的是，真正造成麻煩的不是溫度，而是密度。如果一小塊色球層碎片被帶到我們麵前，我們壓根兒就看不見，因為它太稀薄了。但我們會感受到它的影響。事實上，將一個壓強小的物體置於另一個壓強更大的物體之下，前者會被壓扁。壓強差值越大，它被壓扁的時間就越短。所以，前麵提到的那一小塊碎片應該會爆炸，產生一陣相當強烈的衝擊波。那效果就像是超過10千克的TNT爆炸。如果一個人離得太近，他的內髒器官將受到損傷，還可能會死掉。
這種情況自然不安全，但還有更糟糕的。色球層以內是光球層（fotosfera），即太陽表麵上可以觀測到的部分。再往裏則是所謂的對流層（zona convettiva），之所以叫對流層，是因為能量傳遞到這裏是通過氣體對流的方式。請想象一鍋沸騰的開水，由於溫度不均等，鍋裏的水會上下翻動，太陽的對流層裏就有大量物質像這些水柱一樣對衝。隻不過對流層裏的“柱”高超過200 000千米，溫度達到數千攝氏度。我們假設一下，比光球層略靠內的對流層的一小塊突然出現在地球上。這一小塊的密度比地球上的空氣密度小很多（大約是1/10 000），但高溫產生的壓強能防止其自身爆炸。還好，不會產生衝擊波。但熱能卻不能忽略：它的亮度足以讓人失明（即使持續時間很短），周圍區域還會起火。產生的等離子會冷卻直至變成氣體，然後飄散到火煙中去。這又是一幅不討喜的情景，但真正的悲劇還在後頭。
對流層以內是輻射區（zona radiativa），厚度約為300 000千米：這裏的能量來源於光本身。輻射區最外層部分的密度大約是水的1/5，溫度為2 000 000℃。如此高溫的等離子當中如果有一些到達地球，它們將會釋放出等同於一顆原子彈爆炸的熱能，數千米以內的任何物體都將被摧毀。如果是發生在大城市裏，相當於又發生了一次廣島事件，瞬息間成千上萬甚至數十萬的人都會死去。但這場災難不會像當時原子彈爆炸後一樣有放射性塵埃降落，所以活下來的人不必擔心接下來會生病。好歹也是個安慰……
現在我們到了太陽的最裏層，即產生能量的地方：核心（nucleo）。這裏的密度更高，足足是水的150倍，溫度約為1600萬攝氏度！如果太陽核心的一小塊出現在我們眼前，那它一定是我們見到的最後一個東西。
現在你們想象80個沙皇炸彈同時爆炸，或者願意的話，你們也可以想象一個寬330米的小行星撞擊地球，這就是一小塊太陽核心出現在地球上的後果：300千米內的所有東西都會被徹底毀滅，危害甚至會波及數千千米之外。但地麵上的變化並非最嚴重的後果。事實上，整個地球大氣將滿是灰塵，導致陽光無法穿透進來。地球上各處的溫度都會驟降：我們將經曆一個持續數十年的冰川時代。這是全球變暖的終結，也可能是人類這一物種的終結。
我們要把這個教訓刻在腦子裏：永遠不要將一塊太陽核心帶到地球上。這不是個好主意。
但即便如此，太陽的組成物質還不算是宇宙裏最危險的東西。比如中子星，它的性質十分特別。要形成一顆中子星，首先需要一顆質量為太陽質量8～20倍的恒星。這類恒星內部的可燃燒物質消耗殆盡的時間在500萬至5000萬年不等，視其最初質量而定。到那時，其核心的組成物質便隻剩下鐵和鎳了，它的結局隻有一個：若要繼續核聚變，不可能不損失能量，因為它無法產生更重的元素。當核聚變的反應停止時，由於自身重量，其核心會以光速的20%坍縮，質子和電子間發生劇烈的反應後變成中子。這一團密集的中子會變成一個特別燙的球，在太陽上挖出一個同羅馬城一般大的球，都比不上這個中子球的質量大。由於核聚變反應停止而不再產生壓強，原恒星上的大量物質會向位於核心的中子球急速墜落，在撞上中子球時反彈，並產生一陣足以使它們裂成碎片的強烈衝擊波：這便是超新星爆炸，其亮度超過整個銀河係裏恒星的總亮度。恒星的核心將保存下來，形成一顆中子星。
這些中子星的密度特別大，一小勺的質量就有十億噸重，相當於珠穆朗瑪峰的質量。這可以用來解釋一句話：“恒星的數量很多，數也數不清，而涉及中子星時，重點是密度。”
挖一小勺中子星到地球上會造成不少麻煩。你們肯定知道，用力搖晃後打開一聽可樂的場景，就是這樣，你們可以想象類似的事情發生在天文學領域。這些中子出現在我們的地球上之前，被中子星自身的巨大引力“捆綁”在一起。但到了地球上，那個引力可就沒了：所以這些中子會散開來，中子星的密度將會減小。說“散開”是打個比方，更準確的說法是這些中子會“爆炸”，且爆炸威力巨大，足以毀滅地球上大部分東西。
這還不算完。這些中子解脫束縛15分鍾後將會衰變（轉化）成質子。除了質子，衰變還會形成電子和反中微子（antineutrino），不過更重要的是，該過程能釋放出一些能量。又因為那一勺中子星裏包含了許多中子，所以它們衰變後釋放出的總能量就是個大數目了，為180億噸當量，相當於3.6億個沙皇炸彈爆炸。或者換個說法，相當於6500萬年前小行星撞擊地球時釋放能量的100倍，正是那次撞擊導致了最後一次生物大滅絕[3]，讓恐龍在地球上消失。
那一小勺中子出現在地球上15分鍾以內，地球就玩完了。我們真的可以稱之為“可怕的一刻鍾”。
然而，還有更致命的天體：黑洞。它的情況比中子星還要複雜。在太陽或中子星上取一小塊，理論上是有可能的，而黑洞卻被視作一個實際上看不見的物體。沒有什麽能從黑洞裏逃出來，所以也沒辦法從中分離一小塊帶到地球。至今觀測到的最小黑洞的質量為太陽質量的3.3倍，直徑為19千米。比這更小的黑洞就隻能靠想象了，但並非完全不可能。
我們想象一個直徑1毫米的黑洞出現在地球上。它的質量相當於5個月亮，或地球質量的11%。地球與月亮之間的引力將會發生變化，而且月亮軌道也會發生巨大的變化，甚至不排除它有可能撞到我們的地球上，然後碎掉。
就算我們能幸運地躲過這次撞擊，但是距離這個黑洞2100千米內的所有東西都會受到它的引力影響，影響比地心引力還大。大量物質將會被這個天體吸引進去，形成一個“吸積盤”（disco di accrescimento），這個“盤”的溫度會迅速上升到數億攝氏度。每一秒都有相當於1千萬個沙皇炸彈的能量以熱能和γ射線的形式被釋放出來。世界末日都不足以形容這種景象。這還不算完呢！黑洞不用費多大力氣就能到達地球中心，吸入大量物質，隻需40多分鍾，又突然從地球的另一邊冒出來。地球要完蛋了。
假如黑洞在我們周圍繞軌運動，它將會吸引所有離得夠近的物體：生物、山、海洋、地殼，甚至是地幔的一大部分。留下來的東西也都會化成碎片，共同組成一個巨大的黑洞吸積盤。黑洞的這頓“飽餐”之後，有關地球的將隻剩下回憶。
不用比了，若要給“最危險的1毫米寬的物體”排名，黑洞絕對是第一。但希望我們不用親自給它頒這個獎……
[1] 在色球層外還有一層範圍更大的日冕層，其半徑可以達到太陽半徑的數倍。——編者注
[2] 若將太陽大氣分為三層，即日冕層、色球層和光球層，則色球層位於太陽大氣的中間層。——編者注
[3] 地球曆史上一共出現過5次生物大滅絕。