科學家認為「伽馬射線」500萬年內會滅絕人類

6500萬年前，一顆撞向地球的小行星導致了恐龍的滅絕，然而據英國《新科學家》雜誌披露，來自外太空的殺手遠不止小行星一個。最新科學研究顯示，早在4億年前，地球曾經歷過另外一次生物大滅絕，而罪魁禍首就是銀河系恆星坍塌後爆發的「伽馬射線」。

宇宙中的伽馬射線（鳳凰網科技配圖）

伽馬射線爆是迄今人們所知道的最具破壞力的爆炸。恆星在它生命的晚期爆炸形成黑洞，從其兩極發出大量的伽馬射線，而這些射線在10秒鐘之內就可以在宇宙的另一端探測到。

古生物學證據顯示，在4.43億年前的奧陶紀時代，「伽馬射線」是曾經引發了過去5億年中地球上最大的5次大滅絕的「罪魁禍首」之一。

每隔500萬年滅地球一次

科學家們認為，「伽馬射線」每隔500萬年左右就會對地球生物造成一次致命的影響。如此計算，從地球上有生命誕生以來，「伽馬射線」爆發至少給地球生命帶來了1000次的災難性傷害。但因為沒有留下明顯的痕迹，所以我們對這些遠去的傷痛知之甚少，科學家們能做的只是沿著已經掌握的線索去進一步揭開歷史的神秘面紗。

以前科學家對奧陶紀晚期的生物大滅絕（這次生物滅絕被稱做「奧陶紀大滅絕」，在生物進化史上五次最為嚴重的大滅絕中排名第二）都歸於突然而至的冰河期，但卻無法解釋是什麼引發了冰河時代（冰河時代的出現往往是在一個溫暖的時期氣候突生發生巨大變化，使生物一時難以適應，從而導致大批生物滅亡）。而大陸漂移又是一個十分長期的過程，不可能在很短的時間內滅絕大批生物。但是，科學家認為由「伽馬射線」引發的二氧化氮層卻可以有效地阻擋住太陽光，從而引發氣候的巨變。如此說來，伽馬射線是地球生物滅絕的元兇的可能性很大。

伽馬射線爆導致生命滅絕

科學家們在研究了4.43億年前的三葉蟲化石後，得出了結論：伽馬射線爆確實是導致四億年前那場浩劫的元兇。

一支由天體物理學家和古生物學家組成的研究小組在研究三葉蟲化石時發現，三葉蟲滅絕時的形態模式，與伽馬射線爆來臨時所造成的後果十分相似。而堪薩斯州大學天體物理學家梅洛特指出，天文學家迄今探測到的伽馬射線爆，都來自遙遠的星系，到達地球表面時是無害的，但如果伽馬射線爆就發生在我們的星系內並直接沖向地球，那麼後果將不堪設想。在那種情況下，地球大氣層會吸收絕大部分伽馬射線，高能射線會撕裂氮氣和氧氣分子，形成大量氮的氧化物，特別是有毒的棕色氣體二氧化氮。這些二氧化氮會遮擋住一半以上的太陽光線，使其無

法到達地球表面，使植物難以進行光合作用，動物無法採光保暖，地球突然進入冰河期，而冰河期將持續50多萬年。同時，二氧化氮還會破壞臭氧層，使地球表面生物長期受到過量紫外線的照射，從而導致地球生物的滅絕。

捕捉伽馬射線爆

伽馬射線爆既然如此可怕，那麼人類對它又知道多少呢？

天文學家們認為，伽馬射線爆是宇宙里能量最大的爆炸，它爆炸產生的能量比太陽光要強10億兆倍。伽馬射線爆首次被發現是在1973年，但三十多年過去了，科學家們仍然無法對伽馬射線爆為何有如此強大的能量作出解釋，因為伽馬射線爆發生時僅持續幾秒鐘的時間，而且在發生的時間上也毫無規律可尋。

幾年前，一架衛星探測器終於捕捉到了伽馬射線爆發生時那極其寶貴的瞬間。這次伽馬射線爆持續的時間特別長，有30秒，離地球還很近（只有20億光年的距離，通常是100億至120億光年的距離），而且爆炸的餘輝持續了兩周時間（這是前所未有的）。可以說，這次成功捕捉為科學家們研究伽馬射線爆提供了絕好的機會。

通過研究，科學家們發現，伽馬射線爆其實就是與星球大量毀滅有關的超新星爆炸。很多科學家都提出過這種觀點，但苦於一直找不到證據，但也有理論認為存在其他的可能。

（名詞解釋：光年是光以每秒30萬千米左右的速度在一年所走的距離。一光年約為10萬億千米。）

伽馬射線的兩大「撒手鐧」

既然伽馬射線是滅絕地球生物的「殺手」之一，那麼，它又是如何行兇的呢？

伽馬射線在「襲擊」地球時，首先會破壞地球大氣層中平流層的分子結構，形成新的氮的氧化物（如二氧化氮）和其他化學物質，使得地球被一層「棕褐色的煙霧」包圍，而臭氧層也會遭到嚴重破壞。整個天空會變成棕褐色，強烈的紫外線可以直接照射到地球表面，這時的紫外線強度會比正常情況要強至少50倍，足以使地球生物喪命。到那時，大多數生活在地表或接近地表的生物，尤其是海洋淺水生物幾乎都會滅絕，而深水生物則有可能幸免於難。

伽馬射線的第二個「撒手鐧」就是大量氮的氧化物的形成使得地球大氣層溫度下降，地表降溫，進而導致冰河期的來臨。就像4.43億年前的那次生物大滅絕那樣，在災難來臨前，地球上是「超乎尋常地溫暖」（科學家如是說），但就在地球上的生靈沉浸在這一「溫暖」夢鄉之時，噩夢卻突然而至。

接下來我們看看科學家對伽馬射線的不懈追尋。天文學家在測量太空中遠離地球的物體與地球之間的距離時，採用的是一種叫做「紅移」的技術。利用這種技術，還可以測量出宇宙射線爆發離地球有多遠，它依據的原理是：大多數爆炸都會發出可見光，可以把這些可見光分解成連續光譜，如果星體距地球越遠，則光譜中紅色的成分越多。雖然伽馬射線不屬於可見光，也不會產生紅移現象，但當伽馬射線穿越太空時，會碰撞飄浮在太空中的氣體和塵埃，氣體和塵埃被加熱後會發出可見光，有時發光可持續數天。如果能找到這些可見光，就可以將其紅移，從而最終找出伽馬射線爆的位置所在。

1997年5月9日，一次伽馬射線大爆發被探測器接收到，全世界的天文台站一片忙碌。科學家們忙著對望遠鏡重新編程、重新聚焦，希望能找到伽馬射線燃起的餘輝。很幸運，他們找到了。一團模糊的光影出現在天空，天文學家立即對它進行了分析：它不在光譜的藍端（在藍端意味著爆炸就發生在銀河系裡），甚至不在綠光的範圍內。如果是在黃色光的範圍內，就意味著爆炸發生在銀河系以外很遠的地方，可惜它也不是黃光。事實上，它很接近光譜的紅色末端。這就是說，爆炸的發生地遠在宇宙的另一邊——距離地球達100億光年。

這一發現讓科學家們興奮不已。不過，問題也接踵而來：距地球逾100億光年，即使把宇宙中的全部星體都放在那麼遠的一個點上，也不能產生如此強大的足以到達地球的伽馬射線爆發。

難道是愛因斯坦的質能公式錯了嗎？如果愛因斯坦錯了，那麼，整個宇宙物理學就全錯了。科學家此時終於意識到，必須重新審視眼前的這個怪物。可是，問題究竟出在哪裡呢？以前對它的認識出現偏頗的結症又在哪呢？

在此之前，物理學家常常假設，當爆炸發生時，能量會向周圍各個方向釋放，因此，當深空中的伽馬射線爆發時，在地球上看到的就只是這種爆發的很小一部分，也就是說只有很小一部分的能量能到達地球。如果加上向其他方向釋放的能量，那麼爆炸的全部能量就是一個天文數字，就是數學上的無窮大。事實上，問題就出在這裡。在百思不得其解之後，有人注意到了黑洞。黑洞是恆星耗盡自身的所有燃料後自我塌陷的結果。黑洞的引力極其強大，能吞噬周圍的一切物質，同時噴出兩道能量流。需要注意的是，如果伽馬射線爆發也是像黑洞一樣以狹窄的能量流方式釋放能量，則符合愛因斯坦的質能公式。也就是說，在地球上探測到的能量就是伽馬射線大爆發時釋放的幾乎全部能量，爆發地點就在宇宙遙遠的另一邊。

那麼，情況果真如此嗎？2001年2月22日，又一次伽馬射線大爆發開始了。天文學家在分析所得資料後，立即感覺到了異常。在通常的爆炸中，能量的釋放會達到一個最高點，然後慢慢衰落。但這次的信號不僅很強，而且長時間保持穩定。

究竟什麼爆炸能釋放如此強大的能量呢？終於有科學家意識到，只有一種地方可發出如此恆定的無線電信號，那就是被譽為「宇宙奇觀」之一的「恆星產房」——恆星誕生的地方，這裡每天都有全新的恆星誕生。據天文學家的證實，在所有星系中，都發現了「恆星產房」。它們由巨大的氣體和塵埃雲團組成，直徑達數百光年。在這些雲團中的某些地方，壓力相當大，使一些高熱、高密度的團塊得以形成。隨著溫度的不斷提高，開始產生核反應，氣團隨著這反應燃燒，最終變成恆星。看來，正是在這些「恆星產房」內或附近產生了伽馬射線大爆發。因此，如果在某個「恆星產房」附近發現了伽馬射線大爆發，也就暗示伽馬射線大爆發與恆星的形成過程有關。

可是這裡又出現了矛盾。一般理論認為，伽馬射線爆發是由黑洞產生的，而黑洞是恆星死亡的結果，那麼伽馬射線又怎麼可能來自恆星誕生之地呢，難道恆星會在「恆星產房」中夭折嗎？事實上，大多數恆星的壽命可以達到100億年，而到它們死亡時，「恆星產房」早已不復存在。然而，如果一顆恆星能長得很「壯」而成為「巨星」，它的燃燒就會大大加劇，從而導致它的生死周期急劇縮短。說得通俗一點，就是它們「剛出生便死在襁褓中」。這些「巨星」雖然有更多燃料可以燃燒，卻也會燃燒得更加迅猛。也就是說，「巨星」的葬身之地離出生地很近。因此，如果伽馬射線爆發來自「巨星」的死亡之地，那麼也就是來自恆星的誕生之地。

據此，有人提出了「超-超新星」理論。這種理論認為，隨著「巨星」的形成，一切就在「恆星產房」中開始了。在短短的幾百萬年內，「巨星」燃盡其內核中的燃料，坍塌成為黑洞。隨著黑洞噴出兩道強力伽馬射線流，「超-超新星」便形成了。也就是說，我們每次看見伽馬射線大爆發，就相當於目擊「巨星」的死亡和黑洞的誕生。這樣，伽馬射線之謎就可以破解了。

伽馬射線爆與超新星有關

宇宙伽馬射線爆是天文學中懸而未決的問題之一，數十年來科學家一直致力於弄清這種爆發的本質，以揭開伽馬射線爆的神秘面紗，但一直未能如願。最近，英國科學家公布了一項最新研究成果，這一成果表明，伽馬射線爆很可能與超新星爆發有密切的關係，這就使人類對伽馬射線爆本質的認識更進了一步。

伽馬射線是波長小於0.1納米的電磁波，它的能量非常高。但是大多數伽馬射線會被地球的大氣層阻擋，所以對它的觀測必須在地球之外進行。近年來，科學家已經知道，伽馬射線爆發生在我們的銀河系之外，但對它的產生原因卻一直沒有定論。有理論認為，伽馬射線爆是中子星落入黑洞時產生的，也有理論認為，伽馬射線爆是超新星爆發產生的。但科學家們都沒有找到證明自己觀點的確切證據。

在最新一期的英國《自然》雜誌上，一個英國研究小組報告了他們對於伽馬射線爆的最新研究成果，稱一次伽馬射線爆通常會伴隨著X射線波段的「餘輝」。研究者研究了2001年12月的一次伽馬射線爆的觀測數據，歐洲航天局的XMM--牛頓太空望遠鏡觀測到了這次伽馬射線爆長達270秒的X射線波段的「餘輝」。通過對於X射線的觀測，研究者發現了在爆發處鎂、硅、硫等元素以亞光速向外逃逸，而通常只有超新星爆發才會造成這種現象。

據此，專家認為，伽馬射線爆很可能是由超新星爆發引起的。而科學家們對伽馬射線爆的成功捕獲，證實了他們的猜想是對的。超新星爆發確實是伽馬射線爆發的原因之一。

伽馬射線爆發可能是「宇宙探戈」的產物

能夠吞噬一切物質的黑洞，將另一個天體「逮住」並強行與它「狂舞」一番，會有什麼後果？科學家最近提出，宇宙深處神秘的強大伽馬射線爆發，也可能是黑洞「熱舞」的一個產物。

天文學家們對黑洞及其「舞伴」--處於殘餘狀態的恆星進行了研究。他們詼諧地將這兩種天體之間的相互作用過程，形容為在跳一場「宇宙探戈」。

科學家們說，處於殘餘狀態的恆星，實際上是以一種環狀的面貌出現，它在與黑洞的「對舞」中，完全處於被動。在這場火熱的「舞蹈」中，盤繞的磁場線包圍了兩個天體，就像糾纏的手臂。黑洞攜著它的「舞伴」越轉越快，它的「舞伴」--環狀恆星殘餘物也不斷從黑洞那裡吸取到巨大的能量，「熱力」四散。最終，環狀恆星殘餘物被緊緊地拉向黑洞，並最終被黑洞「吞掉」，走到毀滅的盡頭，而這場「宇宙探戈」也隨之達到高潮，剩下的只是「氣喘吁吁」的黑洞。

「宇宙探戈」當然只是一個有趣的形容，科學家們只不過是借用它來更形象地表述自己的成果，他們最感興趣的是在這一過程中兩個天體之間能量的交換和發散機制。他們就此專門建立了一個模型，在研究後發現，兩個天體在「起舞」的過程中，會沿著黑洞旋轉軸的方向產生伽馬射線定向射流。但這只是「宇宙探戈」極小部分的產物，在兩個天體相互作用的過程中，相當於伽馬射線爆發100倍之多的絕大多數能量都通過恆星殘餘物以重力波的方式散向了太空。

科學家們指出，「宇宙探戈」這個模型，好處就在於它可以解釋此前在天文觀測中所發現的自相矛盾之處。雖然旋轉的黑洞被認為是一個可能的伽馬射線產生源，但它的能量一般是任意地向四處發射，而模型觀測卻顯示伽馬射線的能量一般是定向的。科學家們認為，「宇宙探戈」模型可以解決這一悖論。

這個模型認為，恆星殘餘物經歷了與黑洞相互作用的一個短暫過程，而不是一下就被黑洞吸進去。更關鍵的是，這個模型還認為恆星殘餘物從黑洞吸收了能量，並通過自身的旋轉，像一個高效的催化轉化器，將吸收的部分無定向能量，重新以伽馬射線爆發的方式定向發送出去。

不過，設想這一模型的科學家們說，他們的模型只是理論上的，還有待未來天文觀測結果的檢驗。不過，這也為伽馬射線爆產生的另一種可能提供了可借鑒的依據。

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