《星球大戰(zhàn)7》

仿客

《星球大戰(zhàn)》系列電影，是科幻電影史上的里程碑作品，因此《星球大戰(zhàn)7》的上映在科幻迷中賺足了眼球。故事發(fā)生在銀河帝國(guó)被推翻之后，天行者盧克失蹤，新的邪惡力量——“第一秩序”派遣暴風(fēng)兵團(tuán)侵略宇宙，建立了巨大的“弒星者”基地，“弒星者”吸取太陽(yáng)的能量，將支持反抗軍的行星一擊毀滅……反抗軍的飛行英雄Poe被暴風(fēng)兵團(tuán)的逃兵Finn救出，又在荒涼的垃圾星球上遇見了擁有原力天賦的Rey，三人組成了新一代的主角團(tuán)，卷入了爭(zhēng)奪載有天行者盧克下落的星圖的亂局中。他們一起順便挫敗了“第一秩序”毀滅反抗軍的陰謀，破壞了“弒星者”基地，并最終找到了天行者盧克。故事銜接了星戰(zhàn)三部曲的經(jīng)典人物和情節(jié)，但也未免有重復(fù)之嫌，比如“弒星者”基地，就是大一點(diǎn)兒的“死星”。但是電影里它一擊就讓一顆行星從宇宙中消失的場(chǎng)景，讓筆者想做一個(gè)思維試驗(yàn)：如何才能一擊打爆一顆行星呢？

出于熟悉和方便，以咱們居住的行星——地球?yàn)樵囼?yàn)品，并假設(shè)預(yù)算充足，不考慮成本、能力方面的限制，那么就用最奢華的方式來實(shí)現(xiàn)目的，最后算個(gè)總賬來足額報(bào)銷好了。

蒸 發(fā) 行 星

最奢華的方式毫無疑問是將整顆地球直接蒸發(fā)。做一道簡(jiǎn)單的數(shù)學(xué)題：排除掉汪洋大海、花花草草、毛毛蟲……哦，還有人類這些無關(guān)痛癢的微量級(jí)物體的干擾，把整個(gè)地球簡(jiǎn)化為完全由最難對(duì)付的石頭構(gòu)成的星球，已知蒸發(fā)1kg石頭大概需要4×107J的能量，地球的總質(zhì)量約5.965×1024kg，那么大致需要2.4×1032J的能量。考慮到能量在傳播過程中的損耗和逸散，需要留有足夠的余量，估計(jì)4×1032J這么多能量就能蒸發(fā)地球了。

這是什么量級(jí)的能量呢？2014年全球總發(fā)電量為6.95×1019J（1.932×1010MWh），也就是說，假如把全球發(fā)電量保持在2014年的水平而且全都儲(chǔ)存起來，我們需要存5萬7千億年（如果真能存得住的話）。這么多能量一次性釋放出來，就能將整顆地球蒸發(fā)掉啦，是不是很簡(jiǎn)單？是不是覺得“弒星者”太浪費(fèi)啦？

爆 炸 毀 滅

好吧，也許蒸發(fā)星球的計(jì)劃太過奢華，讓我們考慮一些更為經(jīng)濟(jì)可行的方案。

毀滅一顆行星，絕不是像打爛一個(gè)瓶子那樣簡(jiǎn)單地破壞外在結(jié)構(gòu)就能實(shí)現(xiàn)的，哪怕使用很多彈藥將行星的表面密集轟炸一番，它也依然還是一顆行星。只有將組成行星的物質(zhì)分散開來，讓其無法聚合，才算是將其徹底地毀滅。爆炸這種毀傷形式，越約束越暴虐。所以，我們需要先刺穿地殼、地幔，將爆炸物盡量放置在地球的中心。也就是說，第一步是打洞。

方案一，機(jī)械破除法，用鉆頭鉆，用挖掘機(jī)挖，效率極低，可以放棄。方案二，動(dòng)能式，即類似于子彈擊穿木板一樣，使用一顆具有巨大速度、質(zhì)量、密度和硬度的“超級(jí)子彈”，強(qiáng)行在地球上撞開一個(gè)洞。由于它所有能量來源于初始速度和質(zhì)量，所以“超級(jí)子彈”的能量非常有限，而且在穿透時(shí)將大量能量耗費(fèi)在自身結(jié)構(gòu)崩潰、將前方物質(zhì)擠壓得更為致密等方面，效率也很低。方案三則是灼燒式，使用超強(qiáng)的能量束——比如激光，將目標(biāo)位置周圍的阻礙迅速氣化分解，可以相對(duì)高效地完成這個(gè)工作。

假設(shè)我們僅需要一個(gè)面積為1m2的圓孔，那么要灼燒掉超過630萬m3的地球物質(zhì)（按地球最短的極半徑6356.755km計(jì)算），大概需耗能1.4×1018J。實(shí)際操作會(huì)更加復(fù)雜，因?yàn)楫?dāng)高能激光束轟擊地球表面時(shí)，首先會(huì)把大氣層等離子化，在整個(gè)地球表面燃燒，對(duì)激光的傳播造成阻礙。即使激光突破阻礙灼燒到地球表面，巖石等也會(huì)迅速地等離子化，并以極高的溫度和壓力噴射開來，這就基本構(gòu)成了一枚等離子火箭發(fā)動(dòng)機(jī)的雛形。雖然它的推力相對(duì)于地球的質(zhì)量還微乎其微，但足以給激光打洞的任務(wù)制造麻煩，而且它將噴向激光源，也有可能將毫無防備的激光發(fā)射器燒毀……

好吧，假設(shè)我們已經(jīng)成功在地球上掏了一個(gè)孔（以地球的尺寸，它可能連針眼都算不上），現(xiàn)在我們要把爆炸物放進(jìn)去了。最好的選擇莫過于反物質(zhì)。反物質(zhì)就是由反粒子構(gòu)成的物質(zhì)，當(dāng)反粒子與正粒子相遇時(shí)，就會(huì)互相湮滅并放出巨大的能量，這個(gè)過程遵循愛因斯坦的質(zhì)能方程式——釋放出的能量等于被湮滅的物質(zhì)質(zhì)量乘以光速的平方。

2011年5月初，由中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)與美國(guó)科學(xué)家合作制造出的反氦4，是人類迄今為止發(fā)現(xiàn)或者擁有過的最重的反粒子，此外并未發(fā)現(xiàn)其他任何反物質(zhì)。但既然要做炸毀行星這么有挑戰(zhàn)性的事情，我們不得不假設(shè)自己已經(jīng)擁有了制備大塊反物質(zhì)并控制它的能力。是的，反物質(zhì)還必須妥善地控制，不能讓它與我們世界的任何物質(zhì)接觸。這只能通過力場(chǎng)約束，否則它就會(huì)開始不可逆轉(zhuǎn)地湮滅爆炸……

總之，假設(shè)我們已經(jīng)可以妥善地使用力場(chǎng)約束一塊反物質(zhì)，然后將其放置在地球的中心再觸發(fā)它。那么我們需要多少反物質(zhì)才能將地球炸毀呢？這意味著將地球表面的物體至少加速到第一宇宙速度（又叫逃逸速度），這樣才能使其徹底掙脫整個(gè)地球的萬有引力。刨去地表這一層之后，地球變得輕一點(diǎn)、“瘦”一點(diǎn)兒了，此時(shí)地球表面的物質(zhì)要掙脫地球剩余部分的萬有引力……以此類推，當(dāng)每一層物質(zhì)都獲得了自己的逃逸速度之后，地球就徹底被炸毀了。這些物質(zhì)的動(dòng)能的總和（可以使用曲面積分求得），就是所需要的爆炸能量。將這個(gè)數(shù)值代入愛因斯坦質(zhì)能方程，就能知道打爆地球至少需要多少反物質(zhì)了。

以上就是打爆一顆行星的可行性方案，你會(huì)計(jì)算了嗎？