第1章 能量、功率以及爆炸

白垩纪末期正值恐龙生活的黄金时代，但当时一颗直径约为10英里的小行星或彗星以每秒20英里左右（比现在最快的子弹还要快10倍以上）的速度冲向了地球。很多这样的大型天体都曾经和地球擦肩而过，但是这一颗却真的击中了地球。这个天体几乎没有遇到空气的阻力，它在瞬间穿过了大气层，并在身后短暂地留下了一条真空通道。它撞击地球时的力量如此之巨，以至于它和周围的岩石瞬间升温至1000000℃以上，这比太阳表面的温度还要热一两百倍。小行星、岩石以及水（如果击中了海洋）全部瞬间汽化。爆炸释放的能量比1亿兆吨TNT爆炸所产生的能量还要大，这比美国和苏联的核武器能量总和还大1万倍……不到1分钟的时间，不断扩大的陨石坑就达到了60英里宽、20英里深。这个坑还会变得更大。撞击产生的炽热的汽化物质已经喷射到大部分大气层中，高达15英里。1分钟前仍然是发光等离子体的物质，现在开始冷却，凝结成尘埃和岩石。它们会散布到世界各地。

——理查德·A. 穆勒，《涅墨西斯星》

假如一颗像珠穆朗玛峰那么大体积的小行星撞击地球，没人会怀疑它能造成多么巨大的破坏。同样，我们也不会怀疑这样的天体是否存在（图1.1）。这种威胁是很多灾难电影的主题，包括《彗星撞地球》（Deep Impact）、《地球浩劫》（Meteor）、《天地雄心》（Armageddon）等。小行星和彗星经常会从地球旁边飞过。每隔几年，我们就会看到报纸头条上“侥幸脱险”的标题，报道中会出现一个“只差几百万英里”就撞上地球的天体。这还远远称不上侥幸。地球的半径大概为4000英里，所以，相距400万英里的擦肩而过就相当于从千倍于地球半径的地方掠过，这样击中地球的概率之低堪比在标靶上击中一只蚂蚁。

图1.1　苏梅克-列维9号彗星撞击了木星。相比于6500万年前那颗小行星或彗星击中地球时引发的爆炸，这次的规模要小得多。该图片由彼得·麦格雷格摄于澳大利亚国立大学（ANU），所用设备为天文与天体物理研究院赛丁泉天文台的2.3米望远镜。图片来源：澳大利亚国立大学

虽然在你的一生中遭遇小行星撞击事件的概率非常低，但一旦遇上，后果就不堪设想了，几百万甚至数十亿的人会因此而丧命。正因如此，美国政府一方面持续资助小行星搜索，借以识别潜在的撞击天体；一方面资助可以移动或摧毁类似天体的研究。

但是，小行星是岩石而非炸药构成的，那为什么小行星撞击会导致爆炸呢？而且，为什么爆炸规模如此之大？说到底，爆炸是怎么回事？