伯納迪內(nèi)利-伯恩斯坦彗星是迄今為止發(fā)現(xiàn)的最大彗星，它的彗核直徑約為119公里。如果這樣一個(gè)物體撞擊地球，傳遞給地球的能量將是6500萬(wàn)年前K-Pg撞擊事件能量的數(shù)千到一萬(wàn)倍。

地球正面臨著一個(gè)巨大的生存威脅，來(lái)自太陽(yáng)系遙遠(yuǎn)邊緣的奧爾特云。這是一個(gè)形成于太陽(yáng)系之初的球體云團(tuán)，主要由形成太陽(yáng)和行星的原始物質(zhì)的殘余組成，與地球的距離從1000倍天文單位到1~2光年不等。

如今，這些主要由“冰”（由水冰、甲烷、乙烷、一氧化碳或氰化氫等物質(zhì)組成）和巖石組成的天體仍在太陽(yáng)系最深處以緩慢、準(zhǔn)穩(wěn)定的軌道運(yùn)行。但每隔一段時(shí)間，一次偶然的引力碰撞便會(huì)擾亂其中某個(gè)特定天體的軌道，使其傾斜進(jìn)入太陽(yáng)系內(nèi)部。盡管這些天體的周期可以長(zhǎng)達(dá)數(shù)百萬(wàn)年，但來(lái)自另一個(gè)大質(zhì)量天體的引力“助推”，可能會(huì)讓它們中的任意一個(gè)進(jìn)入可能最終撞上地球的軌道。

伯納迪內(nèi)利-伯恩斯坦是迄今為止發(fā)現(xiàn)的最大的彗星，根據(jù)計(jì)算，它在穿過(guò)太陽(yáng)系時(shí)并不會(huì)撞擊地球。但是，這顆彗星在遙遠(yuǎn)的未來(lái)會(huì)發(fā)生什么，我們只能猜測(cè)。如果它與地球的碰撞真的發(fā)生，會(huì)是什么樣的場(chǎng)景呢？

這張伯納迪內(nèi)利-伯恩斯坦彗星（編號(hào)為C/2014 UN271）的照片拍攝于2017年，當(dāng)時(shí)該彗星距離地球約25天文單位。到2031年，這顆彗星將到達(dá)最接近地球的位置，距離大約為11天文單位。值得慶幸的是，在這個(gè)天體經(jīng)過(guò)地球期間，地球不會(huì)受到它的威脅，但在450萬(wàn)年后，它將再度靠近地球。

當(dāng)一個(gè)物體撞擊地球時(shí)，就其所造成的破壞而言，我們擔(dān)心的主要有三點(diǎn)：

（1）物體的質(zhì)量。質(zhì)量越大，地球吸收的能量就越大，破壞也就越大。如果你將撞擊物體的質(zhì)量加倍，傳遞到地球上的能量也會(huì)加倍；

（2）物體移動(dòng)的速度。物體移動(dòng)得越快，它所帶來(lái)的動(dòng)能就越大，而這些動(dòng)能在撞擊時(shí)就會(huì)消散到地球上，從而造成我們必然會(huì)擔(dān)心的破壞性影響。如果你把撞擊物體的速度提高一倍，注入地球的能量就會(huì)翻四倍——碰撞中傳遞的能量與撞擊物體相對(duì)地球速度的平方呈正比。

（3）物體是由什么組成的。成分并不能決定一切，但一個(gè)“更多巖石”的物體通常比一個(gè)“更多冰”的物體危險(xiǎn)得多，原因有以下幾個(gè)：小行星更有可能撞擊地面并形成撞擊坑，而彗星更有可能在空中爆炸；彗星有更多的揮發(fā)物，因此更有可能分裂成更小的碎片，其中一些可能完全與地球擦肩而過(guò)，而那些撞上地球的碎片肯定會(huì)在大氣中消耗一些能量；最后，小行星中含有更多的微量元素，攝入或吸入這些元素可能會(huì)產(chǎn)生毒性效應(yīng)，因此它們對(duì)生命的威脅更大。

圍繞著太陽(yáng)的內(nèi)外奧爾特云的圖解。這個(gè)球體云團(tuán)由兩部分組成：內(nèi)層是環(huán)形的，外層是球形的。外層奧爾特云的實(shí)際范圍可能小于1光年，也可能在3光年以上；這中間存在著巨大的不確定性。伯納迪內(nèi)利-伯恩斯坦彗星的遠(yuǎn)日點(diǎn)可能略小于1光年。

當(dāng)然，我們還需要考慮其他問(wèn)題，比如撞擊的位置和角度，但只有這些撞擊的規(guī)模比較小時(shí)，這些擔(dān)憂才有意義。這里的“比較小”，指的是撞擊事件不太可能導(dǎo)致大規(guī)模的生物滅絕。一般來(lái)說(shuō)，如果一個(gè)撞擊地球的物體直徑達(dá)到1公里或更多時(shí)，就將構(gòu)成嚴(yán)重的威脅；不僅可能意味著人類文明終結(jié)，還可能導(dǎo)致絕大部分地球現(xiàn)存物種的滅絕。

作為參考，在6500萬(wàn)年前撞擊地球、導(dǎo)致地球歷史上第五次大滅絕的天體，幾乎可以肯定是一顆小行星，而不是一顆彗星。通過(guò)對(duì)希克蘇魯伯撞擊坑的探索，包括撞擊坑的大小，以及在全球各地的沉積巖地層中發(fā)現(xiàn)的富含銥的火山灰層，都有力地表明當(dāng)時(shí)撞擊地球的是一顆小行星。小行星撞擊地球的可能性也明顯高于彗星，因?yàn)樗鼈儯?/p>

（1）一開(kāi)始就與行星幾乎在同一個(gè)平面上；

（2）與太陽(yáng)系最大的“引力擾動(dòng)器”——木星——的距離相對(duì)較近；

（3）來(lái)到地球的距離與彗星相比更近，這使得它們直接撞擊地球的可能性更大。

總之，我們所知道的白堊紀(jì)-古近紀(jì)（K-Pg）滅絕事件很可能是由一顆直徑約10公里的巖石小行星引起的，該天體可能就來(lái)自小行星帶。

這個(gè)動(dòng)畫(huà)描繪了過(guò)去20年已知近地天體（NEOs）在不同時(shí)間點(diǎn)上的位置變化，最后的畫(huà)面是截至2018年1月的所有已知小行星地圖。為了準(zhǔn)確地知道一顆小行星（或任何近地物體）的軌道特征，我們必須在許多不同的時(shí)間點(diǎn)上測(cè)量其位置和速度。更遙遠(yuǎn)的物體，比如來(lái)自柯伊伯帶或奧爾特云的物體，將會(huì)產(chǎn)生更大的撞擊速度和能量。

你可能會(huì)覺(jué)得這一切很了不得，在某些方面確實(shí)如此。但以下事實(shí)或許會(huì)讓你對(duì)那次災(zāi)難性的事件有更清晰的了解：

（1）一顆小行星的典型密度在每立方厘米2到3克之間，這意味著，對(duì)于6500萬(wàn)年前撞擊地球的那顆10公里寬的小行星來(lái)說(shuō)，它的總質(zhì)量可能是數(shù)萬(wàn)億噸；

（2）小行星受到擾動(dòng)進(jìn)入太陽(yáng)系內(nèi)部時(shí)，通常以每秒25公里左右的速度穿過(guò)地球軌道。考慮到地球以大約每秒30公里的速度繞太陽(yáng)運(yùn)行，而小行星與地球通常以大致相同的方向繞太陽(yáng)運(yùn)行，因此一顆小行星撞擊地球的典型速度約為每秒17到20公里；

（3）把這些因素綜合在一起，無(wú)論有沒(méi)有其他不確定因素，那次撞擊的總能量大約在10^24焦耳左右。

但如果是一個(gè)來(lái)自?shī)W爾特云最遠(yuǎn)端且質(zhì)量相當(dāng)?shù)奈矬w，那撞擊速度將會(huì)大得多，從而會(huì)向地球傳遞更多的能量。伯納迪內(nèi)利-伯恩斯坦彗星目前正在從超過(guò)0.5光年遠(yuǎn)的地方進(jìn)入太陽(yáng)系，它的“可比質(zhì)量”遠(yuǎn)不及導(dǎo)致K-Pg滅絕的小行星。

根據(jù)哈勃太空望遠(yuǎn)鏡的新數(shù)據(jù)，伯納迪內(nèi)利-伯恩斯坦彗星的慧核直徑估計(jì)為119公里，是已知最大的彗星。在接下來(lái)的9年里，隨著這個(gè)龐然大物繼續(xù)靠近地球，我們對(duì)其確切體積的估計(jì)將會(huì)更加精確。

不過(guò)，伯納迪內(nèi)利-伯恩斯坦彗星保持著有史以來(lái)最大的慧核記錄。根據(jù)哈勃太空望遠(yuǎn)鏡的最新數(shù)據(jù)，這顆彗星的彗核直徑估計(jì)為119公里。此前，ALMA望遠(yuǎn)鏡（阿塔卡馬大型毫米波/亞毫米波陣列）的數(shù)據(jù)顯示，其直徑約為137公里，但哈勃望遠(yuǎn)鏡的新估計(jì)值具有更小的不確定性。

一般來(lái)說(shuō)，彗星的密度約為每立方厘米0.6克，但即使伯納迪內(nèi)利-伯恩斯坦彗星的密度遠(yuǎn)低于這個(gè)數(shù)值，其巨大的體積也意味著它的質(zhì)量會(huì)非常大。要知道，當(dāng)一個(gè)物體的直徑（或半徑）加倍時(shí)，它的體積實(shí)際上會(huì)增加到原來(lái)的8倍。考慮到伯納迪內(nèi)利-伯恩斯坦彗星的直徑是K-Pg小行星的10倍多，因此其體積將是K-Pg小行星的1000多倍；據(jù)估計(jì)，它的質(zhì)量將在5×10^17千克左右，甚至可能更多。

現(xiàn)在，請(qǐng)記住，這顆彗星并不像小行星那樣從火星和木星軌道之間的某個(gè)地方來(lái)到地球，而是從奧爾特云“遠(yuǎn)道而來(lái)”。這將是一場(chǎng)前所未有的災(zāi)難。

一個(gè)從奧爾特云落入太陽(yáng)系內(nèi)部的物體將主要借助太陽(yáng)的引力來(lái)獲得速度。從奧爾特云最遠(yuǎn)處將一個(gè)物體帶到太陽(yáng)系內(nèi)，使其與太陽(yáng)的距離與地球相同，意味著它將以每秒42公里左右的速度移動(dòng)。

伯納迪內(nèi)利-伯恩斯坦（編號(hào)為C/2014 UN271）起源于奧爾特云，是太陽(yáng)系歷史上發(fā)現(xiàn)的體積最大的彗星。盡管根據(jù)哈勃太空望遠(yuǎn)鏡的數(shù)據(jù)，該彗星的慧核直徑約為119公里，少于此前的估計(jì)，但仍然是已觀測(cè)到的最大彗核。

但如果這個(gè)物體要撞擊地球的話，它也會(huì)落入地球的重力勢(shì)阱中，地球本身在圍繞太陽(yáng)運(yùn)行的過(guò)程中，也會(huì)相對(duì)于該物體運(yùn)動(dòng)。當(dāng)我們把這三種因素綜合考慮時(shí)，會(huì)發(fā)現(xiàn)大多數(shù)撞擊都會(huì)以一定的速度發(fā)生，通常是在50到60公里/秒之間，大約是小行星撞擊速度的3倍。記住，動(dòng)能取決于速度的平方，因此3倍的速度意味著9倍的能量。

總而言之，通過(guò)數(shù)學(xué)計(jì)算，我們會(huì)發(fā)現(xiàn)伯納迪諾利-伯恩斯坦彗星與地球之間的碰撞將釋放大約10^28焦耳的總能量。

眾所周知，人類并不擅長(zhǎng)計(jì)算大到違反直覺(jué)的數(shù)字，因?yàn)槲覀兡J(rèn)這些東西“大得難以想象”。但科學(xué)的美妙之處就在于它是定量的，這意味著我們可以計(jì)算出——盡管并不完美，而只是一個(gè)合理的近似值——這樣的大規(guī)模事件會(huì)在地球上造成什么影響。

首先，這一事件不會(huì)摧毀整個(gè)星球。一場(chǎng)規(guī)模大到足以讓整個(gè)地球擺脫引力束縛，最終分崩離析的撞擊，將需要大約2萬(wàn)倍于10^28焦耳的能量——伯納迪諾利-伯恩斯坦彗星與地球發(fā)生2萬(wàn)次碰撞。地球至少可以避免最災(zāi)難性的“破壞”，依然能保持完整。

然而，這并不意味著地球是安全的。這次撞擊的能量將是6500萬(wàn)年前那次小行星撞擊的數(shù)千倍甚至上萬(wàn)倍。當(dāng)時(shí)的撞擊留下了一個(gè)直徑約200公里的隕石坑。如果伯納迪諾利-伯恩斯坦彗星最后仍保持完整的固體形態(tài)，那它將徹底打碎地殼并使其在地球的表面上重新排列，類似于許多人對(duì)火星某段歷史的推測(cè)：在火星目前兩顆衛(wèi)星內(nèi)側(cè)，最初還有另一顆衛(wèi)星，但受到引力作用回落到了這顆紅色星球上，創(chuàng)造了我們今天所看到的古怪的火星地形。

盡管大多數(shù)彗星的直徑相對(duì)較小，但也存在體積較大的彗星，如圖中所示的伯納迪內(nèi)利-伯恩斯坦彗星。一個(gè)物體的質(zhì)量越大，速度越大，在撞擊時(shí)對(duì)地球造成的損害就越大。

可以想見(jiàn)，撞擊會(huì)導(dǎo)致大量的灰煙、塵埃和碎屑被拋到大氣層之上。這種強(qiáng)度的撞擊甚至可能足以為地球創(chuàng)造出更多的衛(wèi)星和小衛(wèi)星，盡管它們比我們現(xiàn)在的月球小得多。出現(xiàn)幾公里大小的衛(wèi)星并非不可能，就像我們?cè)诨鹦侵車(chē)吹降幕鹦l(wèi)一或火衛(wèi)二一樣。

是的，地球?qū)⒏采w上一層灰燼，而陽(yáng)光將被塵埃遮住，時(shí)間可能長(zhǎng)達(dá)數(shù)月，地球上的許多生命會(huì)因?yàn)槿狈﹃?yáng)光而滅絕。即使是生活在海底熱液口附近的生物，也可能會(huì)受到這場(chǎng)撞擊的影響。原因何在？如此強(qiáng)度的猛烈撞擊會(huì)將包括大氣層和海洋在內(nèi)的地球外層撞出地球表面，拋入太空。盡管彗星本身可能會(huì)給地球帶來(lái)新的水和揮發(fā)性分子，其中一些水和氣體最終會(huì)落回地球，但地球上的每一種生物都會(huì)因?yàn)檫@樣的撞擊而面臨滅絕的風(fēng)險(xiǎn)。

不過(guò)，地球生命并非完全沒(méi)有拯救的可能性：如此大的一顆奧爾特云彗星，在接近地球時(shí)將經(jīng)歷來(lái)自地球引力的巨大潮汐力，并可能被撕裂成一系列更小的碎片。在1994年蘇梅克-列維（Shoemaker-Levy）彗星撞擊木星時(shí)，我們就觀察到了這樣的現(xiàn)象，總共發(fā)現(xiàn)了大約24塊較大的碎片。

火星軌道器激光高度計(jì)（MOLA）是火星全球探勘者號(hào)探測(cè)器的一部分，利用其收集的超過(guò)2億個(gè)激光高度計(jì)測(cè)量值，研究人員構(gòu)建出了這張火星地形圖。塔爾西斯（Tharsis，圖中左側(cè)）是火星海拔最高的地區(qū)，藍(lán)色部分表示低地。可以看到，火星北半球的海拔比南半球低得多，這被認(rèn)為是火星曾經(jīng)擁有的一顆巨大衛(wèi)星回落其表面導(dǎo)致的。

這些碎片最終都撞上了木星，但地球的引力遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于木星，這意味著，如果彗星的彗核提前分裂得足夠多——這是一種非常現(xiàn)實(shí)的可能性——那它的大部分質(zhì)量可能會(huì)完全與地球“擦身而過(guò)”。對(duì)人類和地球上的所有生物而言，一系列較小的撞擊仍然可能帶來(lái)嚴(yán)重的后果，但對(duì)于地球的海洋和大氣，風(fēng)險(xiǎn)就小得多了。

無(wú)論發(fā)生與否，伯納迪諾利-伯恩斯坦彗星與地球的碰撞可能會(huì)導(dǎo)致這樣的未來(lái)：

（1）連續(xù)數(shù)月的黑暗；

（2）地殼、海洋和大氣的徹底破壞；

（3）地殼、海洋和大氣的大部分可能被拋射到太空中；

（4）地殼下的巖漿涌向地表，甚至可能使地表完全改變；

（5）一場(chǎng)持續(xù)數(shù)十年或更長(zhǎng)時(shí)間的火風(fēng)暴，由墜落的碎屑引起。

這一切，都將使任何在最初撞擊（以及由此產(chǎn)生的巨大火球）中幸存下來(lái)的生物面臨徹底滅絕的風(fēng)險(xiǎn)。

當(dāng)一顆巨大的彗星以極快的速度撞擊地球時(shí)，可能會(huì)導(dǎo)致一場(chǎng)前所未有的災(zāi)難。如果被一顆直徑超過(guò)100公里的彗星擊中，地球本身將保持完整，但地球上所有的生命，以及海洋和大氣層，都可能會(huì)消失。

在關(guān)于外來(lái)天體撞擊地球的討論中，最經(jīng)常出現(xiàn)的一個(gè)迷思是：難道其他物體，比如月球或木星，不會(huì)保護(hù)我們免受潛在的撞擊嗎？這種可能性當(dāng)然是存在的，但我們的勝算并不大。事實(shí)上，通過(guò)必要的計(jì)算，我們會(huì)發(fā)現(xiàn)，太陽(yáng)系中任何額外的質(zhì)量都會(huì)增加撞擊事件的可能性。木星可能會(huì)吸收太陽(yáng)系中大部分的小行星和彗星碰撞，但這也會(huì)導(dǎo)致地球遭受撞擊的次數(shù)凈增加約350%。類似地，月球的額外引力會(huì)使地月系統(tǒng)受到撞擊的可能性大增，從而增加地球遭受撞擊的發(fā)生率——甚至比月球可能受到的撞擊次數(shù)還多，盡管那里已經(jīng)有無(wú)數(shù)的撞擊坑。

如果伯納迪內(nèi)利-伯恩斯坦彗星最終真的撞上地球，那么地球可能會(huì)作為一個(gè)“有生命的星球”迎來(lái)終結(jié)，或者地球上所有比單細(xì)胞生物更復(fù)雜、更分化的生命將會(huì)被消滅，這些都是很合理的猜測(cè)。地球甚至可能會(huì)變成一個(gè)幾乎沒(méi)有空氣的世界，或者會(huì)失去幾乎所有的地表水。如果我們?cè)谶@場(chǎng)撞擊發(fā)生一百萬(wàn)年后回到地球，可能會(huì)發(fā)現(xiàn)地球的整個(gè)地形地貌變得無(wú)法辨認(rèn)——在這樣一次巨大的撞擊事件后，地球?qū)⒁匀碌拿婷渤霈F(xiàn)。

一個(gè)新理論認(rèn)為，月球起源于一團(tuán)大質(zhì)量的、甜甜圈形狀的巖石蒸氣——索內(nèi)斯蒂亞（synestia）。這個(gè)模型講述了在一次高能的大規(guī)模撞擊事件之后，形成了一團(tuán)環(huán)形的氣化巖石，逐漸冷卻并最終形成了月球和地球。地球與伯納迪納爾-伯恩斯坦的碰撞可能也會(huì)產(chǎn)生類似的現(xiàn)象。

幸運(yùn)的是，在穿越太陽(yáng)系期間，伯納迪內(nèi)利-伯恩斯坦彗星與地球的距離不會(huì)比土星軌道更近，它將在2031年到達(dá)土星軌道。不過(guò)，在大約450萬(wàn)年后，這顆彗星還將回到太陽(yáng)系內(nèi)。如果屆時(shí)發(fā)生了一系列錯(cuò)誤的引力擾動(dòng)，導(dǎo)致它直接撞上地球，那將是自導(dǎo)致月球形成的撞擊事件以來(lái)最大規(guī)模的災(zāi)難。（任天）