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这些不可思议的事==2015年08期百科新说“深度”文章

 大科技杂志社 2019-11-09

如果把月球照亮,我们是不是可以把它变成一个巨大的广告牌?如果把世界上所有的闪电集中在一起,会释放出怎样的能量?如果把海洋的水全部抽干,地球会变成什么样的家园?如果你失去了你所有的DNA,会产生什么样的结果?……下面,我们一起来看看这些引人入胜的科学场景测试。

把月球照亮

月球是人类至今第二个亲身到过的天体,也是离地球最近的天体,以至在天晴的夜晚,只要我们抬头就能看见月亮。人们都知道,月球本身不会发光,它只能反射太阳的光线。虽然它也可以被太阳“照亮”,但我们在地球上看过去却只有“单调”的一个平面。于是有人突发奇想,为什么人们不把月球表面利用起来,在地球上“发射”人造光线,让它成为一块巨大的广告牌为我所用呢?

这种想法的确很大胆创新,但要想在地球上照亮月球,你将不得不面对几个问题。首先,抛开其他可行性因素,你的钱包是否够鼓?要想照亮月球,那将是一件极其昂贵的事情。其次,除了巨额开销,要想照亮月球并没有理论上那么容易。

如果我们用数以亿计的常见的五毫瓦激光指示器对准月球,从理论上来说,这些激光能够抵达38万千米之外的月球表面,而且激光到达月球的时候大约能覆盖月球10%的面积,但这丝毫不能改变月球表面“黑乎乎”的状况。因为从太阳发出的光是这些激光的1000倍,它足以抵消激光散发出的那一丁点儿“可怜”的光线。

另外,抛开其他外界因素,如果要照亮月球,按最低限度所需要的光量计算,你可能需要数以亿计来自IMAX影院系统高达30千瓦的水冷式氙灯光源(灯管亮度更高,比常规风冷放映机灯源高出8~10千瓦)。如果还要抗衡阳光,你需要相同数量的一兆瓦激光。但问题是,地球上全部的能源储备加起来都无法使这束激光持续很久。到时,月球刚刚被照亮一会儿,地球又该“熄灭”了。

把闪电“集中”

在夏季雷雨天气,闪电时有发生。当天空中出现闪电时,我们常被它急促而强烈的光所震慑。除了具有“抢眼”的光,闪电的电流也很大,其峰值一般能达到几万安培,但是由于持续的时间很短,一般只有几十微秒,所以闪电的能量实际产生的影响并不是很大。

据统计,全世界每秒大约会发生100次闪电,如果把它们累加起来,则相当于每天都会闪电1000万次,而每天真正到达地面的闪电数量大约有100万次。我们平日里看到的闪电都是较为分散且有时间间隔的,倘若这100万次闪电刚好在同样的时间同样的地点击中地面的话,又会发生什么事呢?

首先,这些超强能量的闪电将会在地表留下直径约24米的大坑。它们在空气中和地下释放的能量相当于爆炸了两颗小型原子弹,其破坏力也基本相当。同时,闪电释放的热量在空气中形成的等离子体扩张会摧毁数千米范围内的树木和建筑。短时间释放的光和热也将使区域内的所有易燃物起火。

这听起来的确很可怕,还好大自然替我们把这些“小型原子弹”巧妙地拆开并分散了出去。

把海洋水抽干

全世界的海洋水大约有13.5亿立方千米,占地球上总水量的97%。虽然我们无法直接居住在海洋中,但它却间接使地球成为更适合人类居住的“家园”。

海洋统治着世界的天气并孕育着各类生物。它吸收了太阳的热量,并通过不断移动的洋流将其传送到大气中,并分配到世界各地。于是也就产生了全球气候模式,在冬季,海洋就像加热器,在夏天又变成了给人输送清凉的空调。除此之外,它还是大部分地球植物和动物的家园。大部分海洋植物,包括微小的藻类浮游植物漂浮在海洋表面,它们能通过光合作用产生供人类和所有其它陆地生物呼吸的大部分氧气,同时还吸收了人类每年排放到大气中二氧化碳总量的四分之一。

如果有一天,我们将海洋的水全部抽干了,会发生什么事呢?

假设在地球上最深的海域——挑战者深渊(位于西太平洋马里亚纳海沟,大约11000米,如果把世界最高的珠穆朗玛峰放在沟底,峰顶将不能露出水面)安装一个30米宽的排水管,并假设排出的水流向了一个虚拟的池塘。那么,在第一天,全世界的海平面将仅下降一厘米。如果要抽干地球上海洋所有的水,将花费超过10万年。那么,如果海平面下降了3000米,又会发生什么事呢?

如果真是那样,巴布亚新几内亚将会成为澳洲大陆的一部分;大西洋中脊巨大的山脉断层处将“浮出水面”;英国也将被纳入欧洲大陆体系……在这种情况下,剩下的就只有一些诸如湖泊的小的内陆水域。尽管在地球最深的挑战者深渊依然还有大约8千米深的水域,但这些水量不足以使海洋中的浮游植物继续产生地球80%的氧气,而海洋调节气候的功能也就更加大打折扣了。所以,最后的结果是,地球上的氧气急剧减少,人类的生存发展也将受到严重限制,并极有可能导致全球生物(包括人类)大规模灭绝。

目前,海洋过度捕捞和全球变暖已经严重威胁到这片“生命之源”了。在未来,我们不需要人为地假设没有海洋将会发生什么,赤裸裸的现实会直接告诉人类答案。

让地球“增肥”

地球在太阳系中远近适宜的位置以及它大小适中的质量,使生命的诞生和发展成为可能。如果有一天,地球在位置保持不变、密度保持不变的情况下体积开始膨胀,我们会有什么感觉呢?假设地球半径以每秒1厘米的速度增加的话,一开始,我们可能不会有什么异常的感觉,顶多就是感觉到一股轻微的牵引力在对我们进行拉扯,就像在电动扶梯上的感觉一样。

随着地球半径的持续增加,第一天,地球周长大约增加了5.3千米。至此,这个体积还不足以摧毁任何建筑。但是,地球吸引力会随着地球体积和质量的增加而增加,所以成年人每天的重量也将随之增加10克。一年后,地球的引力将增加5%,此时,这个引力仍然在可以接受的范围之内,人们还能勉强适应。但是,地球如果照这样的速度继续“增肥”,40年后,它的引力将是现在的3倍,地球上大概也只有最强壮的人才能勉强应付得过来了。到了那时,地球上的建筑物恐怕也无法顶住地球持续增加的引力而不断坍塌,直至再也没有一幢高楼大厦能树立起来。而100年之后,地球引力将为现在的6倍,那时人类只能把家安在水中,并依靠海水的浮力生存。300年之后,地球引力将会把山峰抹平,人类再也无法在地球上立足。如此强大的引力甚至也会把38万千米之外的月球拉碎,碎片环绕在地球周边,使得地球也会出现像大质量的土星那样的光环。

把DNA从细胞里“驱逐”

人类整个基因组的重量大约是150克,每一组基因里都贮存了DNA,它含有决定物种蛋白质和RNA结构的遗传信息,能指挥生物有次序地合成细胞,并确保生物自始至终的活性。可以说,它是一张规划人体的“蓝图”。

2014年,英国牛津大学研究显示,人体内仅有8.2%的人体DNA具有重要作用,剩余的DNA都是进化残留物,它就像是阑尾一样,对人体无益,也没有什么害处,它们仅仅只是占据空间而已。那么,如果有一天,人体内的DNA全部突然莫名其妙地消失了,又会发生什么事呢?

粗略地计算一下,人体内大约有100万亿个细胞。如果我们突然失去了DNA,当然首先最直观的感受将是从失去一点体重开始,接下来,我们的身体可能会有一些轻微的抽搐,最后,我们会因丢失了细胞里的大量重要物质而面临死亡。

从DNA本身所具有的意义来看,如果没有DNA,细胞就失去了规划人体的“蓝图”,人体将无法合成细胞,生物活性也将难以保证。对于高耗能的“人体工厂”来说,如果人体无法源源不断地产生可以用来替换的“部件”,这的确也会产生非常严重的后果。试想,在没有骨髓提供白血球补给的情况下,在面临大量细菌的环境中,人体将迅速被细菌所“吞没”。

或许你会觉得这样的假设是无稽之谈。然而,科学研究表明,当前世界上严峻的放射性污染或将导致类似的结果,它会对人体的基因组造成严重破坏。长期暴露在这样高度污染的环境中,人们迟早将面对DNA“受伤”甚至“出走”的可怕局面。

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