他多年遭受学界“嘲讽”,却终成为唯一被埋葬在月球上的人

NASA于1998年1月7日发射了探勘者号月球探测器,把他的部分骨灰带到了月球南极的一个陨石坑里。他的骨灰就这样与月球的土地融为一体,从而让他成为世上唯一一个被安葬在月球上的人类…

文/王爽

1994 年 7 月 16 日,全世界的新闻媒体都不约而同地直播了一次前所未见的天文事件,那就是著名的“彗木相撞”事件。

早在 1993 年 3 月,就有 3 个人预言了这一事件的发生。他们是一个相当奇怪的组合:一位差点登上月球的地质学家,一位曾经痛恨理科的家庭主妇,以及一位靠天文吃饭的英国文学硕士。下面,我就来讲讲他们的故事。

我们先从那个地质学家讲起,他叫尤金·舒梅克。

尤金·舒梅克从小就对各种各样的矿石有浓厚的兴趣,甚至还给一个宝石工匠当过学徒。1944 年,16 岁的尤金·舒梅克考上了加州理工学院,学习地质学。19 岁,他大学毕业;20 岁,他获得硕士学位。

毕业后,尤金·舒梅克加入了美国地质调查局。地质调查局分配给他的第一个任务,是去科罗拉多州和犹他州搜寻铀矿。几年后,地质调查局又派他去研究火山过程,因为铀矿经常出现在火山口的周围。这项任务让他跑到了亚利桑那州北部。在那里,尤金·舒梅克遇到了一个大坑。

他多年遭受学界“嘲讽”,却终成为唯一被埋葬在月球上的人
尤金·舒梅克

这是一个直径约为 1.2 千米、深度能达到 170 米的大坑。1903 年,美国采矿工程师巴林杰买下了它的所有权。巴林杰认为,这个坑是被一个含有大量铁和镍的巨大陨石撞出来的;他打算把这些铁和镍都挖出来,从而发一笔大财。

但他挖了 20 多年,什么都没有挖到。他的陨石撞击理论也沦为了人们的笑柄。在长达半个世纪的时间里,人们普遍认为这个大坑是一次大规模火山爆发的结果。

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巴林杰陨石坑

但尤金·舒梅克不这么看。他认为这里的火山活动,根本不可能制造出这么巨大的坑。为了破解其中的奥秘,他跑到了内华达州,去研究那里的一个地下核爆破坑。尤金·舒梅克研究发现,巴林杰买下的这个大坑与核爆产生的极为相似。换句话说,它的成因是外部的剧烈冲击,而非内部的火山喷发。据此,尤金·舒梅克推断,这个大坑(现在人们叫它巴林杰陨石坑)的的确确是源于一颗巨大陨石的撞击。

这个发现,让尤金·舒梅克于 1960 年获得了普林斯顿大学的博士学位。事实上,这个发现也开创了一门全新的学科:天文地质学。

需要说明的是,尤金·舒梅克的陨石撞击理论并没有得到学术界的普遍认可。很多人都认为,陨石撞击不会产生这么巨大的破坏力。要想说服众人,舒梅克需要找到陨石撞击产生巨大破坏的直接证据。为此,他把目光从地球转向了太空。尤金·舒梅克首先想到的是月球。他认为,遍布在月球上的密密麻麻的环形山,有可能也是因陨石撞击而形成的。

美国那时正在开展阿波罗登月计划。尤金·舒梅克的研究吸引了 NASA 的浓厚兴趣。事实上,NASA 甚至把他列入了阿波罗登月计划的候选宇航员的名单。后来由于身体的原因,舒梅克才与月球失之交臂。不过,他还是帮助 NASA 培训了好几批阿波罗计划的宇航员。

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月球上的环形山

1969 年,尤金·舒梅克回到他的母校加州理工学院任教。此时,他的兴趣已经转向了那些“陨石坑的肇事者们”,即彗星和小行星。利用帕洛马山天文台的一个 0.5 米的施密特望远镜,尤金·舒梅克开始系统地搜寻那些可能会掠过地球的彗星和小行星。最开始的时候,他一直都单枪匹马。但十年之后,他有了一个非常得力的助手,那就是他的妻子卡罗琳·舒梅克。

尤金·舒梅克在加州理工学院读书的时候,有一个叫理查德·斯佩尔曼的室友。

1950 年,理查德·斯佩尔曼结婚,邀请尤金·舒梅克做他的伴郎。在那场婚礼上,尤金·舒梅克遇到了新郎的妹妹卡罗琳·斯佩尔曼。

他多年遭受学界“嘲讽”,却终成为唯一被埋葬在月球上的人
卡罗琳·舒梅克

卡罗琳·斯佩尔曼是一名英国文学硕士。作为一个典型的文科生,她从小就特别讨厌理科,经常在上这类课程的时候睡觉。但认识了尤金·舒梅克以后,一切都变了。或许是由于爱情的力量,一个经常在理科课堂上打瞌睡的女生,竟然对枯燥的地质学产生了浓厚的兴趣。

相识一年半后两人结婚,卡罗琳·斯佩尔曼也改名为卡罗琳·舒梅克。婚后不久,她就当了一名家庭主妇。51 岁的时候,她的 3 个孩子都离家上大学去了。由于无法忍受空巢老人的孤独感,她决定找一份工作。所以她就去了帕洛马山天文台,成了自己丈夫的助手。

卡罗琳·舒梅克有一个好友,叫大卫·利维;他是一个拥有英国文学硕士学位的作家,并且从小就对天文学感兴趣。所以卡罗琳·舒梅克就向他发出邀请,利用闲暇时间来天文台搜寻彗星和小行星。

诡异的是,这两个半路出家的文科生,却成了那个年代最好的小行星猎手。卡罗琳·舒梅克一生中发现了 30 多颗彗星和 800多颗小行星,而大卫·利维也发现了 20 多颗彗星和上百颗小行星。

1993 年 3 月 24 日,这个三人团队终于迎来了他们一生中最光辉的时刻。那天晚上,舒梅克夫妇和大卫·利维又像往常一样,开始用那个 0.5 米施密特望远镜来搜寻彗星和小行星。这一次,他们在木星周围发现了21 块奇怪的碎片。研究表明,这些碎片都源于同一颗彗星。在此之前,这三人已经合作发现了 8 颗彗星。所以这颗新彗星就被命名为了舒梅克 – 利维九号彗星。为什么舒梅克 – 利维九号彗星会支离破碎呢?答案是,它不慎落入了木星的洛希半径。

一个天体作用在另一个天体近端和远端处的引力差异。正是地球的潮汐力,让月球发生了潮汐锁定。

他多年遭受学界“嘲讽”,却终成为唯一被埋葬在月球上的人
大卫·利维

1848 年,法国天文学家爱德华·洛希发现,每个大质量的天体都存在一个特定的半径。如果一个小天体不慎进入这个特定的半径,大质量天体的潮汐力就会超过小天体自身的引力,从而将这个小天体撕毁。这个特定的半径就是所谓的洛希半径。

他多年遭受学界“嘲讽”,却终成为唯一被埋葬在月球上的人
爱德华·洛希

事实上,洛希半径的大小取决于两个因素:大天体的质量和小天体的体积。大天体的质量越大,或小天体的体积越大,洛希半径都会越大。

举个例子。月球目前与地球大概相距 38 万千米。如果这个距离减小到 9500 千米,月球就会被地球的潮汐力撕碎。此后,这些月球的碎片还会继续绕地球旋转,直至最终撞上地球。

这正是舒梅克 – 利维九号彗星的命运。由于进入了木星的洛希半径,它被木星的潮汐力撕成了 21 个碎片。这 21 个碎片的块头介于几百米到两千米之间。它们一字排开,就像一列拥有 21 个车厢的星际列车,继续绕木星旋转。而研究表明,用不了多久,这列星际列车就会与木星撞在一起。

他多年遭受学界“嘲讽”,却终成为唯一被埋葬在月球上的人
舒梅克 – 利维九号彗星

尤金·舒梅克非常兴奋。多年来他一直主张地球和月球上的大坑都是被陨石撞出来的,但由于找不到陨石撞击天体的直接证据,他的理论一直得不到主流地质学界的认可。而现在终于有了亲眼目睹行星撞击事件的机会。但舒梅克的对头们还是纷纷表示不屑。有人甚至宣称,这 21 块碎片,“木星不用打嗝就能全部吞下去”。

1994 年 7 月 16 日,舒梅克 – 利维九号星际列车终于到达了它的终点站木星。随后发生的事,让所有的天文学家都目瞪口呆。在 6 天的时间里,21 个碎片先后撞上木星,然后在木星表面留下了一连串巨大的伤疤。其中威力最大的是第七个碎片,即碎片 G。它在 7 月 18 日的 07:33 撞上了木星,从而在木星表面撞出了一个直径超过 12000 千米的伤疤。换句话说,这个伤疤可以装下整个地球。

据估算,这次撞击释放出的能量相当于 60000 亿吨 TNT 炸药,相当于全球核武器储备总和的 600 倍。你可以想象一下,这要是撞上地球,后果会有多可怕。

他多年遭受学界“嘲讽”,却终成为唯一被埋葬在月球上的人
木星上的陨石坑

在被地质学界冷落了多年以后,尤金·舒梅克终于获得了辉煌的胜利。从那以后,再也没有人怀疑他的陨石撞击理论了。

现在人们普遍相信,木星扮演了太空吸尘机的角色,挡住了大量可能威胁地球的彗星和小行星。换句话说,它是真正意义上的地球守护神。

最后多说几句。1997 年,尤金·舒梅克在澳大利亚遭遇了一场车祸,不治身亡。为了纪念他,NASA 于 1998 年 1 月 7 日发射了探勘者号月球探测器,把他的部分骨灰带到了月球南极的一个陨石坑里。他的骨灰就这样与月球的土地融为一体,从而让他成为世上唯一一个被安葬在月球上的人类。

卡罗琳·舒梅克对此感到非常开心。她曾说过:“每当我抬头看月亮时就会想到,尤金就在那里。”

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本文转载自微信公众号“原点阅读”,来源:《宇宙奥德赛:漫步太阳系》。