《星球大战7》

仿客

《星球大战》系列电影，是科幻电影史上的里程碑作品，因此《星球大战7》的上映在科幻迷中赚足了眼球。故事发生在银河帝国被推翻之后，天行者卢克失踪，新的邪恶力量——“第一秩序”派遣暴风兵团侵略宇宙，建立了巨大的“弑星者”基地，“弑星者”吸取太阳的能量，将支持反抗军的行星一击毁灭……反抗军的飞行英雄Poe被暴风兵团的逃兵Finn救出，又在荒凉的垃圾星球上遇见了拥有原力天赋的Rey，三人组成了新一代的主角团，卷入了争夺载有天行者卢克下落的星图的乱局中。他们一起顺便挫败了“第一秩序”毁灭反抗军的阴谋，破坏了“弑星者”基地，并最终找到了天行者卢克。故事衔接了星战三部曲的经典人物和情节，但也未免有重复之嫌，比如“弑星者”基地，就是大一点儿的“死星”。但是电影里它一击就让一颗行星从宇宙中消失的场景，让笔者想做一个思维试验：如何才能一击打爆一颗行星呢？

出于熟悉和方便，以咱们居住的行星——地球为试验品，并假设预算充足，不考虑成本、能力方面的限制，那么就用最奢华的方式来实现目的，最后算个总账来足额报销好了。

蒸 发 行 星

最奢华的方式毫无疑问是将整颗地球直接蒸发。做一道简单的数学题：排除掉汪洋大海、花花草草、毛毛虫……哦，还有人类这些无关痛痒的微量级物体的干扰，把整个地球简化为完全由最难对付的石头构成的星球，已知蒸发1kg石头大概需要4×107J的能量，地球的总质量约5.965×1024kg，那么大致需要2.4×1032J的能量。考虑到能量在传播过程中的损耗和逸散，需要留有足够的余量，估计4×1032J这么多能量就能蒸发地球了。

这是什么量级的能量呢？2014年全球总发电量为6.95×1019J（1.932×1010MWh），也就是说，假如把全球发电量保持在2014年的水平而且全都储存起来，我们需要存5万7千亿年（如果真能存得住的话）。这么多能量一次性释放出来，就能将整颗地球蒸发掉啦，是不是很简单？是不是觉得“弑星者”太浪费啦？

爆 炸 毁 灭

好吧，也许蒸发星球的计划太过奢华，让我们考虑一些更为经济可行的方案。

毁灭一颗行星，绝不是像打烂一个瓶子那样简单地破坏外在结构就能实现的，哪怕使用很多弹药将行星的表面密集轰炸一番，它也依然还是一颗行星。只有将组成行星的物质分散开来，让其无法聚合，才算是将其彻底地毁灭。爆炸这种毁伤形式，越约束越暴虐。所以，我们需要先刺穿地壳、地幔，将爆炸物尽量放置在地球的中心。也就是说，第一步是打洞。

方案一，机械破除法，用钻头钻，用挖掘机挖，效率极低，可以放弃。方案二，动能式，即类似于子弹击穿木板一样，使用一颗具有巨大速度、质量、密度和硬度的“超级子弹”，强行在地球上撞开一个洞。由于它所有能量来源于初始速度和质量，所以“超级子弹”的能量非常有限，而且在穿透时将大量能量耗费在自身结构崩溃、将前方物质挤压得更为致密等方面，效率也很低。方案三则是灼烧式，使用超强的能量束——比如激光，将目标位置周围的阻碍迅速气化分解，可以相对高效地完成这个工作。

假设我们仅需要一个面积为1m2的圆孔，那么要灼烧掉超过630万m3的地球物质（按地球最短的极半径6356.755km计算），大概需耗能1.4×1018J。实际操作会更加复杂，因为当高能激光束轰击地球表面时，首先会把大气层等离子化，在整个地球表面燃烧，对激光的传播造成阻碍。即使激光突破阻碍灼烧到地球表面，岩石等也会迅速地等离子化，并以极高的温度和压力喷射开来，这就基本构成了一枚等离子火箭发动机的雏形。虽然它的推力相对于地球的质量还微乎其微，但足以给激光打洞的任务制造麻烦，而且它将喷向激光源，也有可能将毫无防备的激光发射器烧毁……

好吧，假设我们已经成功在地球上掏了一个孔（以地球的尺寸，它可能连针眼都算不上），现在我们要把爆炸物放进去了。最好的选择莫过于反物质。反物质就是由反粒子构成的物质，当反粒子与正粒子相遇时，就会互相湮灭并放出巨大的能量，这个过程遵循爱因斯坦的质能方程式——释放出的能量等于被湮灭的物质质量乘以光速的平方。

2011年5月初，由中国科学技术大学与美国科学家合作制造出的反氦4，是人类迄今为止发现或者拥有过的最重的反粒子，此外并未发现其他任何反物质。但既然要做炸毁行星这么有挑战性的事情，我们不得不假设自己已经拥有了制备大块反物质并控制它的能力。是的，反物质还必须妥善地控制，不能让它与我们世界的任何物质接触。这只能通过力场约束，否则它就会开始不可逆转地湮灭爆炸……

总之，假设我们已经可以妥善地使用力场约束一块反物质，然后将其放置在地球的中心再触发它。那么我们需要多少反物质才能将地球炸毁呢？这意味着将地球表面的物体至少加速到第一宇宙速度（又叫逃逸速度），这样才能使其彻底挣脱整个地球的万有引力。刨去地表这一层之后，地球变得轻一点、“瘦”一点儿了，此时地球表面的物质要挣脱地球剩余部分的万有引力……以此类推，当每一层物质都获得了自己的逃逸速度之后，地球就彻底被炸毁了。这些物质的动能的总和（可以使用曲面积分求得），就是所需要的爆炸能量。将这个数值代入爱因斯坦质能方程，就能知道打爆地球至少需要多少反物质了。

以上就是打爆一颗行星的可行性方案，你会计算了吗？