送走了瓊斯露露和瓊斯月亮,舒雲鵬連忙叫人準備了吃的,讓張靜怡吃了,然後送她迴房休息:“你明天就別去聽了!”
在iter網站上,迎麵而來的是“無限能量”的宣言,這也是各地聚變愛好者的戰鬥口號。顯然項目工作人員沒有意識到這個口號的諷刺意味(實際上是投入無限),而且公眾也沒有意識到這一點。但是在過去五年中,在iter現場施工之後的任何人都可以隨時在項目網站上查看詳細的照片和描述,而投入的資源之巨大會讓人感到震驚。
這個網站隱隱揭示了這種巨大的能源投資,它將每一個iter子係統都描述為同類中最驚人的一個。例如,低溫恆溫器或液氦冰箱是世界上最大的不鏽鋼真空容器,而托卡馬克本身重達三個艾菲爾鐵塔。 iter中心設施的總重量約為40萬噸,其中托卡馬克綜合體基礎和建築物最重的部件為34萬噸,托卡馬克本身為23,000噸。
但是支持者應該感到痛苦而不是欣喜若狂,因為最大和最強意味著大量的資本支出和巨大的能源投資,這是必須體現在能源會計賬目中的負值。而這種能源主要由化石燃料提供,給所有配套設施以及反應堆本身的場地準備和建設留下了巨大的“碳足跡”。
“不!上次我就沒陪你聽完,這一次我一定要陪著你!”張靜怡說:“克萊爾,秦懷玉、易如都不在了。連易千雅和黃教授都死了,我不能讓你一個人扛了!”
氘在普通水中很豐富,但沒有自然供應的氚(一種半衰期隻有12.3年的放射性核素)。國際熱核實驗堆網站指出,氚燃料將“從全球氚庫存中提取”。該庫存包括從主要位於加拿大安大略省,其次是在韓國的坎杜大型核反應堆的重水中提取的氚,未來來自羅馬尼亞。目前的“全球庫存”約為25千克,每年增加約0.5公斤,muyi ni及其合著者在其2013年聚變工程與設計期刊文章“iter的氚補給評估”中指出,庫存預計在2030年之前達到頂峰。
盡管聚變研究者們愉快地談論聚變氘和氚,但他們實際上非常害怕使用氚,原因有兩個:首先,它具有放射性,所以有與其潛在的釋放有關的安全問題。其次,隨著d-t熔合中子轟擊反應堆容器,放射性物質不可避免地產生,需要增強屏蔽,這極大地妨礙了進入維護和引入放射性廢物處置問題。
“好好!”舒雲鵬說:“現在躺下好好休息。”
近距離伽馬暴可能滅絕任何比微生物更加複雜的生命形式。由此,兩位天文學家聲稱,隻有在大爆炸發生50億年之後,隻有在10%的星係當中,才有可能出現類似地球上這樣的複雜生命。
宇宙或許比先前人們想象的要更加孤單。兩位天體物理學家聲稱,在可觀測宇宙預計約1000億個星係當中,僅有十分之一能夠供養類似地球上這樣的複雜生命。而在其他任何地方,被稱為伽馬暴的恆星爆炸會經常性地清除任何比微生物更加複雜的生命形式。兩位科學家說,這些的爆炸還使得宇宙在大爆炸後數十億年的時間裏,無法演化出任何複雜的生命。
科學家一直在思考這樣一個問題,伽馬暴有沒有可能近距離擊中地球。這種現象是1967年被設計用來監測核武器試驗的人造衛星發現的,目前大約每天能夠檢測到一例。伽馬暴可以分為兩類。短伽馬暴持續時間不超過一兩秒鍾;它們很可能是兩顆中子星或者黑洞合二為一的時候發生的。長伽馬暴可以持續數十秒鍾,是大質量恆星耗盡燃料後坍縮爆炸時發生的。長伽馬暴比短伽馬暴更罕見,但釋放的能量要高大約100倍。長伽馬暴在短時間內發出的伽馬射線,可以比全宇宙都要明亮。
持續數秒的高能輻射本身,並不會消滅附近一顆行星上的生命。相反,如果伽馬暴距離足夠近,它產生的伽馬射線就有可能觸發一連串化學反應,摧毀這顆行星大氣中的臭氧層。沒有了這把保護傘,這顆行星的“太陽”發出的致命紫外線就將直射行星地表,長達數月甚至數年——足以導致一場大滅絕。
這樣的事件發生的可能性有多高?在即將發表在《物理評論快報》(physical review letters)上的一篇論文中,以色列希伯萊大學的理論天體物理學家斯維·皮蘭(tsvi piran)和西班牙巴塞羅納大學的理論天體物理學家保羅·希梅內斯(raul jimenez)探討了這一災難性的場景。
天體物理學家一度認為,伽馬暴在星係中氣體正迅速坍縮形成恆星的區域裏最為常見。但最近的數據顯示,實際情況要複雜許多:長伽馬暴主要發生在“金屬豐度”較低的恆星形成區域——所謂“金屬豐度”,是指比氫和氦更重的所有元素(天文學家所說的“金屬”)在物質原子中所占的比例。
利用我們銀河係中的平均金屬豐度和恆星的大致分布,皮蘭和希梅內斯估算了銀河係內兩類伽馬暴的發生幾率。他們發現,能量更高的長伽馬暴可以說是真正的殺手,地球在過去10億年間暴露在一場致命伽馬暴中的幾率約為50%。皮蘭指出,一些天體物理學家已經提出,可能正是伽馬暴導致了奧陶紀大滅絕——這場發生地4.5億年前的全球災變,消滅了地球上80%的生物物種。
接下來,這兩位科學家估算了銀河係不同區域內一顆行星被伽馬暴“炙烤”的情形。他們發現,由於銀河係中心恆星密度極高,距離銀心6500光年以內的行星在過去10億年間遭受致命伽馬暴襲擊的幾率高達95%以上。他們總結說,複雜生命通常隻可能生存於大型星係的外圍。(我們自己的太陽係距離銀心大約2.7萬光年。)
其他星係的情況更不樂觀。與銀河係相比,大多數星係都更小,金屬豐度也更低。因此,兩位科學家指出,90%的星係裏長伽馬暴都太多,導致生命無法持續。不僅如此,在大爆炸後大約50億年之內,所有星係都是如此,因此長伽馬暴會導致宇宙中不可能存在任何生命。
90%的星係都是不毛之地嗎?美國沃西本恩大學的物理學家布萊恩·托馬斯(brian thomas)評論道,這話說得可能有點太過。他指出,皮蘭和希梅內斯所說的伽馬射線照射確實會造成不小的破壞,但不太可能消滅所有的微生物。“細菌和低等生命當然有可能從這樣的事件中存活下來,”皮蘭承認,“但對於更複雜的生命來說,伽馬射線照射確實就像按下了重啟按鈕。你必須一切重頭開始。”
皮蘭說,他們的分析對於在其他行星上搜尋生命可能具有現實意義。幾十年來,seti研究所的科學家一直在用射電望遠鏡,搜尋遙遠恆星周圍的行星上可能存在的智慧生命發出的信號。不過,seti的科學家主要搜尋的都是銀河係中心的方向,因為那裏的恆星更加密集。而那裏正是伽馬射線導致智慧生命無法生存的區域。皮蘭說,“或許我們應該朝完全相反的方向去尋找。”
“你也睡會兒吧,”張靜怡目光幽幽:“陪我……”
這一理論最初源於電磁的研究,麥克斯韋研究證明它們是電磁現象的同一種基本相互作用的兩個方麵,可以用同一組方程式加以描述。到20世紀中葉前,這一描述又改進到包括了量子力學效應,並以量子電動力學(qed)形式出現。
需要指出,統一理論尚未得到最後驗證,而且霍金在《時間簡史》中也指出,也許會發現大統一理論。但這個大統一理論並不是愛因斯坦最初想的大統一理論,因為不可能通過一個簡單美妙的公式來描述和預測宇宙中的每一件事情,畢竟宇宙是確定性和不確定性相互統一。
“不行,你得顧到孩子……”舒雲鵬怕到時候克製不住,拒絕了。但他坐到床沿上,撫摸著她光滑的身體,輕輕拍著她的屁股哄她睡。這樣過了很久,張靜怡總算睡著了。
弗裏曼·戴森早在1960年就提出一種理論,即所謂"戴森球"。他認為,地球這樣的行星,本身蘊藏的能源是非常有限的,遠遠不足以支撐其上的文明發展到高級階段;而一個恆星-行星係統中,絕大部分能源--來自恆星的輻射--都被浪費掉了,目前我們太陽係各行星隻接收了太陽輻射能量的大約 1/10。戴森認為,一個高度發達的文明,必然有能力將太陽用一個巨大的球狀結構包圍起來,使得太陽的大部分輻射能量被截獲,隻有這樣才可以長期支持這個文明,使其發展到足夠的高度。
舒雲鵬悄然起身走出門外,他來到小會議室,獨自一個開始低頭沉思。今天從瓊斯人那裏獲取的信息量太大了,他需要清理一下。
在iter網站上,迎麵而來的是“無限能量”的宣言,這也是各地聚變愛好者的戰鬥口號。顯然項目工作人員沒有意識到這個口號的諷刺意味(實際上是投入無限),而且公眾也沒有意識到這一點。但是在過去五年中,在iter現場施工之後的任何人都可以隨時在項目網站上查看詳細的照片和描述,而投入的資源之巨大會讓人感到震驚。
這個網站隱隱揭示了這種巨大的能源投資,它將每一個iter子係統都描述為同類中最驚人的一個。例如,低溫恆溫器或液氦冰箱是世界上最大的不鏽鋼真空容器,而托卡馬克本身重達三個艾菲爾鐵塔。 iter中心設施的總重量約為40萬噸,其中托卡馬克綜合體基礎和建築物最重的部件為34萬噸,托卡馬克本身為23,000噸。
但是支持者應該感到痛苦而不是欣喜若狂,因為最大和最強意味著大量的資本支出和巨大的能源投資,這是必須體現在能源會計賬目中的負值。而這種能源主要由化石燃料提供,給所有配套設施以及反應堆本身的場地準備和建設留下了巨大的“碳足跡”。
“不!上次我就沒陪你聽完,這一次我一定要陪著你!”張靜怡說:“克萊爾,秦懷玉、易如都不在了。連易千雅和黃教授都死了,我不能讓你一個人扛了!”
氘在普通水中很豐富,但沒有自然供應的氚(一種半衰期隻有12.3年的放射性核素)。國際熱核實驗堆網站指出,氚燃料將“從全球氚庫存中提取”。該庫存包括從主要位於加拿大安大略省,其次是在韓國的坎杜大型核反應堆的重水中提取的氚,未來來自羅馬尼亞。目前的“全球庫存”約為25千克,每年增加約0.5公斤,muyi ni及其合著者在其2013年聚變工程與設計期刊文章“iter的氚補給評估”中指出,庫存預計在2030年之前達到頂峰。
盡管聚變研究者們愉快地談論聚變氘和氚,但他們實際上非常害怕使用氚,原因有兩個:首先,它具有放射性,所以有與其潛在的釋放有關的安全問題。其次,隨著d-t熔合中子轟擊反應堆容器,放射性物質不可避免地產生,需要增強屏蔽,這極大地妨礙了進入維護和引入放射性廢物處置問題。
“好好!”舒雲鵬說:“現在躺下好好休息。”
近距離伽馬暴可能滅絕任何比微生物更加複雜的生命形式。由此,兩位天文學家聲稱,隻有在大爆炸發生50億年之後,隻有在10%的星係當中,才有可能出現類似地球上這樣的複雜生命。
宇宙或許比先前人們想象的要更加孤單。兩位天體物理學家聲稱,在可觀測宇宙預計約1000億個星係當中,僅有十分之一能夠供養類似地球上這樣的複雜生命。而在其他任何地方,被稱為伽馬暴的恆星爆炸會經常性地清除任何比微生物更加複雜的生命形式。兩位科學家說,這些的爆炸還使得宇宙在大爆炸後數十億年的時間裏,無法演化出任何複雜的生命。
科學家一直在思考這樣一個問題,伽馬暴有沒有可能近距離擊中地球。這種現象是1967年被設計用來監測核武器試驗的人造衛星發現的,目前大約每天能夠檢測到一例。伽馬暴可以分為兩類。短伽馬暴持續時間不超過一兩秒鍾;它們很可能是兩顆中子星或者黑洞合二為一的時候發生的。長伽馬暴可以持續數十秒鍾,是大質量恆星耗盡燃料後坍縮爆炸時發生的。長伽馬暴比短伽馬暴更罕見,但釋放的能量要高大約100倍。長伽馬暴在短時間內發出的伽馬射線,可以比全宇宙都要明亮。
持續數秒的高能輻射本身,並不會消滅附近一顆行星上的生命。相反,如果伽馬暴距離足夠近,它產生的伽馬射線就有可能觸發一連串化學反應,摧毀這顆行星大氣中的臭氧層。沒有了這把保護傘,這顆行星的“太陽”發出的致命紫外線就將直射行星地表,長達數月甚至數年——足以導致一場大滅絕。
這樣的事件發生的可能性有多高?在即將發表在《物理評論快報》(physical review letters)上的一篇論文中,以色列希伯萊大學的理論天體物理學家斯維·皮蘭(tsvi piran)和西班牙巴塞羅納大學的理論天體物理學家保羅·希梅內斯(raul jimenez)探討了這一災難性的場景。
天體物理學家一度認為,伽馬暴在星係中氣體正迅速坍縮形成恆星的區域裏最為常見。但最近的數據顯示,實際情況要複雜許多:長伽馬暴主要發生在“金屬豐度”較低的恆星形成區域——所謂“金屬豐度”,是指比氫和氦更重的所有元素(天文學家所說的“金屬”)在物質原子中所占的比例。
利用我們銀河係中的平均金屬豐度和恆星的大致分布,皮蘭和希梅內斯估算了銀河係內兩類伽馬暴的發生幾率。他們發現,能量更高的長伽馬暴可以說是真正的殺手,地球在過去10億年間暴露在一場致命伽馬暴中的幾率約為50%。皮蘭指出,一些天體物理學家已經提出,可能正是伽馬暴導致了奧陶紀大滅絕——這場發生地4.5億年前的全球災變,消滅了地球上80%的生物物種。
接下來,這兩位科學家估算了銀河係不同區域內一顆行星被伽馬暴“炙烤”的情形。他們發現,由於銀河係中心恆星密度極高,距離銀心6500光年以內的行星在過去10億年間遭受致命伽馬暴襲擊的幾率高達95%以上。他們總結說,複雜生命通常隻可能生存於大型星係的外圍。(我們自己的太陽係距離銀心大約2.7萬光年。)
其他星係的情況更不樂觀。與銀河係相比,大多數星係都更小,金屬豐度也更低。因此,兩位科學家指出,90%的星係裏長伽馬暴都太多,導致生命無法持續。不僅如此,在大爆炸後大約50億年之內,所有星係都是如此,因此長伽馬暴會導致宇宙中不可能存在任何生命。
90%的星係都是不毛之地嗎?美國沃西本恩大學的物理學家布萊恩·托馬斯(brian thomas)評論道,這話說得可能有點太過。他指出,皮蘭和希梅內斯所說的伽馬射線照射確實會造成不小的破壞,但不太可能消滅所有的微生物。“細菌和低等生命當然有可能從這樣的事件中存活下來,”皮蘭承認,“但對於更複雜的生命來說,伽馬射線照射確實就像按下了重啟按鈕。你必須一切重頭開始。”
皮蘭說,他們的分析對於在其他行星上搜尋生命可能具有現實意義。幾十年來,seti研究所的科學家一直在用射電望遠鏡,搜尋遙遠恆星周圍的行星上可能存在的智慧生命發出的信號。不過,seti的科學家主要搜尋的都是銀河係中心的方向,因為那裏的恆星更加密集。而那裏正是伽馬射線導致智慧生命無法生存的區域。皮蘭說,“或許我們應該朝完全相反的方向去尋找。”
“你也睡會兒吧,”張靜怡目光幽幽:“陪我……”
這一理論最初源於電磁的研究,麥克斯韋研究證明它們是電磁現象的同一種基本相互作用的兩個方麵,可以用同一組方程式加以描述。到20世紀中葉前,這一描述又改進到包括了量子力學效應,並以量子電動力學(qed)形式出現。
需要指出,統一理論尚未得到最後驗證,而且霍金在《時間簡史》中也指出,也許會發現大統一理論。但這個大統一理論並不是愛因斯坦最初想的大統一理論,因為不可能通過一個簡單美妙的公式來描述和預測宇宙中的每一件事情,畢竟宇宙是確定性和不確定性相互統一。
“不行,你得顧到孩子……”舒雲鵬怕到時候克製不住,拒絕了。但他坐到床沿上,撫摸著她光滑的身體,輕輕拍著她的屁股哄她睡。這樣過了很久,張靜怡總算睡著了。
弗裏曼·戴森早在1960年就提出一種理論,即所謂"戴森球"。他認為,地球這樣的行星,本身蘊藏的能源是非常有限的,遠遠不足以支撐其上的文明發展到高級階段;而一個恆星-行星係統中,絕大部分能源--來自恆星的輻射--都被浪費掉了,目前我們太陽係各行星隻接收了太陽輻射能量的大約 1/10。戴森認為,一個高度發達的文明,必然有能力將太陽用一個巨大的球狀結構包圍起來,使得太陽的大部分輻射能量被截獲,隻有這樣才可以長期支持這個文明,使其發展到足夠的高度。
舒雲鵬悄然起身走出門外,他來到小會議室,獨自一個開始低頭沉思。今天從瓊斯人那裏獲取的信息量太大了,他需要清理一下。