央视国际 2004年11月19日 10：22
主讲人简介：李 竞：中国科学院国家天文台研究员，北京大学、北京师范大学、中科院研究生院兼任教授，曾任中国天文学会理事。主要从事恒星、银河系和天文史的研究。
内容简介：一、来自太空的天火1908年6月30日清晨，俄罗斯西伯利亚通古斯地区上空一个巨大火球突然飞速自天而降，夺目的光芒能够与日争辉，呼啸之声惊闻上百公里，随后巨雷般的轰鸣声传至上千公里。接下来的几夜，在上千公里之外都能察觉到出事地区上空呈现异常辉光。此外，还发现北半球上空出现巨大的臭氧层空洞。当地居民异常恐慌。
二、六次实地探险考察1927年，苏联矿物学和陨星学专家库利克只身进入出事地区进行科学考察。看到了一幅事过19年的、惊人的劫后景观。一个跨径约50米的陨击坑，周围30公里内满目大火之后的焦土，再往外是上千平方公里的林木四向倒伏。库利克在陨击坑附近掘地数米，出乎意料地未见任何陨星残迹踪影。随后的12年间，库利克又5次亲赴通古斯腹地继续深入探访。
三、引人入胜的种种遐想由于只见陨星坑而始终未见陨星体，但却探测到陨落地区有明显的放射性物质偏高的异常。因此关于“通古斯事件”的真相，就有多种说法、猜测和推论。例如：一、外星人运载工具的失事说；二、外星人的核事故说。三、物质和反物质的一次湮灭说；四、微型黑洞与地球遭遇说，等等。
四、和地球遭遇的小天体来自何方如果，“通古斯事件”的罪魁祸首是来自柯伊伯带的彗星，还是近地小行星？假如是彗星的话，那么当彗星在趋近近日点时，它会与地球迎面碰撞吗？假如是近地小行星，那么它是如何飞到地球附近而“近地”，而后又闯入地球大气层的？
五、“通古斯事件”的天文模拟回放天文学家根据已掌握的信息，对“通古斯事件”的来龙去脉有如下的描述：一个来自小行星带、轨道已演变的近地小行星，或是一个来自柯伊伯带的彗星或彗星残片，即一个直径约60米的石铁质小天体，以每秒25公里的速度，以30°~ 35°的入射角进入地球大气层。因摩擦效应产生高温，于地面上空8.5公里处爆炸、裂碎并汽化，形成相当1000万吨TNT，约合 1000个广岛原子弹威力的能量，造成的高温冲击波气柱直冲陨击地。
（全文）
一、来自太空的天火通古斯是什么？通古斯是一个地名，这个地方是在西伯利亚，它的经度是东经101度。大概在什么地方呢？大概在西宁的西边，在青海湖的这条线上，经度是这条线上，南北这条线上。那么纬度是多少呢？是北纬60度55分。这个地区几乎没有什么人，有少数的周围的这个区域，有的也是传统的游牧民族，是打猎的，人的样子就接近于爱斯基摩人的样子。
我们说的“通古斯事件”就发生在1908年6月30号上午7点17分，在通古斯地区的上空，就一个大火球自天而降，这件事情就叫做“通古斯事件”。就是在96年前，一天早晨，一团大火降临在通古斯地区的上空。当时的景观是什么呢？当时的景观，就是说，大火球可以与日争辉。然后，与日争辉的火球下降的时候出现了呼啸声，这个呼啸声可以传到上百公里之外，在百公里之外都听见呼啸声，在上千公里之外，后来都听见，像打雷的轰鸣声。而在当地的气象站的记录上，记录到阵风冲击波，阵风形式的冲击波，而在全球的地震网站，都记录到了当时有一个小小的地震波，全球都感受到了那儿发生一次，被认为是发生了一次地震，因为地震波记录的都有所记录。而全球的地磁台都记录到了地磁的扰动，叫做磁暴。而在几千公里之外的随后的几天的夜晚，都看到那个地区的上空，出现了像北极光那样的辉光。而在随后又知道，就在整个北半球的上空，臭氧层出现了大空洞。这就是通古斯事件的整个景观。
二、六次实地探险考察我们知道，1908年的时候，在俄罗斯是一个动乱的国度，在这里沙皇行将覆灭，而俄罗斯广大地区都异常地贫穷，异常地落后。而出现了“通古斯事件”之后，组织不起来科学考察团，顾不上，到了1917年之后，苏联成立了，那时候正忙于恢复，境内、境外的事太多了，也顾不上科学考察。所以，一直过了19年之后，才有这位仁人志士，伟大的科学家库利克，他诞生于俄罗斯沙皇时代，去世的时候，是在1942年反法西斯战争。他是一个执著的矿物学家，也特别精通，来做陨石的分析。他经过个人的努力筹措，也没有搞到什么经费，他也倾家荡产，组织了一个小分队。说是小分队，实际上就是他一个人，雇一些牲口，毛驴牲口，然后给驮着一些仪器，他就深入腹地，实际上就是他一个人，非常艰苦。通古斯这个地方，是一个几乎是无人烟的，而且当地的居民也是少数民族，而少数民族对于1908年的通古斯上空光临了一次大火球这件事情，都三缄其口，不说，不想说，或者怕说，普遍地认为，那是老天爷，是上苍的一种惩罚，降了天火。因此，当地的居民就怀着一种恐惧的心理，就认为，我们一定是惹怒了上苍了，我们一定是办了什么对不起老天爷的事情了，所以才给我们降临灾难。因此，地方的传说之多，几乎淹没了一切科学语言，都变成了一个神话般的传说。
库利克深入腹地之后，他一到那儿，景观一看，确实是不出他所料，看到的是一个他所预期的，是由天上掉下一小天体的后果，就看到了一个50米直径的大坑，而在周边的30公里，是一片焦土。而一千平方公里以内，所有的森林都四向倒伏。而更令库利克吃惊的，他就雇当地的老百姓，这也很难，老百姓不愿参与其事，所以他不得不到非这个地区的居民，去雇一些劳力，帮助他来进行科考。然后，不是掘地三尺，掘地几米，出乎他意料，他没有找到任何一块固体的大石头，或者铁石头，或者铁块，都没有，只有一些粉尘。至少，他掘地有三米四米五米，这件事情就引起了更多的传说了，就是天上来的，不是石头，一定是天火，给你烧出一个大坑来。要是石头的话，石头哪儿去了？而当年拍照的一千公里之内的树木的倒伏景观一直保留到今天，就是这样子，所有的树都是四向倒伏，而所有的树木都过了火，全是一片枯干干的树干，树枝树叶都在天火中焚烧尽净。
而库利克在1927年之后，过了19年之后，他又6次，又加上5次，总共6次考察，一直到卫国战争开始。他做了当地居民的采访，做了大量的采访记录，跟科学考察记录，他把这些归拢之后，大概这样的一幅景观，在着陆点，天火着陆点30公里之外的牧民，有的牧民被气浪给掀翻了，就是30公里之外有人被掀翻；而70公里之外，有牧民晒的皮袄被烧焦了；而在250公里之外的，有的牧民由于他不知道他的背后那个地方有天火下降，他背对着它了，然后气浪冲他就冲到了牛栏杆，把肋骨折断，后边的推力将他折断了肋骨。而据不同人的估计，在当地的驯鹿，因为那个地方就跟咱们鄂伦春族那样的，养驯鹿，大概在一千头到两千头，在这个事件中死伤。有的是被烧死了，有的被冲的，给冲到树上撞死了。而过火的树木，估计是上千万株。而在它之南一千公里，将近一千公里伊尔库茨克，在那天早晨正好有一列火车到站，还没有启动的时候，这列火车上在北边一千公里之外的那个天火一降临之后，这个火车站，火车上行李架上的行李纷纷落下来，这是一千公里之外。所以，这就是库利克在6次考察，把它概括起来，这个威力就是这样子。
三、引人入胜的种种遐想正是由于这样的一些科学考察，而库利克除了发表正式文章之外，他的一些答记者问之类的也都被各媒体来渲染。非常遗憾，在卫国战争期间内，库利克被德国法西斯俘虏了，拷打，最后库利克无法进行第七次考察，死在法西斯的集中营。这位大科学家，献身于通古斯事件的科学家，最后是死在法西斯的集中营，而他的一些笔记、记录散失尽净，非常遗憾！因为他是矿物学家，他做了很多实验，特别是他发现了当地的尘埃，跟周边的尘埃成分是不一样的，有金属含量，有金属的粉尘，而粉尘中还带了某些放射性元素，像这些事情都作为科学论文发表了。但是原始资料，原始记录都在战火中消失了。而正是由于已经发表了一些文章，所以，被后来就引人入胜的种种猜测，这猜测都被记录到一直到今天的很多书刊中。由于通古斯事件只有大坑，没有遗留实体，除了粉尘之外，没有实体，因此，对于它的推测，就跟外星人挂钩了。首先这一挂钩，是把尚未证实的外星人，而挂钩成为外星人已经拜访地球，那么就出现了：一，认为通古斯事件是外星人的运载工具失事造成的。譬如说，他的一个飞碟，在着陆之前出了事故，然后陨毁，烧毁了，地面的那些金属性的粉尘，带放射性元素的，都是外星人的运载工具所残存的，烧成的灰烬。这个说法很普遍，相当普遍。
其次，就是关于外星人的核事故。我们知道，1908年还没有核物理，那时候原子物理刚有，核能，人类还不知道，不知道有核能。但是有的思想家，或者有的作家认为，外星人比我们更先进，有的外星人比我们更先进。他在那个时候，早就已经掌握了比我们更先进的科技，他们早就知道，如何利用核能。所以，他们乘坐一个核工具来拜访地球，但是这个核工具在地球附近出事了，然后正好落到了通古斯上空，就变成了“通古斯事件”，是一次地球人还未掌握的，核反应的，一次外星人的核事故。
第三种，认为这是一次宇宙中的特殊的事情，就是“物质跟反物质湮灭”。在那个时候，科学界还没有谈到什么“反物质”。“反物质”是近五十年的事，而这个是90多年前的事情了。但是后人就推测它，它可能是物质跟反物质的湮灭。什么叫反物质呢？反物质是被理论物理学家认为，宇宙中应该而且极其可能存在着的一种物质，这种物质就一切跟我们现在的宇宙中的物质都相反的，都是它的镜像。我们的电子带负电，那儿的电子带正电，一切都是跟我们相反的。宇宙中有没有反物质，理论说，应该有，为什么宇宙中只有一个我们熟悉的这样的物质？为什么不能有一个有左手的，还有右手的？这个到现在没有科学解释。
天文学家对这个问题也知之不多，因为用望远镜看见的宇宙，都是我们所熟知的这样类型的物质。也就是说如果把它叫正物质，就是我们熟悉的物质，在宇宙中没有一个反恒星，没有一个反行星，都没有。为什么没有？这个跟我们熟悉的物质的物性正相反的。那天文学家只好这么解释，很可能是这样子，在宇宙诞生之处，既有正物质，又有反物质，如果正物质跟反物质一相遇，它会把这个物质就变成了能量，而这个反应是现在人类已经知道的最充分的一种反应。氢弹的反应，还不是把那个物质都变成能量，核聚变也不是，原子弹更不是。要是把物质统统变成能量，充分变成能量，那能量就非常之大了。可是，如果宇宙中有物质跟反物质两个相遇，立刻就化作能量，这个过程称之为“湮灭”。
那么，认为“通古斯事件”很可能是在通古斯上空出现了，在宇宙中出现了一个反物质，一团反物质。也许这团反物质黄豆大，一个反物质跟正物质相遇，然后散发出能量，才有像通古斯这样一个激烈的爆发，激烈的后果。但是，究竟在宇宙中，可观测宇宙中，能不能找到反物质，还没有科学依据，还没有得到实据，所以这个说法，还只是一种假说，一种假设。
最后一个，这个跟媒体中谈得很多的霍金有关。霍金根据他的理论物理，他认为，宇宙中还有一种黑洞，这种黑洞，霍金称为“迷你黑洞”，也叫“微型黑洞”。霍金认为，迷你黑洞是宇宙中诞生时候出现的，不是经过超新星爆发，宇宙诞生时候，在宇宙中就充满了这种微型黑洞，它的大小，大概就是米粒那么大，或者小米这么大，小米或者米粒，最大不会超过黄豆，它的质量是几百个地球质量，就是木星质量，而木星质量要压缩成为黄豆这么大，那它的信息可传不出来。所以它是一个黑洞。这个黑洞，赶巧地球在1908年那时候，正好走到一个迷你黑洞的附近，地球的引力跟迷你黑洞相仿，被迷你黑洞进入地球大气，然后能量释放出来，成为“通古斯事件”。
所以看来，在一些科普书上，一些科幻书上，充分地想像了，或者是跟外星人直接关系，或者是跟尚未证实的反物质相关。还有，是根据霍金所提出来的，也没有被科学证实了的微型黑洞有关。因此，通古斯事件就成为一个，被认为是在地球上尚未解的谜语、谜团，所以就称之为“通古斯事件之谜”。
四、和地球遭遇的小天体来自何方那么“通古斯事件”如果说是谜，那么天文学家怎么解谜的？
在卫国战争之后，苏联这时候已经逐步地能够医治战火的创伤。到了1958年，苏联科学院正式地组织了一个国家级的“通古斯事件”的考察队。那次，苏联花了大力量，又重做一次周密的，又更先进的一次考察。这考察之后，发表了许多考察结果。又过了整整40年，到了1998年，这时候，“通古斯事件”是90周年，这时候苏联已经解体了，已经是俄罗斯了。这时候，俄罗斯就组织了一次国际会议，这国际会议，与会的不下二、三十人，男科学家、女科学家都有，多半是搞地质的，搞放射性物理的。这次国际会议，除了在莫斯科和列宁格勒开会之外，他们又到当地去实地考察。这次考察，也出了会议文集。
根据这两次考察，以及库利克当年的创始性的开拓性的考察，根据这些科学家的考察，天文学家对它已经有个推论。这个推论认为，这个天火是一个小天体，跟地球相遇。什么样的小天体呢？可能，或者是彗星，或者是小行星。彗星，被认为是一个叫做恩克彗星的碎片，而小行星被认为是一个近地小行星。那下边就要分别地讲讲这两种推论。
现在人类知道的小行星是超过了50万个，这小行星主要都集中在火星跟木星的轨道之间。由于小行星的质量，跟地球相比，要小得多；而地球的质量跟木星相比，又小得多，木星的质量是地球质量的318倍。那么比小行星来说，木星绝对是个庞然大物了。当着一个小天体走到了木星的轨道附近，因为它在木星跟火星轨道之间了，如果它走到了这个附近，木星的引力场就对它施加万有引力，施加引力影响。这个引力影响，就使得这个小天体改变轨道。这轨道改变很可能使这个小天体不再围着太阳转了，甩出去了，甩到木星之外了，甩走了。还有一种可能，甩进来了，甩进来的呢，它就还围着太阳，可是它已经变成了一个椭圆轨道，这个椭圆轨道如果走到了地球附近，到一定的近处，就被称之为近地小行星。这就是近地小行星的来源之一。
还有一种近地小行星的来源，就是说，在太阳系早年，那时候小行星这几十万个，上百万个小行星，大家都在那里，更多的小行星在那里，逐渐地从混沌状态变成有序化，就逐渐地都变成了沿着逆时针方向，以近似圆轨道围绕着太阳转。开始，大家各行其道，在这个过程中，小天体不免会发生碰撞。如果在早年的时候，小行星发生彼此碰撞，因为那儿的小行星太多了，上百万个甚至于还多，这一碰撞就有可能，碰撞之后的小行星碰到里边来的，变成了近地小行星。这幅图，就是说，密密麻麻的这一团是在木星跟火星轨道之间的这个小行星。
这幅图是什么呢？是讲彗星从哪儿来的？彗星应该把它看成是太阳系的固定成员，虽然它从遥远的地方来。譬如说吧，哈雷彗星，它就从遥远的地方来，每76年回归到地球附近，但是它并没有跑出太阳系，只是在海王星附近，近处跑到太阳这儿来。这些彗星，不能排除到太阳系成员之外。
但是彗星怎么来的呢？我们先看这幅图，这是一位荷兰天文学家，后来在美国工作，去世在美国，20世纪70年代去世在美国，他是美籍的荷兰天文学家。他叫柯伊伯，他就提出一个理论来，在海王星之外，有一条带，这条带里边有几千万个，甚至于上亿个冰石小天体，这些冰石小天体都是太阳系形成的时候遗存之物。这小天体，主要覆盖着冰，还有石头，里面也有铁质。这些小天体受到某些天体的影响，引力的影响，它会穿到太阳系，进入太阳系，这些小天体就是彗星。柯伊伯就在1951年提出了，存在着短周期彗星的一个起源地带。这件事情就一直过了四十多年，到了1992年，天文学家用光学望远镜，结果就在海王星之外，发现了一个小天体。这个小天体，围绕着太阳转，接近于圆轨道，围绕着太阳转。这个小天体大小呢，直径八、九百公里，就跟小行星差不多大小。1992年发现了第一个。随后又进行搜索，发现了第二个，发现了第三个，发现了第四个，这下子，天文学家突然想起来了，原来柯伊伯预言的有一条带，真的存在。从那时候起，就把海王星之外，有一条分布着、蕴藏着无数个小天体的这条带，称之为“柯伊伯带”，里边的小天体，称之为“柯伊伯带天体”。这件事情就成为1994年的国际上的十大科学进展之一。到今天由于天文学家的努力观察，从1992年到2004年的上半年，已经发现柯伊伯带的小天体700个，可能超过700个，再一次确确实实证明柯伊伯带确实存在，那个地方蕴藏着彗星的，那个地方就是短周期彗星的发祥地。
里边最大的一个直径不到1000公里，现在发现的小的，由于望远镜的局限，因为它离我们太远了，大概直径在200公里，就是大多数是200公里到400公里之间的，也有600公里的，还有一个几乎1000公里，这时候天文学家就想起来了，冥王星是2300公里，如果冥王星是今天发现的，大概天文学家就不把冥王星叫做第九大行星了，很可能就被认为它是柯伊伯带中的一个最大个的，已知的最大个的一个小天体。但是，既然冥王星已经在1930年已经被确认了，叫它第九大行星了，那现在再把它除名了，没有这个必要，只要大家心中有数，它很可能是柯伊伯带中的一个最大个的。而在柯伊伯带中的，起源于柯伊伯带中的有一个彗星，这个彗星被一个德国人叫恩克发现了。发现的时候，是18世纪80年代，这个彗星就被命名为恩克彗星；星的命名是以发现者命名的，叫恩克彗星。这个彗星在19世纪破碎了，原来是一个，破碎成为一分为几，现在还在。因为考察了通古斯这个陨石，计算了通古斯这个陨石小天体的轨道，被认为通古斯陨星，很可能是恩克彗星的一个残片。
五、“通古斯事件”的天文模拟回放那么，根据这两种可能，或者是恩克彗星的一个碎片，或者是一个小行星，天文学家就把所存在的资料收集好，然后对它进行一次“通古斯事件”的模拟。这个模拟是这样子，通古斯肇事者，这个大火球的前身是一个石、铁质的小天体，就是既含石头，又含铁，石、铁质的小天体，它的直径是60米。这个小天体，偶然间跟地球相遇，完全偶然的，跟地球相遇，受地球庞大的质量的引力的吸引，使得这个小天体以每秒25公里的时速飞向地球。这个速度，咱们现在的火箭还达不到，咱们现在探测水星也好，探测土星的卡西尼也好，发射时候的速度都小于它，要克服地球的引力大概每秒11.2公里就行了，而这个小天体是以脱离地球逃逸速度一倍的，这样的高速进入地球大气。它的入射角，跟地面的入射角，大概在30度跟35度这样的入射角进入。受地球大气的摩擦，升热，它就在距地面8.5公里的上空爆炸、裂碎、汽化，当然没有实体了。那么它前头的气柱，高温的气柱，形成了一个高温的气柱冲击波，这冲击波就造成了50米直径的这样大坑，大坑中当然没有残片。而这次的陨落，撞击地球，它动能相当于1000万吨黄色炸药，也就是说，相当于1000个广岛原子弹。所以有这样的一次大的震动，才会有地震台记录到地震波，地磁台记录到地磁扰动，上空出现辉光，而且，造成了北半球上空的臭氧层的空洞，这么来的。因此，这个谜被天文学家认为，是已经解了。
（来源：cctv-10《百家讲坛》栏目）
（编辑：兰华来源：CCTV.com）
