通識導賞：隕石撞地球純屬虛構？ 科學拆解Don't Look Up瘋狂劇情
【明報專訊】如果一顆足以造成人類滅絕的彗星在6個月後就會撞向地球，你會怎麼打算？發現這顆彗星的博士生决定上報教授，教授計兩計得知它將撞向地球，兩人被安排見美國總統，總統因為有利選情由懶理到重鎚出擊，誰知要把核武射上太空之際，科企老闆介入叫停，說撞得唔好嘥，不如先在上面採採礦，科學家只好看着死期一天天接近……電影Don't Look Up由一眾荷里活巨星擔演，以荒謬喜劇諷刺永不正視真正問題的人類，已無藥可救，有人看得拍案叫絕，有人覺得劇情誇張空洞，而中大物理系高級講師湯博士（湯兆昇）就戳破，情節雖亂來，仍有幾分真。
隕石「自古以來」有記載
6600萬年前恐龍滅絕，科學家相信是由直徑十公里大的小行星撞擊地球造成，撞擊引發大火、海嘯，大量灰塵釋放到大氣層，不見天日，令地面氣溫下降，最終令地球75%生物滅亡。2013年俄羅斯西南部城市車里雅賓斯克（Chelyabinsk）曾發生隕石撞地球傷人事件，一顆直徑20米的隕石在空中爆炸，衝擊波震碎3,600座樓的窗戶，約1,200人受傷。莫名其妙從外太空飛來橫禍，湯博士說古代早有記載，「《春秋公羊傳》記載『恆星不見，夜中星霣如雨』，那便是流星雨；宋代《夢溪筆談》亦有紀錄，一粒隕石掉下來燒了一家人的籬笆」，「在西方，古希臘、中世紀的概念是大氣層以下的世界就是人間，以上的世界就是天堂，而天堂是不變和完美的，不會有古靈精怪的東西走出來，所以他們覺得流星是大氣現象，是大氣層摩擦力產生火球，這也想對了一半，但未想到是從外太空飛入來。」
他解釋隕石撞地球很常見，愈細粒的隕石，落下地球愈頻繁。「我們平時都會見到流星，就算沒流星雨，在漆黑環境躺地上，每小時都可能見到兩三粒，全球計一年大概掉下了幾萬噸。」不過太小的隕石在大氣層已燃燒殆盡，不會傷人。
隨手計出軌迹邊有咁易
從天而降有機會造成災難的，可以是小行星或彗星。「繞太陽旋轉的石質或金屬小天體稱為小行星，當小行星跟太陽最近那點的距離，是地球與太陽的距離1.3倍以內，就會定義它是Near-Earth object（NEO）」，直徑大過1公里的小行星撞擊地球，可引發全球性災難，「而大過1公里的NEO透過不同天文台或衛星，已差不多都找到（觀測到）了。可造成大規模危險的小行星通常大過140米，而達140米以上、1公里以下的，現已發現接近一萬個，但仍然很多都未找到，發現的數字正快速增加。」火星及木星軌道之間有個小行星帶，「小行星之間互相有引力，大行星有時會以引力扯住它們，令它們甩出軌道外，長時間會走出原本的軌道，進入地球的軌道以內，但這不是突然發生，而是需要一段時間。」
憑幾天觀測 難估彗星軌迹
可是電影中即將撞上地球的是一顆5至10公里大的彗星，要預測彗星的軌道，可就不容易了，「彗星可能從太陽系外圍很遠的地方飛入來，我們以前可能從未見過它。」彗星如何產生？「太陽系形成時，太陽發熱，來自太陽的輻射和粒子將氣體及較微小的石、冰塊推開到太陽系外圍，它們可說是太陽系形成之後的殘餘物資」，彗星多雪和乾冰，其軌道大多數是長長的橢圓形，可能幾萬年才繞進太陽系一次，亦因此很難預測它的去向，「也有短周期的彗星如哈雷彗星，每幾十年就會回來一次。」隕石有幾危險，視乎其大小、速度造成的能量，以及撞上地球的機率（見右表），「一般來說，近地小行星撞來的速度是每秒鐘十幾公里，相當於一秒由西環到柴灣；而彗星從太陽系外圍飛入來，可達每秒60、70公里。但彗星數目少，撞擊機會遠少於小行星。
若只知彗星幾天軌迹，佔其長橢圓軌道僅很小部分，難憑此準確預測其去向，「別以為兩粒天體相撞好容易，就算計到好準確其軌道會與地球相交，只要該天體跟地球經過軌道交點的時間差了幾分鐘，就會互相錯過，那麼準確的計算，不可能靠一兩星期的數據做到。」
射核彈推開隕石 真係得？
隕石半年內就會襲地球的話，如電影裏動用核武射上太空又是否有效？這確是科學家想過的法子，不過並非把隕石射爆，假如十公里大的天體爆至四分五裂，變成幾塊一公里大的巨石掉落，地球生物存亡同樣凶多吉少。湯博士說：「現時科學家覺得比較可行的兩個方法，一個叫kinetic impactor（動能撞擊器），撞隻太空船撞落去把小行星推開。」NASA正進行一個名為DART（Double Asteroid Redirection Test）的實驗，太空船剛在兩個月前升空，「實驗以兩粒互相繞對方旋轉的雙子小行星為對象，有一粒約780米大，另一粒160米大，太空船會撞落小的那粒，看看能否影響小行星偏離原有軌道。這個實驗變數很大，例如小行星物質有幾鬆散？有些小行星的物質好似亂石堆，可能不是很受力。」而計劃開宗明義是為防止隕石撞地球造成災難而開發的技術，「有機會造成災難的天體（potentially hazardous object，PHO）的定義是粗略計到它會在地球範圍750萬公里經過，750萬公里相當於地球與太陽距離的5%，其實是很大的距離，地球直徑只有1.3萬公里，已隔了幾百個地球。」不過以危機分析而言，即使距離遠，碰撞機會不是很高，但若撞擊能毀滅地球，亦需留意。
太空船撞歪小行星軌道實驗
NASA強調目標小行星現時對地球並沒有威脅，只是作為「完美試驗場」，實驗也不會影響地球，另外DART計劃資料亦提及據現時所知，未有大於140米的小行星有顯著機會撞向地球，不過估計截至2021年10月，這類小行星只有4成被發現。而太空船預計將於今年9月尾可對目標進行實驗。
湯博士說，想要用太空船撞幾百米大的小行星推開它尚有可能，「但如果它有一兩公里大，已是好難搞。」另一可行方法，就是如戲中以核彈射向該天體，看能否影響它的軌道，但命中率是否很低？「是很難的，如果打算精準地把天體推開少少，有人計過爆炸的位置要掌握得很準，把隕石燒得很高溫，爆出碎片，以此噴發來把它推開。但要控制太空船載住核彈在精準的範圍爆炸，加上目標天體亦是移動中，可能要掌握在幾分之一秒間爆炸，才可產生最大推力，所以風險很大。」一般太空計劃籌謀時間以年計，如像電影中僅數月時間準備，也是一場賭博。
採礦野心非純屬虛構
戲中到美國總統終於決定動用核武的危急關頭，科企BASH老闆竟又摻一腳攔下行動，說發現天體上有各種稀有金屬，於是貪心地先派新研發的機械人上去開採，這片野心倒不是來自編劇空想，「我們向來都知道小行星上有很多稀有元素。6600萬年前小行星撞落地球其中一個證據便是，在恐龍仍存在的白堊紀及恐龍消失的近古代，交界有一層沉積層，當中的銥元素在地面好少有，在這些沉積層發現的銥卻比正常高很多倍，可知不是地球本來就有，而是小行星撞擊帶來。」為何小行星多稀有金屬？「地球初形成時都有這些金屬，但因重金屬的密度大，就如水溝油，水比油的密度高便沉底，於是在地球還是高溫熔解的時候，較重的金屬就沉到地球中心，而輕的就在地表。不過因為小行星細粒，形成過程中沒此引力分離機制，令不同地方有不同物質分佈，所以表面都有重元素。」這幾十年來到小行星採礦也成為一些人的夢想，「但我們現時科技還在研究撞偏一點小行星的軌道，更沒可能上去鉗住碎片和帶返地球。」
幻想曲的諷刺意味
「電影去到尾已是幻想曲。」問湯博士會否有「職業病」，一邊看一邊覺得太誇張，他說看到男主角一下子就計出彗星軌迹時，的確不免這樣想，不過他與記者也會你一言我一語重溫抵死劇情。「我想故事的諷刺在於，科學家踏踏實實由基礎科學開始觀測、計算軌道，但做數據的人（戲中科企老闆）卻說到一個人幾時死都計得出，我想它是指西方社會有一班人，信電腦、AI的程度是不問理由，總之有大數據就什麼都預測到，自信爆晒棚，不理現實是否可行，不信傳統的科學，諷刺這種極端的電腦科技發展。」
會否突然飛來一粒彗星終結人間亂象，終究難以確定。記者心存僥倖，問問湯博士，既然太陽系誕生之初的「垃圾」形成彗星，恐龍滅絕已是6600萬年前了，經過那麼久，太陽系亂飛的垃圾應該少很多了吧，我們已經安全很多？湯博士耐心答：「哦，我說的太陽系開初是說幾十億年前，6600萬年之前跟現在差不多，撞擊頻率或許沒差很遠。」記者不禁失笑，笑自己太易忘記人類渺小。
文˙ 曾曉玲
{ 圖 } 作者提供、網上圖片、NASA
{ 美術 } 張欲琪
{ 編輯 } 歐陽德智