Q. 亲爱的兰道尔,如果我们把木星缩到一幢房子那么大,然后把它放在街区里,比如说代替一幢房子,会发生什么?
——扎科瑞,9岁
A. 这是那种听起来会造成灾难的问题,但是静下来一想,实际上它没有想象中那么糟。然后再仔细一想,你会意识到它的确非常糟糕。
一颗和房子一样大小的木星不会有太强的引力,因此不会制造出黑洞或者类似的东西 。木星的密度只比水大一点儿,所以一个直径50英尺的木星仅有2 500吨重。这确实很重,但没有太重,相当于一座小办公楼或者几十头鲸鱼。如果你把一个直径50英尺的水球放在你家旁边,它会造成一片混乱,可能毁坏附近几座房子然后形成一个小池塘,但是它不会产生什么奇怪的引力效果。
因为扎科瑞的木星仅仅只有直径50英尺的水球那么大、那么重,所以它看起来似乎没有那么糟糕。
问题在于:木星非常热。
和地球一样,木星也是薄薄的低温外层包裹了一个酷热的内核。木星内部大部分是氢,被压缩加热到了几万摄氏度。而炙热、致密的东西都想要膨胀。
一个20 000 ℃的氢球将以不可思议的压力向外扩张。真实的木星之所以没有爆炸,是因为它巨大的引力抵消了压力,让它保持一体。如果你压缩木星,然后“啪”地把它扔到你家周围,在没有引力的情况下,这个高温高压的氢球就会膨胀。
木星会膨胀得非常猛烈,几乎瞬间就能将你所在街区的房子全部夷为平地,甚至整个街区都会消失。随着“火球”越来越大,它会冷却下来,然后上升到大气层中。5到10秒后,上升的气体会形成一个蘑菇云 。
如果你把这个过程录下来——但愿你是在一个安全距离拍摄的——然后倒着放,在某种程度上这就是木星形成的过程。
木星之所以这么热,是因为46亿年前引力使一团气体云塌缩到一起。你压缩气体,气体就会升温,因为分子会凑到一起然后更快地弹跳碰撞。很多气体收缩集合到一起才形成木星,因此木星的引力非常强,它非常努力地把自己聚成一体,然后变得非常热。
40多亿年后,仍有很大一部分热量(大约一半)存在,被木星强大的引力和隔热的云层所困住。迷你木星就没有这种向内的压倒性引力,它的热核使其摆脱掉隔热云层,然后向外膨胀,扩散开来,再然后迅速冷却。
这场摧毁邻里街区的爆炸意味着40亿年来被压抑的热量终于释放,木星摆脱了引力的枷锁,将再一次变成它在太阳形成之前的样子——一团稀薄、寒冷的气体云,弥散在天空中。