核武器能使小行星偏转吗？“X 射线剪刀”为科学家提供线索。

关于如何最好地处理罕见（但可能）的小行星与地球的灾难性碰撞，有许多理论。然而，有效地用实际的太空岩石测试这些可能的解决方案是复杂、昂贵的，而且需要数年时间才能实现。现在，研究人员认为他们创造了一种更简单的方法（相对而言）来评估最引人注目的提议之一：部署核弹。为了完成他们最近的实验，桑迪亚国家实验室的一个团队设计了一种他们称之为“X 射线剪刀”的新工具。

2022 年，NASA 的双重动作重定向测试 (DART) 任务成功改变了一颗小行星的轨迹，一艘航天器以每小时 13,000 英里的速度撞上这颗约 560 英尺宽的岩石。虽然这是研究偏转灾难性地球小行星的应急计划的重要时刻，但整个项目并不便宜。总而言之，完成这项任务的成本约为 3.245 亿美元。这意味着计划多次重复执行并不是进一步研究小行星偏转的可行策略。但如果你可以在实验室中模拟小行星、其周围环境和核爆炸力，那么这将使许多模型实验成为可能。

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为了模拟核爆炸，桑迪亚国家实验室物理学家内森·摩尔领导的团队使用了该机构的房间大小的“Z 机器”，这是世界上最强大的脉冲功率设备。正如《国家地理》杂志所解释的那样，一旦启动 Z 机器，氩气就会受到巨大的电流冲击，使其爆发成类似于太阳表面的超热等离子体。这种等离子体还会产生兆焦耳大小的 X 射线辐射，类似于太空中的核爆炸。累积效应非常强大，以至于 Z 机器可以熔化钻石。

摩尔的团队推测，在靶室内放置一颗微型小行星模拟物可以模拟更大的太空岩石场景，其中涉及真实的核弹。但地球上只有一个问题一直存在——重力。

“外太空的小行星没有附着在任何东西上。但在实验室中，一切都被地球引力拉下，所以一切都被它与其他东西的引力连接固定住，”摩尔在 9 月 23 日的公告中解释道。此外，引力会阻止任何模型小行星像在太空中那样精确移动，而任何机械连接都会产生摩擦。

Moore 和同事将他们的解决方法称为“X 射线剪刀”。首先，研究人员使用一片比人类头发薄约八倍的箔片将 0.1 克二氧化硅悬浮在 Z 机器的靶室中。当 Z 机器发射 X 射线爆发时，这个超薄锚立即蒸发。在最短暂的瞬间，未悬浮的二氧化硅样品处于自由漂浮状态，不受任何重力影响。

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摩尔说：“对于一纳米的下落，我们可以忽略地球引力二十百万分之一秒，因为 Z 会产生一束 X 射线，扫过直径 12.5 毫米（大约相当于一根手指的宽度）的模拟小行星表面。”

在那 20 百万分之一秒的时间里，极其灵敏的设备测量了二氧化硅替代物的撞击力和速度，然后团队将这些数据输入到能够模拟指数级增大的小行星和核力的模型中。研究结果发表在 9 月 23 日的《自然物理学》杂志上，展示了建立小行星模型上核弹效应库的早期阶段。从那时起，计算建模可能很快就能帮助专家进行数十次小行星偏转试验，而无需实际的小行星、核武器或火箭。

研究人员认为向即将撞击的小行星发射核弹是避免灾难发生的可行解决方案，但还有很长的路要走——而且有理由相信这可能永远不会成为现实的解决方案。小行星不仅由二氧化硅组成，还由一系列不同的矿物质组成。有时，它们甚至不是一块岩石，而是一群通过集体引力粘在一起的许多小碎片。在将巨型炸弹扔进太空之前，需要研究和解决所有这些变量。但 Z 机器及其 X 射线剪刀可能为这样的未来迈出了第一步。

“对大多数人来说，小行星带来的危险似乎遥不可及，”摩尔说。“但我们的星球每天都会受到 BB 大小的小行星撞击。我们称它们为流星。我们不想等到大型小行星出现，然后手忙脚乱地寻找正确的方法来偏转它。”