大爆炸以来最强大的事件，单颗光子能量高达1兆，幸好地球离得远

自宇宙诞生以来，最为震撼的自然现象之一，莫过于单颗光子能量达到惊人的1兆电子伏特级别，而我们地球之所以安然无恙，全赖于其距离我们遥远。设想一下，如果能够将1亿光年范围内所有星系的恒星能量汇聚起来，那将是一个多么壮观的景象。

这些星系中，每一个都包含了数十亿颗恒星。若能利用这股能量作为武器，其破坏力之大，简直难以用语言来描述。而事实上，这样一种强大的力量确实存在，那就是伽玛射线暴（Gamma-ray burst，简称GRB）。

伽玛射线暴的来源和形成机制一直是天文学家探索的谜题。当它们中的一个击中地球时，又会带来怎样的后果呢？首先，我们需要了解什么是伽马射线。伽马射线是电磁波谱中的一部分，它们携带着能量，与我们肉眼可见的光波相同。

人类能够感知的光，仅是电磁波谱中的一小部分。在能量较低的一端，我们有无线电波、微波和红外线；而在高能量端，紫外线、X射线和伽马射线依次排列，其中伽马射线的能量尤为巨大。一个伽马射线光子的能量，可以是一百万个可见光光子的总和。伽马射线因其强大的能量，属于电离辐射，足以破坏分子结构。幸运的是，地球的臭氧层为我们阻挡了这些射线。

然而，我们是如何探测到来自遥远太空的伽马射线暴的呢？这要追溯到20世纪60年代末，当时美国发射的卫星原本用于监测苏联的核试验，却意外地捕捉到了来自宇宙的伽玛射线。从那时起，天文学家开始利用太空和地面望远镜对这一现象进行研究。经过30年的探索，科学家们终于确认，伽马射线暴发生在银河系之外，有时源自数十亿光年之外的遥远星系。

2018年夏季至2019年1月，两个国际天文学家团队发现了两个新的伽马射线暴——GRB 190114C和GRB 180720B，它们产生的光子能量创下了记录。GRB 180720B距离我们约60亿光年，单个光子能量在0.1到0.44太电子伏特之间。而GRB 190114C距离我们约45亿光年，单颗光子的能量更是高达0.2到1太电子伏特，是可见光光子能量的近1兆倍。

伽马射线暴是如何产生的呢？根据研究，它们通常伴随着宇宙中最暴力和破坏性的事件，如黑洞的诞生。伽马射线暴分为长暴和短暴，每种都有其独特的成因。它们的亮度可以达到太阳的1000亿倍，甚至超过最亮的超新星10亿倍。长暴持续约一分钟，可能源自超新星爆炸，即一颗大质量恒星的核心坍缩成黑洞。

短暴则持续几秒，可能发生在两颗中子星碰撞形成黑洞的过程中。在这两种情况下，最终都会形成一个被弱磁化气体盘包围的黑洞，黑洞的旋转增强磁场，导致两股极热的物质射流以接近光速的速度喷射到太空中，产生伽马射线。

伽马射线暴的焦点非常集中，可以从极远的地方观察到。它们在几秒内释放的能量，与太阳在其整个100亿年生命周期中释放的能量相当。尽管卫星几乎每天都会记录到GRB，但从宇宙学的角度来看，它们实际上非常罕见。我们每天平均会受到一次伽马射线暴的袭击，但大多数情况下，由于它们距离我们太远，对我们无害。

科学家还怀疑，伽马射线暴可能是地球历史上某些大规模灭绝事件的元凶，例如4.5亿年前的奥陶纪灭绝事件，导致近85%的海洋生物灭绝。此外，伽马射线暴也可能是我们在宇宙中难以发现其他生命形式的原因之一，从而解释了费米悖论。

尽管伽马射线暴的威力巨大，但它们在银河系中的发生率相对较低，大约每五百万年才会发生一次。而且地球位于银河系中一个相对安全的区域，即使发生伽马射线暴，也必须直接对准我们才能造成伤害。如果您对这类宇宙现象感兴趣，请继续关注更多精彩的科普文章。