2年前，一部名为《2012》的电影，让2012世界末日人所众知。在这部电影中，世界是这样毁灭的：太阳峰年到来时，来自太阳内部的中微子穿过并逐渐加热地球核心，使地球板块加速漂移，黄石超级火山发生爆发，整座城市沉入大海，数十亿人无家可归……
这一刻，沧海桑田啊……
且慢，等一下！科幻影片之所以具有如此大的魅力，或许是因为其中的设想在某些情况下有成为现实的可能性。我们不禁要问：2012年到来时，影片中那样的惨景真会发生吗？
太阳峰年不可怕
第一个疑问：太阳峰年是什么？它会给地球和人类带来怎样的影响？要解答这个疑惑，首先要知道太阳活动是什么。
太阳是一个炽热的巨型气体球，从里到外依次可以分成好几层。最内层是发生核聚变反应的核心区，往外是不透明的辐射层和对流层，再往外是光球层，这也是我们平常看到的太阳表面，最外层则是太阳的大气层，包括色球层和日冕层。太阳活动就是指太阳表面的光球层、色球层和日冕层中时常发生的一系列活跃现象的总称，包括太阳黑子、光斑、日珥、耀斑等。其中，太阳黑子是最常见也是最典型的太阳活动形式。
1843年，德国一位业余的天文学家施瓦布通过多年的持续观测，发现了太阳黑子的11年活动周期。也就是说，太阳黑子大概以11年为一个周期呈现出数目和位置的变化。当太阳黑子增多变大时，其它太阳活动也随之变得猛烈。因此，就把11年周期里太阳活动达到顶峰的这一年称为太阳峰年。下一个即将来临的太阳峰年，不是2012年，而是2013年。
【太阳表面黑子的数目会以11年为周期发生变化，其他太阳活动也会相应变化。下一个太阳峰年将是2013年。图片来源：learningfromdogs.com。】
那么太阳峰年会对地球和人类产生影响吗？答案是肯定的，但远远不到对人类生存产生威胁的程度。
太阳每时每刻都在向周围的宇宙空间喷射出由大量高能粒子组成的等离子体物质流，这种带电粒子流称之为“太阳风”，速度一般在200到800千米每秒。而太阳活动剧烈时，除了出现在太阳表面的黑子会增多以外，太阳还会频繁发生耀斑爆发，并可能伴有日冕物质抛射。大量日冕物质，包括带电粒子，会集中朝某一个方向抛出，有可能正中地球。
这样的高能粒子如果直接到达地面，会对地球上动植物和人类的生命产生直接的伤害。但是地球为我们提供了绝好的保护屏障——除了大家熟知的地球磁场以外，更重要的是地球的大气。在一般年份，绝大部分的太阳高能粒子到达地球附近时都会被地球本身的磁场屏蔽和转向，只有少数粒子能从地球磁场“防护罩”的薄弱点——两极附近进入高层大气上空。此时，地球大气就会起到防护作用，拦截这些粒子。空气中被击中的分子发射出绚丽的光芒，在天空中舞动——这就是我们看到的极光。
【绚丽的极光正是地球磁场和地球大气这两道屏障保护我们不受太阳风暴影响的明证。图片来源：spaceweather.com。】
当太阳峰年到来时，太阳活动的激烈程度也随之达到顶点，可能会有比往常年份更多的高能粒子突破地球的磁场屏障，但它们根本无法通过地球大气设下的第二道防线，到达地面的辐射剂量仍然远在人体可承受的剂量之下，不会对地球生命产生任何影响。当然，强烈的太阳风暴可能击穿卫星上仪器的芯片，导致卫星的异常甚至损毁，并可能破坏地球的电离层，使短波通讯受到影响，甚至发生通讯中断。在近地轨道运行的宇宙飞船和空间站也将面临比往常更为严峻的考验，需要加装额外的防护措施，以保护宇航员和仪器的安全。
中微子的“前世今生”
第二个疑问：片中提到的中微子是从哪里来的？它真有影片中那种加热地核的威力吗？要解答这个问题，我们不妨看一看中微子有什么性质。
中微子是粒子世界里出了名的“隐士”。它无影无踪，又来去匆匆。它几乎以光速运动，从它初生的地方沿着直线飞射出去。它的穿透性极强，拦在它路上的所有物质几乎都被无视。对它来说，太阳、地球乃至人体几乎就和不存在一样。每秒钟都会有一千万亿个来自太阳的中微子穿过你的身体，其中上百亿穿过你的眼睛！甚至在夜晚，太阳位于地球另一边时也一样！
那么这不是太可怕了吗？这么强烈的辐射我们防护得了吗？好吧，如果你想防护中微子的话，你需要一堵厚厚的墙，这堵墙的厚度若是以千米为单位，它的数量级将是10的15次方（1后面加上15个零），相当于10光年，也就是海王星到太阳距离的22万倍！不过，这恰好说明中微子与其他物质之间的相互作用有多微弱。当它穿过我们的身体时，我们身体中连一个原子都不会有损伤。
【大多数中微子探测器都位于几千米的地下，靠岩层屏蔽其他粒子，并用大量物质作为标靶，来守候中微子的撞击。尽管如此，能够探测到的中微子仍然数量有限。图为日本超级神冈中微子探测器。】
如果从物理学角度来解释，中微子与其他物质之间的相互作用之所以如此微弱，是因为自然界的4种基本作用力中，中微子只参与引力和弱核力的作用。众所周知，引力是4种基本力中作用强度最弱的，而弱核力发挥作用的范围又只局限在原子核内。正是这些原因，让中微子能够轻易穿透整个地球，如入无人之境——换句话说，几乎所有中微子都不会与地球发生相互作用，不可能把能量传递给地球，加热地核之说就更是无稽之谈了。
2012，洗洗睡吧
电影《2012》中的一些真正的科学元素（如太阳峰年、中微子、地层深处的中微子探测器等）确实能使观众产生“这货挺靠谱”的感觉，不过另外一些构思就只能算是“艺术加工”了。首先，太阳峰年对地球和人类的影响微乎其微；其次，中微子对其他物质的作用极其微弱，不可能加热地核使板块漂移。
此外，来自太阳的中微子是由太阳核心的热核反应产生的，两个氢原子核凑在一起发生聚变时，就会放出一个中微子和一个正电子（带正电荷的电子）。太阳核心的热核反应，与太阳表层的活动周期并无关联，就好像地球表面的风云雷电与地球内部的构造运动无关一样，太阳峰年不会造成太阳中微子数目的增加，两者之间连基本的因果关系都不曾有。
至于说中微子的性质或者物理规律突然发生变化，与其他物质开始频繁互动，导致地球核心被迅速加热，那就更是天方夜谭了。
所以，如果电影《2012》曾让你对2012年有些心惊胆战的话，现在总可以去洗洗睡了吧？
参考文献：
1、 《千亿个太阳》，鲁道夫•基彭哈恩著，湖南科学技术出版社
2、 维基百科：太阳周期、中微子等相关条目
3、 http://www.universetoday.com/14645/2012-no-killer-solar-flare/
京公网安备11010502007133号
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