《终极灾难》：一颗炸弹能点燃气氛吗？

直到我们测试核武器之前不久，答案都是“我们不知道”。

三位一体炸弹试验，1945 年。

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“当我带着这些计算来找你时，我们认为我们可能会引发连锁反应，从而摧毁整个世界，”J.罗伯特·奥本海默在《奥本海默》的结尾和《奥本海默》的开头对阿尔伯特·爱因斯坦说道。许多奥本海默混音。 “那又怎样？ ”爱因斯坦问道，奥本海默回答说：“我相信我们做到了。”

当然，奥本海默是在比喻，指的是一个世界开始用可以多次毁灭世界的武器武装自己。但正如电影中提到的那样，在第一枚核弹发射之前，物理学家担心爆炸可能会点燃大气层，并真正摧毁世界。 

理论物理学家爱德华·泰勒在加利福尼亚州的一次招募会议上提出的主要担忧是，反应可能会持续下去，就像在太阳下一样。

一篇关于该主题的新论文概述说：“泰勒担心裂变炸弹的爆炸过程可能会导致大气局部快速加热，由于可能缺乏冷却能力，温度可能会升至这样的程度大气中的14N氮核可能会相互融合或与其他轻大气同位素成分融合，例如1H氢、12 C 碳，或 16O 氧。”

曼哈顿计划有当时最顶尖的物理学家来解决这个问题。 1942年，奥本海默乘火车去见诺贝尔奖获得者、辐射物理学专家阿瑟·康普顿，试图寻求一些答案。或者至少，在没有实验数据的情况下可以获得最好的答案（炸毁一颗大炸弹，看看地球是否着火）。

多年后，康普顿回忆起这次会议，并谈到了奥本海默的恐惧。

1959 年，阿瑟·康普顿 (Arthur Compton) 向《美国周刊》解释说：“氢原子核不稳定，它们可以结合成氦原子核并释放大量能量，就像它们在太阳上所做的那样。要引发这样的反应，需要非常高的能量。”温度，但原子弹的极高温度难道不正是爆炸氢气所需要的吗？”

同样的事情也有可能发生在海洋中。 

“如果是氢，那么海水中的氢呢？原子弹的爆炸会不会引发海洋本身的爆炸？这并不是奥本海默所担心的全部。空气中的氮也不稳定，尽管程度较小难道它也不是由大气中的原子爆炸引起的吗？”

当然，虽然结束了战争，但考虑到男人、女人和鱼都会在由此产生的反应中被杀死，所以这样做有点太永久了。

“这将是最终的灾难，”康普顿继续说道。 “最好接受纳粹的奴役，而不是冒险为人类画上最后的帷幕。”

然而，康普顿告诉奥本海默，这种情况在大气条件下不会发生。泰勒后来写了一份直到 1979 年才保密的报告，辐射冷却速度总是太快，无法持续这种反应。

他在报告中写道：“辐射造成的能量损失总是过度补偿反应带来的收益。”他补充道，“除非使用裂变炸弹或热核炸弹，否则不可能达到这样的温度，这远远超过了目前正在考虑的炸弹。”

我们现在通过实验数据，包括锻造“违禁”准晶体的测试，知道海洋和大气中的持续反应不是由核爆炸引发的。然而，正如迈克尔·维舍尔（Michael Wiescher）和卡尔海因茨·兰甘克（Karlheinz Langanke）撰写的新论文所指出的那样，最初的团队错过了一个关键的反应。尽管考虑到大气中氮含量丰富，他们最担心的是14N，但他们没有考虑14N(n,p)14C 反应，产生大量 14C。

研究小组总结道：“我们大气中的放射性碳峰值迅速下降，因为这种持久的碳同位素通过碳循环被植物吸收。因此，它成为所有生物材料的一部分长达数千年。” “这种放射性碳仍然存在于我们的体内，永久提醒我们人类的傲慢导致了奥本海默想要警告的核武器的发展。”

该论文发表在《自然科学》杂志上。