今天看到环球时报报道，称日本科学家近日发现一种超高能宇宙射线，理论上仅1克就足以摧毁整个地球。吓了一跳，这什么东西，这么厉害，难道是在吹牛？
仔细看了看，说是来自日本NHK电视台的报道。2008年，日本、美国、俄罗斯等8国专家组成的国际科研小组，在美国犹他州沙漠中架设了一个望远镜阵列（The Telescope Array），由507组观测装置组成，覆盖了762平方公里的面积，先后观测到30多种高能宇宙射线。2021年5月，科研小组观测到一种超高能宇宙射线，能量高达2.44亿兆电子伏特，为有史以来能量第二高的宇宙射线，仅次于1991年发现的“Oh My God粒子”（3.2亿兆电子伏特）。研究人员参考日本神话中太阳女神的名字，将这个粒子命名为“天照粒子”。
Telescope Array是如何发现这个粒子的呢？原来高能宇宙射线进入大气层后，会与空气分子发生碰撞，生成一系列的次级粒子，通过探测这些粒子到达探测器的数目和时间，就可以推断出原始粒子的能量和到达方向。天照粒子当时触发了23个地面探测器，就像上图示意的那样。遗憾的是Telescope Array还有空气荧光望远镜，可以发现粒子簇射在大气中激发的荧光，当时却没有工作，不然这次发现的粒子参数精度可能更高。
很多人可能都知道“额滴个神啊”粒子，也就是前面说的“Oh My God粒子”，是有史以来发现的能量最高的粒子，也是在犹他州沙漠发现。看到报道，我还以为天照粒子比OMG粒子还厉害，都可以摧毁地球了，不知要厉害多少倍。这是显而易见的，因为众所周知，科学家们对“额滴个神啊”粒子的比喻是，这个粒子蕴含的能量相当于一个以100公里/小时的速度飞行的142克的棒球，还有一个比喻是一个一公斤重的物体从中高层建筑中落下的能量。
显然，100公里时速的棒球不可能摧毁地球，一公斤砖头从10多层楼上落下也摧毁不了地球，而这个天照粒子也确实落在了地球上，但地球也没有被摧毁啊？环球时报或日本NHK这是什么理论，1克这种粒子就能摧毁地球了呢？我们知道即使是1克反物质和物质发生湮灭，也只是把爱因斯坦E=mc^2的能量全部释放出来而已，也就是9x10^13焦耳，2.15万吨TNT当量，一颗长崎原子弹的威力。
那是不是说这种粒子质量很轻，如果很多这些粒子冲向地球，比如达到了1克，具有相对论动能，就能摧毁地球了呢？
“Oh My God粒子”比天照粒子更强，其速度相当于0.999,999,999,999,999,999,999,9951倍光速，我用一个在线相对论动能计算器算了一下，1克这么快的物质，其动能是2.8x10^25焦耳。而要摧毁地球，碰撞的能量需要超过地球的引力结合能，也就是把地球上所有物质移到无穷远处所需要的能量，这个能量是多少呢？2.24×10^32焦耳，相差了1000万个数量级。
所以除非有1000万克，也就是1万公斤，10吨“额滴个神啊”这种粒子速度的物质冲向地球，才有可能完全摧毁地球。但1克也肯定够地球喝一壶的了，相当于5000万亿吨TNT爆炸，是白垩纪摧毁恐龙小行星释放能量的50倍。这样级别的灾难一旦发生，可能地球上所有的大型动物都没办法再活下来，包括人类。
所以这个所谓摧毁地球，要看你怎样说，如果是摧毁地球生命，那确实有可能，但离轰掉大气层或把海洋煮沸还差一个数量级（10^26焦耳），生命仍有可能恢复，重新开始演化。
我看了一下其他报道，对天照粒子的比喻，有一个比喻比较恰当，说这一个粒子所具有的能量，相当于保龄球落地时的能量，如果一个保龄球含有同比例的能量，那么其威力可能会摧毁地球上的所有生命，甚至毁灭地球本身。这个说法和我计算出来的摧毁地球生命是差不多的，只是不是1克，而是一个保龄球。
还有一个比喻说，这个天照粒子蕴含的能量，相当于一块砖头从人腰部的高度落下，如果砸中人的话，会发生些什么呢？朋友们可以讨论一下。
这项研究发表在11月23日《科学》杂志上。
论文链接：https://www.science.org/doi/10.1126/science.abo5095