آیا بمب اتم می‌تواند جو زمین را به آتش بکشد؟

در پایان فیلم اوپنهایمر، اثر کریستوفر نولان، رابرت اوپنهایمر خطاب به آلبرت انیشتین می‌گوید: «وقتی با آن محاسبات نزد شما آمدم، فکر کردیم ممکن است واکنشی زنجیره‌ای را آغاز کنیم که کل جهان را نابود کند. انیشتین می‌گوید: «خب حالا که چی؟» و اوپنهایمر پاسخ می‌دهد معتقدم که این کار را انجام دادیم.»

البته اوپنهایمر به صورت کنایه صحبت می‌کند و به جهانی اشاره می‌کند که به شدت درحال مسلح کردن خود با سلاح‌هایی است که می‌تواند جهان را چندین بار بیشتر نابود کند.

قبل از انفجار اولین بمب هسته‌ای، فیزیکدانان نگران بودند این انفجار بتواند اتمسفر را آتش بزند و واقعا جهان را نابود کند. نگرانی‌های کلیدی که توسط فیزیکدان نظری ادوارد تلر مطرح شد، این بود که واکنش ممکن است مانند چیزی که در خورشید در جریان است، پایدار بماند.

مقاله جدیدی درباره این موضوع چنین بیان می‌کند: «ترس تلر این بود که فرایند انفجار بمب هسته‌ای ممکن است شامل گرمایش محلی سریع اتمسفر باشد که در آن به علت فقدان احتمالی قابلیت خنک‌کنندگی، دما ممکن است تا نقطه‌ای بالا برود که هسته‌های نیروژن-۱۴ که در اتمسفر وجود دارد، با همدیگر یا با سایر ایزوتوپ‌های اتمسفری سبک مانند هیدروژن-۱، کربن-۱۲ یا اکسیژن-۱۶ همجوشی پیدا کنند.»

پروژه منهتن برجسته‌ترین فیزیکدانان آن زمان را به منظور کشف این موضوع در اختیار داشت. در سال ۱۹۴۲، اوپنهایمر سوار قطار شد تا آرتور هالی کامپتون، برنده جایزه نوبل و متخصص فیزیک تشعشعات را ملاقات کند تا بدون داده‌های تجربی پاسخ این سوال را پیدا کند که آیا با منفجر کردن بمبی بزرگ، سیاره آتش می‌گیرد؟

آرتور کامپتون سال‌ها بعد با به خاطر آوردن ملاقات با اوپنهایمر، درمورد ترس‌های او صحبت کرد. او در سال ۱۹۵۹ به روزنامه آمریکن ویکلی توضیح داد: «هسته‌های هیدروژن ناپایدار هستند و می‌توانند با هسته‌های هلیوم ترکیب شوند و انرژی زیادی آزاد کنند. انجام چنین واکنشی به دمای بسیار بالایی نیاز دارد؛ آیا دمای بسیار بالای بمب‌های اتمی همان چیزی نیست که برای انفجار هیدروژن لازم است؟

همچنین این احتمال وجود داشت که اتفاق مشابهی در اقیانوس‌ها نیز رخ دهد: درمورد هیدروژن موجود در آب دریا چه؟ آیا انفجار بمب اتم موجب انفجار خود اقیانوس نخواهد شد؟ اوپنهایمر ترس‌های دیگری هم داشت. نیتروژن موجود در هوا نیز تاحدی ناپایدار است. آیا ممکن است با انفجار بمب اتم، نیتروژن نیز منفجر شود؟»

کامپتون به اوپنهایمر گفت این اتفاق در شرایط اتمسفر رخ نخواهد داد. همان‌طور که تلر بعدا در گزارشی که تا سال ۱۹۷۹ سری بود، با اشاره به اینکه سرمای تابشی مانع از ادامه چنین واکنشی خواهد شد، نوشت: «تلفات انرژی به شکل تشعشات بر میزان انرژی حاصل از واکنش‌ها غلبه می‌کند. دستیابی به چنین دماهایی غیرممکن است، مگر اینکه از بمب‌های شکافتی یا بمب‌های گرماهسته‌ای استفاده شود که بسیار فراتر از بمب‌های موردنظر ما باشد.»

اکنون ازطریق داده‌های تجربی می‌دانیم براثر انفجار هسته‌ای، واکنش‌های پایدار در اقیانوس‌ها و اتمسفر آغاز نخواهد شد.

با‌این‌حال، همانطور که مقاله جدید اشاره می‌کند، تیم‌های اولیه از واکنش کلیدی دیگری غفلت کردند. اگرچه آن‌ها با توجه به فراوانی نیتروژن در اتمسفر بیشتر از همه نگران نیتروژن-۱۴ بودند، واکنش 14N(n,p)14C را درنظر نگرفتند که کربن-۱۴ فراوانی تولید می‌کرد. بنا به نتیجه‌گیری پژوهشگران در مطالعه جدید، اوج رادیوکربن در جو به سرعت کاهش پیدا می‌کند، زیرا این ایزوتوپ ماندگار کربن توسط گیاهان جذب می‌شود و برای هزاران سال به بخشی از تمام مواد زیستی تبدیل می‌شود. کربن-۱۴ در بدن ما باقی می‌ماند و یادآور غرور انسانی منتج به ساخت سلاح‌‌هایی است که اوپنهایمر قصد داشت در موردشان هشدار دهد.

یافته‌های مقاله در مجله‌ی Natural Sciences منتشر شده است.