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一根针以光速撞击地球会造成什么后果?

宇宙中充斥着各式各样的危险,对于地球而言,最直接的威胁就是小天体的撞击。在太阳系中存在着大量的对地球不怀好意的小天体,稍

宇宙中充斥着各式各样的危险,对于地球而言,最直接的威胁就是小天体的撞击。在太阳系中存在着大量的对地球不怀好意的小天体,稍不注意它们就可能会狠狠地向地球撞来。

我们都知道,小天体撞击地球的威力是非常巨大的,例如在大约6600万年前,一颗小行星在撞击地球后,就直接将恐龙从地球上抹掉了,为什么它们会具有如此威力呢?答案就是它们的速度很快,一般来讲,这些小天体速度都可以轻松地达到每秒钟数万米,因此它们都具备了巨大的动能。

通过动能公式 Ek = 1/2 x mv^2(其中m代表质量,v代表速度)我们可以看到,虽然质量和速度都会影响物体动能的大小,但速度对动能的影响明显要大得多。这不禁让人好奇,假如一个质量很小的物体以极快的速度撞击地球会怎么样呢?具体点讲就是,一根针以光速撞击地球会造成什么后果?下面我们就来讨论一下。

光速是已知的,一根针的质量我们可以将其设为0.2克,根据上述的动能公式我们可以计算出,这根针具备了大约9万亿焦耳(9 x 10^12J)的动能,这看上去好像很厉害,但实际上其威力却远远不及一次核爆,例如当年的“小男孩”核弹就释放了大约63万亿焦耳(6.3 x 10^13J)的能量。

再说了,地球还有大气层的保护,可以想象的是,在这根以光速运动的针进入大气层的一瞬间,就会像流星一样因为高温而解体,其具备的动能也就只能释放在地球大气层的顶端。由此我们似乎可以推测出,就算一根针以光速撞击地球,它也不会对地球造成什么影响。

然而爱因斯坦的理论却告诉我们,上述的推测是错误的,原因有二,第一:凡是具有静质量的物质都不可能被加速到光速,最多只能无限地接近光速;第二:当一个物体的速度接近光速时,其相对论质量就会变得非常大,因此必须用相应的公式来进行计算这个物体的动能(如下图所示,其中m0为物体的静质量,v为物体的速度,c为光速)。

从上面这个公式中我们可以看出,当一个物体的速度在不断地接近光速时,其动能也会随之指数级地增加。

需要指出的是,该公式早已被科学家们观测到的大量现象所证实,最有意思的例子就是在1991年的时候,犹他州大学的高分辨宇宙粒子探测器发现了一个速度极高的粒子(很可能是一个质子),其速度达到了光速的99.99999999999999999999951%,研究数据表明,该粒子的能量高达30×10^20eV,相当于一个以每小时100公里的速度飞行的棒球所具备的动能。

考虑到针是具有静止质量的物体,因此这根针的速度就只能无限地接近光速,而不能以光速撞击地球,于是我们就只能将问题修改为:一根针以无限接近光速的速度撞击地球会造成什么后果?

理论上讲,这根针撞击地球时的情况大致可以分为三种,第一是在大气层中因为高温而解体,其能量会释放到大气层中,而其中的一部分将直接击中地球,第二是撞击到地球表面,地球将承受其全部的能量,第三是直接穿过地球,地球也只承受一部分能量。

根据爱因斯坦给出的公式,我们可以清楚地看到,当一个物体的速度无限接近光速时,其动能也会随之无限地增加,显而易见的是,当这根针撞击地球的时候,也就具备了无限的能量。因此可以说,不管是上述的哪一种情况,这根针都会将无限的能量释放到地球上(因为无限的能量无论怎么分都依然是无限),其后果就是地球在瞬间灰飞烟灭。

当然了,宇宙中是不可能存在所谓的“无限能量”的,因此这种情形只可能存在于我们的想象中。值得一提的是,地球的引力结合能大约为2.25 x 10^32焦耳,一旦地球承受的外来能量超过这个数值,组成地球的物质就会分崩离析,并且再也不会凭借引力而凝聚起来,大家有兴趣的话可以亲自算一算,当这根针的速度达到多大时就可以具备这么多的能量?

好了,今天我们就先讲到这里,欢迎大家关注我们,我们下次再见`

(本文部分图片来自网络,如有侵权请与作者联系删除)

评论列表

樱花雨
樱花雨 10
2020-10-08 07:26
首先光速不可能达到。 其次,相对论已经证实当物体的速度与光速有可比性时,物体的速度越接近光速,质量会趋近于无穷大! 最后,假定就是针以c的速度撞地球,面对地球的大气层,连1秒都不可能待,被烧成水了!

游客123456 回复 10-10 20:18
都能光速飞行的东西还会被大气磨没。

wwf996363 回复 10-09 22:53
光速穿过大气层要1秒?

用户15xxx47
用户15xxx47 8
2020-10-09 10:04
与空气的摩擦还没接触地球表面就融化没了[笑着哭]
希腊奶
希腊奶 7
2020-10-09 00:31
还没撞到地球就瞬间火化了。。

潘多拉魔盒 回复 10-10 17:35
大气层都来不及做出反应[呲牙笑]

坚强
坚强 7
2020-10-09 22:54
小编放出一个光速的屁,直接把他家房子炸飞了
阿凯
阿凯 7
2020-10-09 21:51
会消失,最好是落到海里
春风化雨
春风化雨 7
2020-10-10 16:49
闲得蛋疼的编者写的蛋疼文章
撼天飞熊
撼天飞熊 7
2020-10-10 22:12
吓唬谁啊,一根针能够让地球毁灭,还不如说你脑子被驴踢了呢
不魔不成活
不魔不成活 7
2020-10-08 19:46
流星都算不上
凤千羽
凤千羽 6
2020-10-08 21:11
然而中微子就能达到光速运动,而且中微子每天都会在人体内进进出出,比我们穿过走廊还要轻松。

W. 回复 10-10 12:05
中微子静止质量为零,可不是常规粒子

春雨
春雨 5
2020-10-09 21:49
找不到了[笑着哭]
用户17xxx31
用户17xxx31 5
2020-10-09 20:07
根据广义相对论一个质量那么大的物体它周围时空曲率会非常大,确切的说是黑洞曲率,这根“针”靠近地球会是穿过去?[汗]
萨拉卡
萨拉卡 5
2020-10-10 19:55
不如直接叫闪电
半糖童学
半糖童学 5
2020-10-08 13:48
相当于打了个耳眼[笑着哭][笑着哭]
ヽ可惜卟是迩 一行情泪.淡
ヽ可惜卟是迩 一行情泪.淡 4
2020-10-09 10:38
各位,我放屁的时候喜欢脱了裤子,,你们呢
船木
船木 4
2020-10-09 21:03
你说的是金箍棒吗?
UC网友14xxxx7536
UC网友14xxxx7536 4
2020-10-09 23:09
有这么无聊吗?!我们每天都被光子以光速轰击,小编你自己也每天被很多各种频率的辐射以光速轰击,你不一样天天犯傻吗!首先针达到光速它还能是针的形态存在吗?不要将经典物理学的公式放在理论物理学的范畴进行运算。小编,你不如推算一下,一根针由物质的形式转化为能量,这样的能量能摧毁多少东西,就是光电效应方程,爱恩斯坦得诺贝尔奖的业余作品,但这个却是连接物质与能量的最重要的工具
正直让我们相遇
正直让我们相遇 4
2020-10-09 19:41
有质量的物体怎么达到光速啊
天使的小刀
天使的小刀 4
2020-10-10 16:12
那假设不是地球,只是地球这么大的其他星球,没有大气层,真空中,针也达到光速,还是0.2克,那么会不会击穿这个星球?有没有这方面砖家解释一下,不太懂[呲牙笑][呲牙笑][呲牙笑],欢迎物理大佬答疑!
好开心
好开心 4
2020-10-10 22:07
针到了光速质量会无限大,地球?太阳系都会被那根光速的针灭掉
瞬 x_x
瞬 x_x 3
2020-10-08 14:30
讨论这个问题能让我变成亿万富翁吗
自由自在
自由自在 3
2020-10-08 22:42
化了
浩公子
浩公子 3
2020-10-09 14:49
又细又快又不经事还没感觉[得瑟]
有你就知足
有你就知足 2
2020-10-08 11:16
会插进你不该进去的地方
追妹者→_→
追妹者→_→ 2
2020-10-08 19:42
这么快的速度,只是一根针。大气层还没过去就变水了吧。
哈哈哈哈哈哈哈哈哈哈哈哈哈哈哈哈
哈哈哈哈哈哈哈哈哈哈哈哈哈哈哈哈 2
2020-10-09 05:56
针不错
用户97xxx15
用户97xxx15 2
2020-10-09 09:38
恐龙不是什么小行星搞灭绝的,是因为在进化过程中失了繁殖能力,就像现在哪些不孕不育的一样
咱俩比比谁的名字长 我就不信还有比我长的
咱俩比比谁的名字长 我就不信还有比我长的 2
2020-10-09 20:41
一根针插地下一米就不错了
小城热风
小城热风 2
2020-10-09 23:12
磨叽啥,就一句话的事儿,没过大气层,针就融化了。
昨日黄昏
昨日黄昏 2
2020-10-09 20:52
会刺断小编的喉咙。
用户18xxx41
用户18xxx41 2
2020-10-10 02:55
下雨会砸到人了
用户15xxx25
用户15xxx25 2
2020-10-10 06:31
图二的那个不是针,是定海神针啊![笑着哭]
Fand1ch
Fand1ch 2
2020-10-10 19:10
能飞到地表才怪
撸不撸
撸不撸 2
2020-10-10 16:46
没事武侠小说告诉我们:速度越快力量越小
无锋
无锋 2
2020-10-10 19:55
三体看多了。
深圳二号
深圳二号 2
2020-10-10 23:34
没事的,光速能让时间停止,超过光速撞击,那永远是昨天撞的,昨天都没事,今天哪来的担心?
UC网友16xxxx2604
UC网友16xxxx2604 1
2020-10-08 00:16
一滴水的故事
UC网友20xxxx9623
UC网友20xxxx9623 1
2020-10-08 22:36
毛都没有,要说以接近光速的速度撞向地球,一根针要看它是从哪里撞地球,要说远一点的它到得了地球?
用户12xxx10
用户12xxx10 1
2020-10-09 23:19
物体不允许超越光速!
用户47xxx76
用户47xxx76 1
2020-10-10 03:32
什么效果都没有,那根针被蒸发了
简单
简单 1
2020-10-10 16:26
啥也没有燃烧的火焰都看不到
钱来来
钱来来
2020-10-08 11:54
小编哎呦一声已经有结果了
木水
木水
2020-10-09 18:55
石沉大海