把一亿亿吨钢带压缩成直径一米的球形(不考虑地球能不能承载),全球的核武器能炸烂吗?

珍儿小姐

这个问题的本质是密度的改变会不会影响材料的抗破坏性!

下面的讨论不考虑黑洞等力学之外的内容,仅从材料、力学的角度。

密度的影响

在现实世界中,一般而言,密度是材料的一个基本属性,不会因为形状等外载因素的改变而发生变化。

所以,把一亿亿吨的钢压缩成直径1米的球形,其密度远超原来的钢。假如密度是材料的固有属性,那么此时的钢就不再是钢了。可能是一种其他另外的材料。

如果钢还是钢

压缩后的钢如果依旧是钢,根据钢的性能,其弹性模量约210GPa,发生破坏的临界应力约1000+MPa,断裂能约60J/m2。这些参数会随应变率而发生变化。

爆炸的条件下,材料会偏“硬”,也会更脆。所以更易炸碎。


总结

1)如果密度变大,让钢不再是钢,那么本问题无从讨论。因为不知道新材料的具体力学参数。


2)如果密度改变不影响钢的本质,那么不需要核弹也能炸碎。


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力学Nerd王小胖

抛开一切现实因素,理论来讲:是炸不烂的

炸烂这样一颗钢球,至少需要127万亿枚当年投放日本的原子弹,或者是380亿枚5000万吨当量的沙皇炸弹。

很显然,除了把它丢向太阳,别无它法。



估计许多朋友看到题目的第一反应:这颗钢球会变成黑洞吗?

说实话,我一开始也是这样想的,但是算了一下,并不会。以最简单黑洞——史瓦西黑洞的标准,这等质量情况下,钢球的半径至少要变为 1.48*10^负8次方 米,很显然现在的半径远大于这个数。

上图是史瓦西黑洞半径的计算公式,G是引力常数,M是钢球质量,C是光速

那我们怎么来判断核弹是否能炸烂钢球呢?

我们设想,炸烂钢球=钢球的每一块都全部分离(变成“灰”了)。因为只要核弹能量大于钢球的引力结合能,就有可能炸烂。

根据上面引力结合能的式子,发现钢球达到了

8*10^27次方 焦耳,而此等能量至少需要127万亿枚1.5万吨当量的原子弹(就如开头所说)

如果按前苏联的沙皇炸弹(人类引爆过能量最高的一次氢弹),需要380亿枚,也就是说目前75亿人口,每人均摊至少5枚才行。

回过头再看看人类才有多少核弹?很显然,炸不烂的。

期待您的点评和关注哦!


赛先生科普

这个问题有意思,全球的核武器是个什么概念?该用什么方式来炸这个球呢?并且核武器的破坏方式有冲击波,高温高压,核辐射;如果用冲击波来”炸”有点不太现实,对于这个钢球来说冲击波的威力还不够大,而核辐射就更不可能了,辐射只会让这个钢球拥有放射性,没有实质性的破坏;


1:那么剩下的就只有高温高压了,因为只要温度足够高,就可以将这个“钢球”融化,那么自然也就“炸烂”了。但是还有一个明显的问题,就是一亿亿吨的钢带压缩成直径一米的球以后,还能称这个球为钢球吗?也就是说此时这个球的密度发生了改变,已经不是地球上的东西了。

2:根据史瓦西黑洞半径理论,可以计算出地球的物理黑洞的理论密度约是4.23e14千克每立方米,

为了方便计算,我们就把这个直径为一米的球看成一个一米的立方块,一亿亿吨就是100000000×100000000×1000千克等于1×e19千克,显然这个“钢球”的密度就是1×e19千克每立方米,可以看出比普通的黑洞密度还要大,这就相当于你把地球上所有的核武器往黑洞里面扔,看看能不能把黑洞炸烂一样!

我们假设一颗核弹爆炸时中心的温度都为一亿度,并且所有核弹爆炸温度叠加,那么全球所有核弹同时爆炸就可以产生

几百上千亿的温度,但是这些温度无法作用到这个“钢球”上,因为只要靠近这个“球”,所有核弹就会被强大的引力吸进去,还没有爆炸就成为了“球”的一部分,更别说将这个“球”炸烂了。


零维立方体

密度=质量/体积

直径1米球的体积=4/3πr³ =0.523598立方米

一亿亿吨=10^21kg

那么算算吧

密度ρ=10^21÷0.523598

接近2^22kg/m³

相当于2^16kg/cm³

这就相当于你的一个食指指甲盖的那么大,却有着两千亿吨的重量。

据我所知宇宙中密度最大的也就是黑洞中心了,我们来看看黑洞的密度多大

首先必须说一句,黑洞是不具有平均密度的,因为黑洞里面的物质或者说能量的分布是不可能平均的,就好像我们的地球,它的最外层是大气层,其密度当然不能和水和地表相比,然而地表物质的密度也不能和地幔相比,地幔也不能和地核相比。通常天体内部的物质密度要比外面的物质密度大一些,比如中子星,中子星表面的物质密度大概是每立方厘米一亿吨,然而在中子星的内部,密度可能达到了每立方厘米一百亿吨,所以黑洞很可能也是不一样的,很多科学家认为黑洞内部有一个奇点,那个起点才是黑洞中物质和能量的聚集之地,会占有整个黑洞质量的绝大部分,所以在黑洞的视界内部,其密度是不可能平均的。


可见每立方厘米两千亿吨的重量 已经达到黑洞的级别了。再考虑其他问题都不实际了。


省崣书记沙瑞金

不得不说这个配图很有深意,因为或许第一个飞向太空的人类飞行器是一个井盖,因为老美的一次地下核试验,几百米深的井口安了一个井盖,核爆的一瞬间,井盖以无法计算的惊人速度飞上了天,从此消失。另外你的问题,想要压缩钢然后用核武器炸,我告诉你不用压缩了,找一颗中子星或白矮星,投上一个核弹试试,能量够大应该是能炸开。


且慢容我三思112592621

计算一下,地球第一宇宙速度速度7.9!一亿亿吨弄成一个直径一米的球,这个球体的第一宇宙速度大概是35,球上的物体承受重力大概地球的一千倍多吧,这样一个球如果在地球上,不用咱们用核弹炸,这个球的引力会把地球表面撕的粉碎,至于会不会完全崩溃不知道


天介1

我们来换算一下,宇宙中密度最大的天体,除了黑洞无上限的中心奇点密度之外,中子星是已知可测量的密度最大的天体,其密度约为每立方厘米1亿吨到十亿吨。题主把一亿亿吨的钢带压缩成直径一米的球形,我们暂且把它成看一立方米的体积(实际上小于一立方米,为了计算方便看作一立方米),换算下来其密度应该是一亿亿吨除以一百万(立方厘米)=一百亿吨/立方厘米,这个密度比中子星的密度还要高出十倍,按照质量与重力的关系估算它应该会坍缩成黑洞。于是问题来了,一个能把恒星都吞噬掉的黑洞,你用核弹对付它有什么用?核弹爆炸释放的能量还不够它打个饱嗝……😂


老卡2017

什么烂问题,请问怎么才能把一亿亿吨钢压缩到直径一米的球体里,目前所有的已知手段做不到,自身引力也做不到,既然形成不了这么一个球,那再问有什么手段可以炸烂还有意义吗?再说,怎么才能将全世界所有核武器的能量集中到一个一米直径的球上,这又是一个几乎没有办法可以做到的事,那么用两个都不能做到的事,去分析相互作用会有什么结果,这能有结果吗?


聊聊老天

如果这个球能存在必然有一种极其强大的约束力去克服分子间的斥力做功,否则此球无法自然存在。如果能做到,那么这个球本身所蕴含的能量比核武器还要大。外力撤去后它会自己爆炸而且杀伤力极大。



科普永动机

没一个靠谱的回答。这个铁球达不到史瓦西黑洞半径,同时密度大于中子星,但是质量又太小,内部引力不足以克服中子简并压力。结果就是外部压力一消失铁球就原地爆炸,渣都不剩,还用得着核弹?


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