把一億億噸鋼帶壓縮成直徑一米的球形(不考慮地球能不能承載),全球的核武器能炸爛嗎?

珍兒小姐

這個問題的本質是密度的改變會不會影響材料的抗破壞性!

下面的討論不考慮黑洞等力學之外的內容,僅從材料、力學的角度。

密度的影響

在現實世界中,一般而言,密度是材料的一個基本屬性,不會因為形狀等外載因素的改變而發生變化。

所以,把一億億噸的鋼壓縮成直徑1米的球形,其密度遠超原來的鋼。假如密度是材料的固有屬性,那麼此時的鋼就不再是鋼了。可能是一種其他另外的材料。

如果鋼還是鋼

壓縮後的鋼如果依舊是鋼,根據鋼的性能,其彈性模量約210GPa,發生破壞的臨界應力約1000+MPa,斷裂能約60J/m2。這些參數會隨應變率而發生變化。

爆炸的條件下,材料會偏“硬”,也會更脆。所以更易炸碎。


總結

1)如果密度變大,讓鋼不再是鋼,那麼本問題無從討論。因為不知道新材料的具體力學參數。


2)如果密度改變不影響鋼的本質,那麼不需要核彈也能炸碎。


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力學Nerd王小胖

拋開一切現實因素,理論來講:是炸不爛的

炸爛這樣一顆鋼球,至少需要127萬億枚當年投放日本的原子彈,或者是380億枚5000萬噸當量的沙皇炸彈。

很顯然,除了把它丟向太陽,別無它法。



估計許多朋友看到題目的第一反應:這顆鋼球會變成黑洞嗎?

說實話,我一開始也是這樣想的,但是算了一下,並不會。以最簡單黑洞——史瓦西黑洞的標準,這等質量情況下,鋼球的半徑至少要變為 1.48*10^負8次方 米,很顯然現在的半徑遠大於這個數。

上圖是史瓦西黑洞半徑的計算公式,G是引力常數,M是鋼球質量,C是光速

那我們怎麼來判斷核彈是否能炸爛鋼球呢?

我們設想,炸爛鋼球=鋼球的每一塊都全部分離(變成“灰”了)。因為只要核彈能量大於鋼球的引力結合能,就有可能炸爛。

根據上面引力結合能的式子,發現鋼球達到了

8*10^27次方 焦耳,而此等能量至少需要127萬億枚1.5萬噸當量的原子彈(就如開頭所說)

如果按前蘇聯的沙皇炸彈(人類引爆過能量最高的一次氫彈),需要380億枚,也就是說目前75億人口,每人均攤至少5枚才行。

回過頭再看看人類才有多少核彈?很顯然,炸不爛的。

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賽先生科普

這個問題有意思,全球的核武器是個什麼概念?該用什麼方式來炸這個球呢?並且核武器的破壞方式有衝擊波,高溫高壓,核輻射;如果用衝擊波來”炸”有點不太現實,對於這個鋼球來說衝擊波的威力還不夠大,而核輻射就更不可能了,輻射只會讓這個鋼球擁有放射性,沒有實質性的破壞;


1:那麼剩下的就只有高溫高壓了,因為只要溫度足夠高,就可以將這個“鋼球”融化,那麼自然也就“炸爛”了。但是還有一個明顯的問題,就是一億億噸的鋼帶壓縮成直徑一米的球以後,還能稱這個球為鋼球嗎?也就是說此時這個球的密度發生了改變,已經不是地球上的東西了。

2:根據史瓦西黑洞半徑理論,可以計算出地球的物理黑洞的理論密度約是4.23e14千克每立方米,

為了方便計算,我們就把這個直徑為一米的球看成一個一米的立方塊,一億億噸就是100000000×100000000×1000千克等於1×e19千克,顯然這個“鋼球”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還要大,這就相當於你把地球上所有的核武器往黑洞裡面扔,看看能不能把黑洞炸爛一樣!

我們假設一顆核彈爆炸時中心的溫度都為一億度,並且所有核彈爆炸溫度疊加,那麼全球所有核彈同時爆炸就可以產生

幾百上千億的溫度,但是這些溫度無法作用到這個“鋼球”上,因為只要靠近這個“球”,所有核彈就會被強大的引力吸進去,還沒有爆炸就成為了“球”的一部分,更別說將這個“球”炸爛了。


零維立方體

密度=質量/體積

直徑1米球的體積=4/3πr³ =0.523598立方米

一億億噸=10^21kg

那麼算算吧

密度ρ=10^21÷0.523598

接近2^22kg/m³

相當於2^16kg/cm³

這就相當於你的一個食指指甲蓋的那麼大,卻有著兩千億噸的重量。

據我所知宇宙中密度最大的也就是黑洞中心了,我們來看看黑洞的密度多大

首先必須說一句,黑洞是不具有平均密度的,因為黑洞裡面的物質或者說能量的分佈是不可能平均的,就好像我們的地球,它的最外層是大氣層,其密度當然不能和水和地表相比,然而地表物質的密度也不能和地幔相比,地幔也不能和地核相比。通常天體內部的物質密度要比外面的物質密度大一些,比如中子星,中子星表面的物質密度大概是每立方厘米一億噸,然而在中子星的內部,密度可能達到了每立方厘米一百億噸,所以黑洞很可能也是不一樣的,很多科學家認為黑洞內部有一個奇點,那個起點才是黑洞中物質和能量的聚集之地,會佔有整個黑洞質量的絕大部分,所以在黑洞的視界內部,其密度是不可能平均的。


可見每立方厘米兩千億噸的重量 已經達到黑洞的級別了。再考慮其他問題都不實際了。


省崣書記沙瑞金

不得不說這個配圖很有深意,因為或許第一個飛向太空的人類飛行器是一個井蓋,因為老美的一次地下核試驗,幾百米深的井口安了一個井蓋,核爆的一瞬間,井蓋以無法計算的驚人速度飛上了天,從此消失。另外你的問題,想要壓縮鋼然後用核武器炸,我告訴你不用壓縮了,找一顆中子星或白矮星,投上一個核彈試試,能量夠大應該是能炸開。


且慢容我三思112592621

計算一下,地球第一宇宙速度速度7.9!一億億噸弄成一個直徑一米的球,這個球體的第一宇宙速度大概是35,球上的物體承受重力大概地球的一千倍多吧,這樣一個球如果在地球上,不用咱們用核彈炸,這個球的引力會把地球表面撕的粉碎,至於會不會完全崩潰不知道


天介1

我們來換算一下,宇宙中密度最大的天體,除了黑洞無上限的中心奇點密度之外,中子星是已知可測量的密度最大的天體,其密度約為每立方厘米1億噸到十億噸。題主把一億億噸的鋼帶壓縮成直徑一米的球形,我們暫且把它成看一立方米的體積(實際上小於一立方米,為了計算方便看作一立方米),換算下來其密度應該是一億億噸除以一百萬(立方厘米)=一百億噸/立方厘米,這個密度比中子星的密度還要高出十倍,按照質量與重力的關係估算它應該會坍縮成黑洞。於是問題來了,一個能把恆星都吞噬掉的黑洞,你用核彈對付它有什麼用?核彈爆炸釋放的能量還不夠它打個飽嗝……😂


老卡2017

什麼爛問題,請問怎麼才能把一億億噸鋼壓縮到直徑一米的球體裡,目前所有的已知手段做不到,自身引力也做不到,既然形成不了這麼一個球,那再問有什麼手段可以炸爛還有意義嗎?再說,怎麼才能將全世界所有核武器的能量集中到一個一米直徑的球上,這又是一個幾乎沒有辦法可以做到的事,那麼用兩個都不能做到的事,去分析相互作用會有什麼結果,這能有結果嗎?


聊聊老天

如果這個球能存在必然有一種極其強大的約束力去克服分子間的斥力做功,否則此球無法自然存在。如果能做到,那麼這個球本身所蘊含的能量比核武器還要大。外力撤去後它會自己爆炸而且殺傷力極大。



科普永動機

沒一個靠譜的回答。這個鐵球達不到史瓦西黑洞半徑,同時密度大於中子星,但是質量又太小,內部引力不足以克服中子簡併壓力。結果就是外部壓力一消失鐵球就原地爆炸,渣都不剩,還用得著核彈?


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