自從地球誕生那一刻起就不斷遭受著來自外太空小行星或者隕石的猛烈撞擊,大多數由於體積不夠大在進入地球大氣層後就燃燒殆盡,只給地球的人們留下一道道絢麗的光彩.
在地球漫長的45億年裡,地球遭受到的最嚴重的的小行星撞擊大約距離今天已經6500萬年前,小行星的名字為希克蘇魯伯隕石,它的直徑至少在10千米並且在地球上空附近以20千米/秒的速度(是聲音在空中傳播速度的65倍左右.)撞向了地球,就是因為這次撞擊導致了當時的地球霸主的恐龍的滅絕,雖然地球本身並沒有受到很大的影響,但是這次撞擊改變了當時的氣候環境等各方面因素.
在最新的科學報道中,NASA監測到有一塊體積和金字塔類似的小行星將在2022年5月份撞擊地球,且概率(2.2%)遠遠超過以往的預測概率.
那麼我們以撞擊地球為背景,開一個腦洞:在嚴格的理想狀態下,不考慮進入大氣層時的損耗,一根人類的頭髮或者一塊和一根頭髮的質量相同的隕石以光速撞擊地球會發生什麼後果?
我們根據經典物理學的動能公式來嘗試計算撞擊地球時這塊小隕石的所能產生的能量：
E=1/2mv^2
這塊小隕石用經典力學的計算方法所具有的能量,相對來說並不是很大,因為這塊隕石的質量非常小，大概只有0.2毫克，其動能大約為9×10^9焦耳。對比之下希克蘇魯伯隕石的速度遠遠低於光速，但它的質量非常大，能夠達到了10^15千克的數量級，所以它的動能可達10^23焦耳的數量級，這似乎遠遠高於以光速運動的小隕石的動能.
實際上,上述的計算是不嚴謹的.光速運動的頭髮所具有的動能並非只有按照經典力學計算出的動能,它的破壞力其實強大到難以想象，在某種程度上，它所具有的能量強大到足以摧毀整個太陽系.
因為一旦涉及到亞光速和光速運動就不再遵循經典力學的法則，而是要從相對論的角度來考慮：
從上面的公式我們可以看出來,當物體的速度越接近光速,式子中的分母項就越接近零,所以整個式子就趨向於無窮大.所當運動的物體達到光速時,即使是比頭髮的質量還要小很多的物體都具有很大的動能.所以在理想情況下,如果頭髮的速度達到光速能夠無視一切星體的阻攔.
但是這種情況在現有的理論框架下是不可能實現的,宇宙無法將頭髮或者頭髮大小的隕石加速到光速,擁有絕對靜質量的頭髮只能以遠低於光速運動.
那麼，頭髮大小的隕石的速度達到多少能夠撞毀地球呢？
根據簡單估計，完全破壞地球所需的能量大約為2.24×10^32焦耳，這是很龐大的能量。
根據相對論的能量計算公式，當一根頭髮的速度被加速到光速的99.9999…32個9…99967%之時，它可以完全撞毀地球,前面已經提到過這個速度是達不到的.實際上，科幻著作《三體》中摧毀恆星的“光粒”就是利用了這種原理。
由於在地球上沒有宏觀物體能夠達到光速且涉及相對論的計算比較繁瑣複雜，所以使用更簡單的經典物理學就可以解決我們日常生活之中遇到的問題了.
最後還是希望,地球可以避免遭受毀滅性的撞擊,無論是小行星還是光速運動的頭髮.
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