一根針以光速擊中地球會有什麼後果?

悠悠忽遠


地球在太空中並不孤獨,很多小行星經常會“慕名而來”,用它們炙熱的身軀完成與地球的一次又一次熱烈的擁抱,歷史上一些大型的隕石撞擊事件,給地球及其生物帶來了嚴重災難,很多物種因此而滅絕,但地球的自我恢復能力極強,至今仍然完好地徜徉在宇宙之中。這些小行星雖然有的質量很大,但遠遠沒有達到光速,那麼,如果一根針以光速撞擊地球,會發生什麼情況呢?



按照愛因斯坦的狹義相對論,一個物體運動速度越大,那麼它的質量也會越大。這裡有一個計算公式,m0是物體的靜止質量,m是運動質量,可見,當物體速度v與光速c越接近,分母就越趨於0,運動質量就會變得無窮大。

接近光速運動的物體,所具有的動能,等於動靜質量差乘以光速的平方。地球的結合能為2.45*10^32焦耳,也就是說超過這個能量,就會使地球組成物質分崩離析。我們假設針的質量為0.2克,估算出當針的速度達到光速的0.999…(21個9)834倍,就能夠使地球毀滅。

有的人肯定會說針在高速狀態下會被大氣層的劇烈摩擦所氣化消失,實際上並不會消失,而是改變了存在形態,變為光速運動的鐵原子,總質量是不變的,而且隨著大氣層中氣體分子的電離,包裹在鐵原子的周圍形成一個等離子體團,質量勢必還要比一枚針要大,巨大的能量會在極短的時間內把地球貫穿,釋放巨大能量,地球也瞬間分崩瓦解四散開來。


當然,宇宙中不可能存在一個宏觀物體,能夠以光速甚至亞光速運行,哪怕是一枚針,還是鐵原子。


優美生態環境保衛者


在過去45億年裡,地球不斷遭受了大大小小的太空岩石的撞擊。最近一次嚴重的小行星撞擊地球事件發生在6500萬年前,當時一顆直徑至少10公里的小行星(希克蘇魯伯隕石)以大約20公里/秒的速度撞擊了地球,由此引發了物種大規模滅絕。然而,地球本身卻沒有什麼事情。

如果是一根針以光速擊中地球會有什麼後果呢?

根據經典物理學的動能公式:

Ek=1/2mv^2

一根以光速運動的針所具有的動能並不大,因為針的質量非常小,大概只有0.2克,其動能大約為9×10^12焦耳。相比之下,雖然希克蘇魯伯隕石的速度遠低於光速,但它的質量非常大,達到了10^15千克,所以它的動能可達2×10^23焦耳,這要遠高於以光速運動的針的動能。

因此,從經典物理學角度來看,針的動能其實並不大。當然,考慮到針的體積較小,它的穿透力會更強一些,對地球的局部破壞可能會更加嚴重。

但事實上,上述的計算是錯誤的。光速運動的針所具有的動能並非只有這麼一點,它的破壞力其實非常強大,在某種意義上,強大到足以摧毀整個宇宙,更何況是地球。

一旦涉及到亞光速和光速運動,經典力學不再適用,而是需要考慮相對論:

可以看到,當速度逐漸接近光速之時,物體的動能會變得越來越大。當速度無限接近光速時,即便是針甚至是微小的原子,所具有的動能都是無限的。如果針的速度達到光速,它所具有的動能不但能夠直接摧毀地球,而且就連宇宙都無法倖免。但這種設想是不會成立的,因為宇宙沒有無限的能量把一根針加速度到光速,擁有靜質量的針只能以低於光速的速度運動。

那麼,針的速度達到多快可以撞毀地球呢?

組成地球的物質通過引力緊密束縛在一起,為了把這些物質完全分開,使得它們無法繼續通過引力結合在一起,這需要超過地球引力結合能的能量。據估計,完全破壞地球所需的能量大約為2.24×10^32焦耳,這是一個不小的能量。

根據相對論的動能公式來計算,當一根針的速度被加速到光速的99.999…30個9…99967%之時,它可以完全撞毀地球。事實上,《三體》中摧毀恆星的“光粒”就是利用了這種原理。

那麼,為什麼我們平時不用相對論呢?

在速度遠低於光速的情況下,相對論的動能公式經過泰勒級數展開之後,可得經典物理學的動能公式:

由於涉及相對論的計算比較繁瑣,而我們平時所接觸到的速度通常遠低於光速,所以使用更簡單的經典物理學就足夠了。


火星一號


根據相對論速度公式,給一個物體0.9……光速/秒的加速度,不管經過多久的時間,這個物體都無法加速到光速。相反的情況下,給一個以光速運動的物體加一個0.9……光速/秒的反向加速度,不管經過多久的時間,這個物體的運動速度還是光速。所以光速是無法減速的,一根針以光速擊中地球,如果這根針的心情好,不釋放能量,對地球就沒有任何影響,像中微子一樣穿過地球。如果這根針的心情不好,釋放無限的能量出來,地球就只能先跳出三界之外,不在五行之中,跑去四維空間裡躲避災難,等針飛過之後,再回來。

愛因斯坦少年時期,接受宗教唯心主義教育,後來投機科學,不懂基礎物理才會提出相對論,如果他有學過機械波傳播知識或者牛頓力學就不會再提出相對論,因為用波在相同狀態的介質中傳播速度恆定不變,或者用牛頓力學的參照系速度為零,都能解釋邁克爾遜莫雷實驗結果,愛因斯坦光速不變原理來解釋簡直就是在脫褲子放屁!


太上邪神


別說是以光速,就是以十倍光速直擊地球,也不會造成什麼傷害,因為,一根針的質量實在是太小太小了,小到可以忽略的程度。最終的結果是針擊到地球表面,瞬間氣化,當然會有爆炸聲音,只不過這種爆炸可能像大些的鞭炮燃放的聲音。


老大145160467


原創思想,一根針以光速擊中地球會有什麼後果?如果有這樣的物質性針能有光速這個速度的,那所有的天體恐怕都所剩無幾了。光速與物質性的針是不同性質的,或說是不同波段性頻率的運動性的,而針就無法以光速的速度而擊中地球了。但除非將這根針溶化為火光,而化出的火光速就可以擊中地球了,但這樣的火光對於地球而言,就什麼事也是沒有的,更說不上會有什麼後果的了。但對於這根針而言,亦只是轉化為其它的質量性能量性而已的了。


踏浪而來37326050


一根針的質量和動能有多大咱就不說了,關鍵是地球可不是氣球,就你那一根破針還想怎麼的?

再說了,那針是誰扔過來的?


樂乎齋牧雲山人一笑


宇宙無限大,所以一切皆有可能。

類似的問題多了去了,譬如一滴水以光速撞擊地球會產生什麼後果?一個人能以光速運動嗎?開動腦殼想的話,腦殼會很痛的,儘管現階段只能把這些問題當做小說看啦。

宇宙中黑洞是實際存在的,那麼當地球被黑洞吞噬而變成暗物質,人類卑微命運是又會有怎樣的變化?

別說不可能,一切皆有可能!因為宇宙無限大,大到不可想象!


故園春秋892


針射質量較輕,但在光速之下,它的能量會無窮大。它可以穿透地球表層,足以引起氫彈一樣爆炸。它可能會到達下地幔層,對地球板塊組合形成衝擊。


手機用戶54578927414


這個問題讓我想起一個網絡問答題,說假如在高空落下一滴水,砸在人身上,會對人體造成多大的傷害?一些數學博士,物理博士開始用公式運算,一個個忙的滿頭大汗不亦樂乎!這時從外面進來一個保潔員阿姨,這個保潔員阿姨家裡很窮,從小到大也沒有上過幾天學,她就說了一句話,讓那些數學博士,物理學博士啞口無言,那個保潔員阿姨說:難道你們沒有淋過雨嗎?




海邊光腳


看了所有的評論,一群科盲,一群對光速一無所知的人在這裡討論的口水流[捂臉]

稍微瞭解愛因斯坦相對論就知道,有質量的物質達到光速後質量趨向無窮大。一個質量無窮大的東西撞擊地球你說會咋樣


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