一個鐵原子以時速28000公里射向人類頭部,會有什麼後果?

時速28000公里的鐵原子撞向人類頭部,會死亡嗎?

如果一個鐵原子以每小時28000公里的速度射向人類的頭部,會有什麼後果?許多人會不假思索,那不是直接爆開了?28000公里的速度啊!

一個鐵原子以時速28000公里射向人類頭部,會有什麼後果?

其實不然,大家的關注點都放在了28000公里每小時的高速,當然,如果我有一輛汽車或摩托車可以達到這樣的速度,確實會讓人印象深刻,但對於一個原子或一個亞原子粒子來說就不一樣了,它甚至沒有接近於打破相對論效應。

一個鐵原子以時速28000公里射向人類頭部,會有什麼後果?

宇宙射線定期撞擊地球,產生能量約為1.4TeV的μ介子陣雨。產生大約207倍於一個電子(靜止質量)的質量,它們比你的鐵原子核輕得多,而且關鍵一點是它們非常常見。μ介子陣雨的典型值是1μon/cm2/min,而人類頭頂的面積約為150平方釐米。所以,每分鐘有150個μ介子以0.998c+的速度在你的大腦中穿梭。隨著高度的增加,介子陣雨就更多了。1μ介子攜帶的能量相當於1*10^12/18.75=53*10^9的鐵原子。考慮到你頭頂的面積(150cm2),我們得到150(面積)*53*10^9(能量等效)=~8*10^12。

一個鐵原子以時速28000公里射向人類頭部,會有什麼後果?

所以宇宙每天每小時每分鐘在人類頭上做8萬億次實驗。到目前為止,人類似乎沒有受到影響,因為它們太小了!不僅如此,除非它是從不到五百分之一英寸遠的地方“朝你發射”,否則它根本不會射到你。它會從空氣分子上反彈,直到它被“熱化”到鐵原子在室溫下的速度。空氣分子的典型速度約為1800公里/小時(500米/秒),所以它的啟動速度比一般的空氣分子要快。在正常情況下,空氣中分子碰撞之間的平均自由程約為70納米…或0.07微米,所以當它達到1微米時,它將與空氣分子發生15次碰撞。在第一次碰撞之後,它會被擊出“偏離航道”,所以如果它在“向你開槍”時離你不到一微米,它很可能打不到你。如果是這樣,它會像空氣分子一樣落在你身上。所以,當它落在你的皮膚上時,除了在你的皮膚上添加一個鐵原子外,沒有任何效果。

一個鐵原子以時速28000公里射向人類頭部,會有什麼後果?

但是,正如高能“銀河宇宙射線”(GCR)質子撞擊高層大氣時會引起粒子陣雨,同樣,你的鐵原子也會在你的大腦中造成粒子陣雨。你不會注意到,而且很可能不會有永久性的影響。但是粒子陣雨會使你大腦中的一些DNA斷裂,DNA受損的細胞可能會死亡,或者存活下來,甚至會自我修復。但是它發生突變的可能性很小,如果它發生了突變,那麼突變就有可能使它成為癌前病變。GCR產生的突變可能加速了進化的進程,沒有它我們就不會在這裡。但是一般的輻射,包括GCR也會導致癌症。

順便說一句,當你在飛機上時,GCR強度更高,特別是當飛機沿著近極地飛行時,因為我們越來越靠近地球的大氣層,有證據表明它們對飛行員和空姐的視力有永久性的影響。國際空間站的GCR強度仍然更高,在為期9個月的火星之旅中,GCR強度將更高。但目前還沒有切實可行的方法來保護宇航員不受高能GCR的影響,因為所要屏蔽的重量是巨大的。



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