一個10kg重的鐵球,用光速撞擊地球,能把地球撞穿嗎?

袖手旁觀y


又是一個用“達到光速”或“超越光速”來設想的問題!

首先,有靜質量的物體是不可能達到光速的,這點我們都清楚。其次,就算是假設達到光速,也不會撞穿地球!

為何這樣說!

很簡單,理論上計算,鐵球達到光速需要無窮多的能量,如此多的能量從哪裡來?恐怕整個宇宙的能量用上都不夠!

還有,即使不考慮能量問題假設鐵球達到光速,也不能撞穿地球,因為達到光速的只能是沒有靜質量的光子,所以,如果鐵球達到光速它本身也會變成光子之類的微粒,對地球幾乎不會有任何影響。我們每天都在享受著光子的衝擊,但幾乎不會有任何影響!

或許有人會說,假設鐵球達到光速,又不會變成光子,還是鐵球,這樣的話,不要說地球了,整個宇宙都承受不起!

所以,放棄任何在絕對速度上達到過超越光速的想法吧,起碼在現有的物理定律體系下沒有任何可能,也沒有意義。除非你能打破現有物理理論,發現並建立一套完整的完全不同的大自然法則,不然不要在超越光速的道路上越走越遠!


宇宙探索


如果10 kg重的鐵球以光速撞擊地球,地球不僅僅只是被撞穿的問題,而是被完全撞毀。這是因為以光速運動的鐵球具有無窮大的動能,一個小小的地球怎能抵擋得住。事實上,任何具有靜止質量的物體以光速撞向地球,都會導致地球毀滅。根據狹義相對論,物體的質量會隨著運動速度的增加而增加,它們之間的關係如下:

其中M是運動質量,m是靜止質量,v是速度,c是光速。

這個公式告訴我們,物體的運動速度無限趨於光速時,它的質量將會變為無窮大。再根據狹義相對論的動能公式:

E=Mc^2-mc^2

從上式中可以看到,無限接近光速運動的物體具有無限大的動能。因此,以光速運動的鐵球具有毀滅性的能量,摧毀地球輕而易舉。

不過,在現實中,鐵球是不可能被加速到光速的。這是因為以光速運動的鐵球具有無限大的動能,也就是說需要無限多的能量才能使鐵球的速度達到光速,這當然是不可能的。

雖然鐵球無法達到光速,但只要速度足夠快,其能量足夠高,那麼,鐵球就足以摧毀地球。組成地球的物質通過引力作用結合在一起,這種能量被稱為地球的重力結合能。如果能夠克服地球的重力結合能,則地球就能被摧毀。假如地球是一個密度均勻的球體,它的重力結合能U由如下公式給出:

U=3GM^2/(5r)

其中G是萬有引力常數,M是地球的質量,r是地球半徑。

代入數值,可以算出地球的重力結合能為2.242×10^32 J。那麼,如果這些能量被用於加速10 kg重的鐵球,則鐵球獲得的速度可通過下式計算出來:

E=Mc^2-mc^2=[1/√(1-v^2/c^2)-1]mc^2=2.242×10^32 J

解得v=0.999999999999999999999999999992c。因此,想要摧毀地球,真不是一件容易的事情。


火星一號


因為愛因斯坦不允許有靜質量的物質達到光速,所以如果非要達到,那麼鐵球可能就要轉化成光子形態,即以光的形式撞擊地球。



這裡我們換算一下,光子的相對論質量是hv/c2。10公斤鐵球轉化的光子個數是:

10*c2/hv,總能量為:mc2=10*c2=9*10^17J。

假如光的波長是400nm,則光子個數為:3.4*10^59個。雖然看著光子個數挺多,但是地球每秒鐘接受太陽的光子數都在6.8*10^61個。故而,這種形式的鐵球撞擊到地球上,也就是給地球撓個癢癢,把照射的不分燒灼一下而已。



但是,如果題主說的是無限接近光速,這個相對論允許,那麼如此高的速度,我覺得會把地球裝個窟窿。而且還會把自身巨大的動能傳遞一部分給地球,地球會快速地運動。



如果是朝著太陽撞擊,地球會會快速飛向太陽。如果不是,地球獲得足夠動能,會脫離太陽系變成流浪行星。


PhD肖


一切的假設建立在如果上,如果真有一個十千克重的鐵球以光速撞擊地球的話,就不單單是撞穿那麼簡單了。

一個物體,物體的運動越大,所攜帶的動能越強,質量越大,如果力量可以,不妨試試。你對著秤打一拳,可能瞬間秤上現實的質量比你自己還重。再比如小小子彈,拿了砸人和拿槍打出來是兩碼事。這就是速度決定。


當速度無限趨於光速時,它的質量將會變為無窮大。無限接近光速運動的物體具有無限大的動能。因此,以光速運動的鐵球具有毀滅性的能量,再無窮大質量和無窮大動能下,可以輕鬆摧毀地球。


但是這只是假設,因為這是不可能達到的速度。在具有光速,具有無窮大的質量,能量,動能下,意味著也需要無窮大的加速能量。不然二者不成立,因為任何能量都不可能憑空產生。事實上,所有物質都不可能達到這種速度。


良良引力波


如果真能如你所說,別說是地球了,就是整個宇宙都不夠你炸的,這個能量與破壞程度將不亞於真空衰變,總歸就是讓宇宙重啟唄。

我們都知道,鐵球是無法被加速至光速的,因為這會耗費無窮無盡的能量,似乎還是辦不到。由下圖的動質量與速度的關係式可知:

M即為運動中的物體的動質量,也可稱之為相對論質量,m為物體的靜止質量,即一個物體在相對於我們靜止時,所測得的質量,c為光速。

由此可知,當速度v不斷增加時,動質量M是不斷增加的,當速度v逼近光速c時,動質量M可以達到無窮大。

這意味著,如果想要再讓它加速,則需要提供無窮大的能量來讓它加速,顯然這是不可能的。無窮大的能量到底是多少,不知道,也許整個宇宙作為能量來源都不夠。

所以,這個鐵球所帶來的能量將與整個宇宙總能量相媲美,宛如當初的宇宙大爆炸,宇宙迎來一次嶄新的重生。

最後再說一次吧,一切擁有靜止質量的物體無法通過加速的方式使其達到或超越光速,這是完全不可能的。


一枚遊戲科幻迷


說的都是廢話,都沒搞清楚假設。再來一次假設:如果一個10kg的鐵球以光速運動,砸向地球,能把地球砸穿嗎? 相對於鐵球,地球的速度可估算為1,也就是說地球相對於鐵球靜止。來看鐵球有多大能量,E=mc^2=10*(3*10^8)^2=9*10^16,再用低速動能方程來看地球能量,e=mv=1*6*10^24。鐵球衝撞引起的地球速度變化參照m1v1=m2v2,由經計算由於鐵球動能與地球相比實在太小,故即使是光速衝撞也僅僅改變了地球0.0000005m/s的運動速度。那麼到底能不能擊穿地球?我們可以知道一個東西能不能擊穿另一個東西主要取決於運動物體的衝擊力,被衝擊物的堅硬程度和厚度。地球的成分含有大量金屬,內核更是高密度、高溫帶,加之鐵球與周圍摩擦,鐵球要貫穿地球是非常困難的,因為它可能在接觸的瞬間爆炸並超高溫融化了自身。


哈嘍風清揚


大家都被這個10kg迷惑了,認為10kg的鐵球體積小所以撞擊威力也一定小。,然而忽略了光速。

1.撞擊威力大小跟體積沒有關係,只跟質量有關係,而質量跟體積並不完全成正比。

2.根據現有的物理知識可知10kg的鐵球在達到光速時,鐵球的能量會變的無限大,能量等價於質量,所以光速鐵球的質量也是無限大。所以光速鐵球質量>宇宙總質量。

3.一個比宇宙質量還大的鐵球撞擊地球結果當然是地球灰飛煙滅啦😄



玉米



首先,回答這個問題,有一個公式一定要知道E=mv²/2,然後我們就進入正題。

根據相對論,鐵球火速撞地球,也可以說成地球光速撞鐵球這樣就可以比較

E地=5.965×10^24kg×299792458m/s/2

E貼=10kg×299792458m/s/2

一目瞭然,二者的動能是無法比較的


接下來,密度呢?

ρ鐵:7.9×10³kg/m³

ρ地球:5.5×10³kg/m³(和木頭差不多)

可以看到二者相差不大

這樣就可以得出一個結論,鐵塊撞上木頭,而且是一塊厚度6378km的木頭,能撞斷嗎?顯然是不可能的!最後,鐵塊會被卡在地球裡,成為地球的一部分。

另外,根據狹義相對論的結論,物體達到光速,時間就會變慢,如果嘗過,那就會時光倒流,這就說明樓主的假設根本就是不成立的!那個鐵球永遠都不會裝向地球的


那年那兔我不在


看了這個問題,我突然意識到,封神榜裡通天教主最後面對失敗的時候想要孤注一擲,曾說想要重啟宇宙,很可能用的就是這個方法,將手上有質量的法寶用自己渾身力氣擲出去,只要無限接近光速,那麼不光地球,宇宙就會重啟,一切現存都將不再存在。


道長風華


假設這個鐵球以超光速撞擊地球會是怎樣?咋樣,我這個假設是不是讓大家絕望了,有些人又起鬨了,看題目,別人只是說假設[酷拽]…你就按假設的分析啊。我這個假設重新刷新人類的認知,是不是很牛逼[愛慕]


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