一根針以光速擊中地球會有什麼後果?

悠悠忽遠


一根針質量約0.2克,如果能達到光速,那麼這根針也就不存在了,因為具有質量的物體是無法達到光速的。但是假設有針的速度真的能達到光速,那後果非常嚴重,因為它能將地球徹底毀滅。

下面我們就來分析一下為何一根具有光速的針能否毀滅整個地球:

看一個物體的毀滅力有多大,無非是從它所具有能量和質量兩個方面來看

首先,從經典物理學上看,一根以光速運動的針所具有的能量和質量不可能摧毀地球。

一根以光速運動的針所具有的能量和質量都不是很大。因為針的質量非常小,大概只有0.2克,可以忽略不計。而根據動能公式:Ek=1/2mv^2,其能量能大約為9×10^12焦耳。地球是一顆極其龐大的天體,總質量達到了6×10^24公斤,根據國外天文學家和科學家Scott Manley最近進行的一項計算顯示:如果想要炸碎一顆像地球這樣的行星的話,至少需要一次性爆發出2.24x 10^32焦耳的能量,遠遠高於針的能量,所以指望靠一根速度達到光速的針的這點能量和質量來摧毀地球這個龐然大物看來不太可能。

而從廣義相對論來看,一根以光速運動的針所具有的能量和質量極有可能毀滅地球乃至宇宙。

我們從廣義相對論知道,物體的總質量包括它的靜質量和動質量,一個物體所具有的動質量可以根據愛因斯坦動質量計算公式:

我們看到,當一根針以光速運動時,它的動質量會變得越來越大,當速度無限接近光速時,分母無限趨近於零,而分子作為靜質量0.2克是固定的,此時這根針所具有的動質量趨近於無限大的。

同時,物體具有的能量可以依據愛因斯坦動能計算公式:

當這根針以光速運動時,它的動能會變得越來越大,當速度無限接近光速時,分母無限趨近於零,而分子作為靜質量0.2克是固定的,因此此時這根針所具有的能量趨近於無限大。

因此,當一根針的速度無限接近於光速時,它所具有質量和能量都是無限大的,而地球的總質量和總能量卻是有限的。以一個質量和能量都是無限大的物體來撞擊一個有限質量和能量的物體,那結果可想而知,不僅僅是地球,就算是撞向任何星球乃至整個宇宙,後果都將是統統毀滅。

但是我們無需恐慌,這種假設是根本不會出現的,因為把一根針加速到光速運動需要無限大的能量,而這個無限大的能量又有誰能夠提供呢?

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科學探秘007


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


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


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


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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