如果一根针以光速撞击地球,会发生什么?地球消失还是毫无反应
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原标题:如果一根针以光速撞击地球,会发生什么?地球消失还是毫无反应

宇宙充满各种危险。对于地球来说,最直接的威胁就是小天体的撞击。在太阳系中,存在着大量与地球敌对的小天体。如果你不注意它们,它们可能会重创地球。

我们都知道,小天体对地球的影响是非常强大的。比如大约6600万年前,一颗小行星撞击地球后,直接将地球上的恐龙灭绝了。为什么他们如此强大??答案是它们非常快。一般来说,这些小天体的速度很容易达到每秒数万米,因此它们都具有巨大的动能。

通过动能公式Ek=1/2xmv^2(其中m代表质量,v代表速度),我们可以看出,虽然质量和速度都会影响物体的动能,但是速度对动能的影响是显然要大得多。这不禁让人疑惑,如果一个质量很小的物体以极快的速度撞击地球会怎样?具体来说,如果一根针以光速撞击地球会发生什么?让我们在下面讨论它。

光速已知,我们可以将针的质量设为0.2克。根据上面的动能公式,我们可以计算出这根针的动能约为9万亿焦耳(9x10^12J),这看似威力巨大,但实际上远不如核爆炸威力大。例如,“小男孩”核弹释放了大约63万亿焦耳(6.3x10^13J)的能量。

此外,地球仍然受到大气层的保护。可以想象,这根以光速运动的针进入大气层的那一刻,会因为高温而像流星一样解体,动能只能在地球上释放。大气层之上。由此我们似乎可以推断出,即使一根针以光速撞击地球,也不会对地球造成任何影响。

然而,爱因斯坦的理论告诉我们,上述推测是错误的,原因有二,第一:所有具有静止质量的物质都不能加速到光速,最多只能无限接近光速;第二:当物体的速度接近光速时,它的相对论质量会变得非常大,所以必须用相应的公式来计算物体的动能(如下图,其中m0是物体的静质量,v是物体的速度,c是光速)。

从上面的公式我们可以看出,当物体的速度不断接近光速时,它的动能也会呈指数增长。需要指出的是,这个公式已经被科学家观察到的大量现象所证实。最有趣的例子是,1991年,犹他大学的高分辨率宇宙粒子探测器发现了一个速度非常快的粒子(速度非常快的可能是质子),其速度达到了光速

99.9999999999999999999999999.9999999999999999999951%,研究数据表明,这种粒子的能量高达30×10^20eV,相当于一个以每小时100公里的速度飞行的棒球的动能。

考虑到针是一个有静止质量的物体,这个针的速度只能无限接近光速,而不能以光速撞击地球,所以我们只能把问题修改为:针可以只能以无限接近光速的速度运动。撞击地球会有什么后果?

从理论上讲,针打地球时,大致可分为三种。首先是它在大气层中因为高温解体,它的能量会释放到大气层中,一部分会直接撞击地球。它撞击地球表面,地球将承受它所有的能量。三是直接穿过地球,地球只会承受一部分能量。

根据爱因斯坦给出的公式,我们可以清楚地看到,当物体的速度无限接近光速时,其动能也会无限增加。很明显,当针击中地球时,它也具有无限的能量。所以可以说,不管是以上哪种情况,针头都会向地球释放无限能量(因为无限能量怎么分还是无限),后果就是地球被抹杀瞬间出来。

当然,宇宙中不可能存在所谓的“无限能量”,所以这种情况也只能存在于我们的想象中。值得一提的是,地球的引力结合能约为2.25x10^32焦耳。一旦地球承受的外部能量超过这个数值,构成地球的物质就会分崩离析,不再被重力凝聚。大家有兴趣可以自己算算。当这根针的速度达到时,它能有多少能量?

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【凤凰华人资讯网综合报道】
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