把一根針加速到光速,然後撞擊地球,人類會被毀滅嗎?

當一根針以光速撞擊地球時會發生什麼?

光速是目前宇宙中公認的最快速度,它的真空中的速度達3億米每秒,而想要把物體加速這個速度,以人類目前的技術絕對不可能,加速到光速需要非常苛刻的條件,動能方程告訴我們,只要物體靜止時質量不為0,當它無限接近光速時,質量就會趨於無窮大。在現實中,這顯然是不可能的。不過現實無法禁錮我們的想象,假設把一根針加速到光速,然後撞擊地球,會發生什麼情況,人類會被毀滅嗎?

把一根針加速到光速,然後撞擊地球,人類會被毀滅嗎?

有人認為假設發生了這種狀況,那麼每個人都會死,針的平均質量約為1克左右,我們星球的質量是巨大的5。9 × 10^24公斤,針正在以光速移動,約為3億米/秒,地球的運動速度要慢得多,30000米/秒。如果你用動量守恆,你會發現,兩者之間沒有反應。儘管指標移動的速度如此之快,但地球的質量相對來說是如此巨大。然而,根據相對論,當一個物體接近光速時,它的動量就接近無窮大。正因為如此,以光速運動的粒子與物體的質量或速度無關,因為它的動量是無窮大的,碰撞會導致大量動能的損失。這種動能波,加上碰撞的衝擊力,很可能會摧毀我們的星球以及上面所有的生命。

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但是以科學的方法來講,就算是一名物理學家來講,這也是不可能的。首先,一根以光速執行的針不可能存在於這個宇宙中,也許也不可能存在於其他宇宙中。但如果有那樣的針存在,我很難想象地球會爆炸。因為針的慣性將無限針穿過地殼,地幔和地核,然後地球的另一邊出來,我不相信地球會爆炸,因為地球沒有從那個針中獲得任何能量。針會在瞬間內穿過然後離開,我們可能永遠都不會知道發生了什麼。

但是一根“針”能夠以光速運動的唯一方式是沒有質量的情況下,因為不可能將一個物體加速到光速。我們唯一的選擇是將針變成一束純潔之光,以便它能以光速旅行,然後意味著針不是針了。

把一根針加速到光速,然後撞擊地球,人類會被毀滅嗎?

如果我們把一根針的靜止質量取為10克,並把它轉換成能量,我們得到一束光,大約有899萬億焦耳的能量。這是相當大的能量,相當於大約21。5萬噸TNT,但它肯定不會毀滅地球。作為參考,著名的“沙皇炸彈”就沒有摧毀地球,但卻釋放了5000萬噸TNT當量的能量。

所以總結下來,首先,任何質量非零的物體在慣性參照物中都不可能有光速。這不是“技術”上的不可能,而是現實中的不可能。但如果針有那麼快的速度,我仍然不相信地球會爆炸,它只能被穿透而不會造成很大傷害。

把一根針加速到光速,然後撞擊地球,人類會被毀滅嗎?

要阻止一個具有如此巨大動量的物體(針),需要一個幾乎無窮大的力,因為這個力,在這種情況下,由地球分子給出,可以在有限的時間間隔內作用。在這過程中,針的減速可以忽略不計;它的意思是,它會保持它的整個動量,或者說,它穿過行星後,它的整個動能幾乎沒有減少。

當然,如果針像子彈一樣尖端設計一個凹槽,這樣它們就有可能會在目標內部開啟並分裂成碎片,這樣它們就會向目標釋放更多的動能。但如果是正常的針,地球不會發生任何事。這是因為如果它達到了光速,針將不再是有質量的針,而是會變成純能量,至於人類更不可能會被毀滅。