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若一根針以光速撞擊地球,會發生什麼?地球消失還是毫無反應?

每當提到人類想要穿越太陽系到達外星系時,總會用到一個詞,就是光年,這裡的光年就是光在宇宙真空中沿直線經過一年時間的距離,而光速是我們已知最快的速度,足以見得光年的距離有多麼遙遠。

如果現在覬覦地球文明的外星人向地球發射了一根針,但是這根針的速度達到了光速,會發生什麼事呢?地球會不會因此直接被扎穿地心,從中間炸裂開?說到這裡,大家或許會想起劉慈欣小說《三體》中外星文明利用小小的“水滴”直接將人類艦隊打得落花流水的情景,其中水滴運動的速度接近光速,並且質量異常堅硬。不誇張地說,如果外星人想用水滴擊穿地球都是輕而易舉的。

那麼真的有這樣一根針撞向地球,我們能做些什麼呢?假如它真的可以刺穿地球,人類有能力在到達地球之前攔截它?還是提早做好準備從地球逃亡呢?

光速

1972年美國標準局以K.M.Evenson為首的小組宣佈他們以高度複雜的技術對甲烷穩定鐳射完成了測頻,即實現了光頻測量:c=(299 792 456.2±1.1)m/s,精度達3.6×10-9。1973年國際計量局決定取c=299 792 458 m/s作為光速的規定值。

但是通常普通人看一堆數字是無法形象感受光速有多快的,只是覺得數字多了一些而已,舉個簡單的例子經過計算光從月球到達地球只需要1.27s的時間,太陽光到達地球也只需要8min左右,這就是光速的恐怖之處,就在一眨眼的時間之內就會到達。

光速已經是已知最快的速度,但是走出太陽系竟然需要幾十年甚至更多時間,這時候光好像又變慢了。但其實只是參照物變了,我們從地月或者太陽地球的短暫距離換算到了太陽系,甚至更多的天體之間,光的速度就好像沒有那麼快了,原因還是宇宙的範圍過於廣袤

愛因斯坦的相對論當中有提到這樣一個概念,物體的質量與它運動的速度有關,運動的速度越快質量就越大,那麼一根針如果以光速運動,它的質量就不再是一根針的輕重了,而是趨於無窮大

但是愛因斯坦同時又提出了一個相悖的理論,他認為只有靜止質量為0的光子才能以光速運動,一根針在我們看來非常的細小,但是它的質量也決定它無法達到光速進行運動。講到這裡,似乎一根針以光速撞擊地球完全是不可行的,因為它根本無法達到光速,前置條件都無法滿足

那麼在逃脫這種假設之前,我們可以先來了解一下,另一種時常撞擊地球的物體,也就是“隕石”,質量是針數千萬倍的隕石撞擊地球時會發生什麼恐怖的事情呢?

天外來客“隕石”

眾所周知,地球在有人類出現之前,經歷了漫長的演化歲月。科學家們在探討地球的演化歷史時經常會提到地外撞擊,也就是現在所說的隕石撞擊。他們認為地球上的基本構造和一些地貌地因為撞擊而形成的。

地質學家William 認為, 地球形成後曾遭受像水星大小的物體的撞擊, 使地球自轉軸的傾斜角改變 70 ℃, 導致目前地球的氣候帶整個地顛倒過來, 兩極氣候帶將處於目前地球的赤道地區, 而赤道氣候帶則處於目前地球的兩極地區 。

也有不少科學家認為在地球最初形態時,曾經遭到了其它天體的撞擊,這一次撞擊產生了許多的碎片,較大的碎片形成了月球,當然這些也只是推斷,並未得到證實。

但是這些年也有不少有關隕石撞擊地球的事件報道,比如1908年的通古斯大爆炸,發生在俄羅斯境內,這枚隕石的直徑大約50m,它最後並未直接撞擊地面,因為在現場並未發現隕石坑。因此推測它是在空中解體爆炸了,還有不少人說是外星人用UFO在空中與它互撞,使得它解體爆炸,不然它直接撞擊地面造成的衝擊波是人類無法抵擋的。即使這樣它爆炸的威力也相當於15噸TNT當量,破壞性極強。

我國1976年3月在吉林省吉林市附近也發生過隕石撞擊事件,這枚隕石直徑不是很大,在穿過大氣的過程當中碎成了許多小塊,因此墜落時是“隕石雨”,這些隕石將地面砸出了一個直徑2.1米的深坑,最重的達到了1170公斤

一根針的假想

前文提到相對論當中有質量的物體是永遠無法達到光速的,因此一根針以光速好像就不成立了,但是世界上還有許多未知並未被人類解開,我們不妨就像科幻片一樣去假想這種情況,如果發生,地球怎麼樣呢?是消失還是毫無反應?

結合相對論當中速度越快質量越大的說法,這根針在到達地球上方時質量以及達到了無可估量的情況,假設這是它對地球進行撞擊,撞擊的位置又剛好是在地面。地面會被撞出一個深坑,巨大的衝擊力會將附近的城市建築全部夷為平地

這時會有人說那就提前預測好它的撞擊位置進行撤離不就好了?顯然,能夠撤離當然是好的,但是光速使得人類不會有什麼反應的時間,也就是說從這根針出現在地球上方直到撞擊,人類都不會察覺到,各種高科技的裝置由於針本身的質量和光的速度也無法監測,災難只會在頃刻之間發生,沒有逃生預警和撤離的時間

並且根據針本來的形狀我們可以設想,光速執行的針是不是在撞擊時給地球來了個對穿?它能夠直接穿過地球,扎出對稱的兩個洞來,這兩個洞之間的距離,就是地球的直徑。這之後,對穿的洞裡應該會冒出炙熱的熔岩,並且是以噴射的狀態,頃刻間,陸地將被熔岩覆蓋

若一根針以光速撞擊地球,會發生什麼?地球消失還是毫無反應?

那麼如果它撞擊的位置是海上呢?最容易想到的就是,會引發巨大的海嘯,同時扎穿海底的位置出現了巨大的孔洞,熔岩冒出來與海水相遇凝固,海水會不斷地減少,最終海洋也變成了陸地?不過應該不用等到海洋變成陸地,人類文明就會消失在這場巨大的海嘯當中。

迄今為止最大的海嘯是1960年時發生的智利大海嘯,最高的巨浪高達25米,可以隨便將一棟高樓拍碎。那麼這根針光速產生的衝擊波對於海底的震盪,產生的海嘯應該是智利大海嘯的數百倍,到時候巨浪的高度也無法用米來估算。

真實撞擊過程

如前文所想的話,這根針真的以光速撞擊地球足以摧毀人類文明,地球或許不會消失,但是也應該是大變樣了。不過還好都是假想,現實中是不會發生這種情況的。

首先就是針無法達到光速,再者針在撞擊地球時需要先穿過地球上方厚厚的大氣層,在進入大氣層之後它會與大氣產生摩擦,這種摩擦燃起的火焰可以使的它的表面溫度達到3000°,這根普通的針在這個過程中早被燒成渣了。大氣層這個神奇的存在,不止反射了強烈的太陽光給人類舒適的環境,面對外來的威脅時也對人類起到了重要的保護作用。

若一根針以光速撞擊地球,會發生什麼?地球消失還是毫無反應?

太陽系當中除了有八大行星之外,還有許多細小的碎塊,它們和行星一樣也在圍繞著太陽旋轉,當這些碎塊與行星產生撞擊之後就會落入地球,穿過大氣層被分解,墜落地球就變成了隕石。其實地球每天都在承受著無數碎塊的撞擊,我們沒有感受到是因為質量不大的碎塊在撞擊時,經過大氣層就被燃燒分解了,甚至連細小的顆粒可能都不存在,直接化為了灰燼

以隕石墜落的過程來推測這根針撞擊前的境遇,我們得出了它應該會在穿越大氣層時就被分解成了無數個原子對於地球不會有絲毫影響,就像一個小石塊投入大海,甚至都聽不見聲響。

小行星撞擊災難

探討過一根針的假設之後,大家可能覺得大氣層像一個巨大的保護罩將我們保護了起來,因此不會有什麼物體撞擊地球會使得地球遭受打擊甚至毀滅。但是回望人類的發展史,這種單純的想法就會被推翻,曾經的地球霸主“恐龍”在白堊紀到古近紀之間就是因為一顆巨大的行星撞擊地球,慘遭滅絕。據科學家推測,隕石坑的長度大約有200千米

這些年對於小行星撞擊地球的設想又開始變多,甚至有科學家預言下一次小行星路過地球是2060年,當然這個路過是擦身而過還是直接撞上就無從得知了。小行星撞擊地球的速度高於宇宙第二速度,可以達到20km/s,這也就說明它和假設中那根光速的針一樣,從我們看到它出現到撞擊,全程大概就幾秒鐘,而產生的能量相當於100顆氫彈同時爆炸,威力是原子彈的數百倍,無法估量

目前對於小行星撞擊災難提出了許多解決方法,其中可行度較高的就是發射火箭與它相撞,在它到達地球上方之前改變它的執行軌跡,使它與地球擦身而過,不過這種方法也尚在理論階段,並未真正實施。因此如果未來人類真的面臨小行星撞擊,還是束手無策。

結語

原來達到光速的一根針撞擊地球真的會產生毀滅性的打擊,還好它只存在於我們的假設當中。但是不可忽略的就是如果一個質量足夠大的物體撞擊地球,速度不用達到光速也可以摧毀目前的人類文明。這也許就是居安思危的人類一直探索外星,想要移民到其它星球的原因,畢竟災難不知道會在哪一個瞬間就來到,不會給人思考和逃跑的機會。

分類: 家居
時間: 2022-01-06

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