如果一根针以光速撞击地球,会发生什么事情?
如果一根针以光速撞击地球,会发生什么事情?下面就我们来针对这个问题进行一番探讨,希望这些内容能够帮到有需要的朋友们。
宇宙空间中弥漫着各种各样的风险,针对地球来讲,最立即的危害便是小星体的碰撞。在太阳系中普遍存在着很多的对地球心怀不轨的小星体,稍不留意他们就有可能会重重地向地球撞来。
众所周知,小星体撞击地球的破坏力是十分很大的,例如在大概6600百万年,一颗行星在撞击地球后,就立即将霸王龙从地球上抹去了,为何他们会具备如此杀伤力呢?回答便是他们的速度迅速,一般来讲,这种小星体速度都能够轻轻松松地做到每秒数十万米,因而他们都具有了很大的动能。
根据动能公式计算Ek=1/2xmv^2(在其中m意味着品质,v意味着速度)我们可以见到,尽管品质和速度都是会影响到物件动能的尺寸,但速度对动能的危害显著要大很多。这不免令人好奇心,倘若一个品质不大的物件以飞快的速度撞击地球会怎么样?实际点讲便是,一根针以光速撞击地球会产生哪些不良影响?下边咱们就来讨论一下。
光速是给定的,一根针的品质我们可以将其设成0.2克,依据上述的动能公式计算我们可以测算出,这一根针具有了差不多9万亿元焦耳(9x10^12J)的动能,这看起来仿佛很厉害,但其实其杀伤力却远不如一次核爆炸,例如当初的“男孩儿”核弹头就释放出来了大概63万亿元焦耳(6.3x10^13J)的动能。
再说了,地球也有空气的维护,可以想像的是,在这一根以光速健身运动的针进到地球大气层的一瞬间,便会像流星雨一样由于高温而解散,其具有的动能也就只有释放出来在地球地球大气层的顶部。从而大家好像可以推断出,即使一根针以光速撞击地球,它也不会对地球导致哪些影响。
殊不知爱因斯坦的基础理论却告知大家,以上的推断是失误的,缘故有二,第一:但凡具备静品质的化学物质都不太可能被加快到光速,较多只有无尽地贴近光速;第二:当一个物质的速度贴近光速时,其广义相对论品质便会变的特别大,因而需要用对应的表达式来实现测算这一物质的动能(如下图所示,在其中m0为物件的静品质,v为物件的速度,c为光速)。从上边这一公式计算中我们可以看得出,当一个物质的速度在不断贴近光速时,其动能也会随着指数级地提升。
必须强调的是,该公式计算早就被专家观察到的很多状况所确认,最好玩儿的案例便是在1991年的情况下,犹他州大学的高辨别宇宙空间颗粒探测仪发觉了一个速度非常高的颗粒(很可能是一个反质子),其速度做到了光速的99.99999999999999999999951%,科学研究信息说明,该颗粒的力量达到30×10^20eV,等同于一个以每小时100千米的速度航行的篮球所拥有的动能。
充分考虑针是具备静止不动品质的物件,因而这一根针的速度就只有无尽地贴近光速,而不可以以光速撞击地球,因此大家就只有将问题改动为:一根针以无穷大光速的速度撞击地球会产生哪些不良影响?
理论上讲,这一根针撞击地球时的情形大概可以分成三种,第一是在地球大气层中由于高温而解散,其动能会释放出来到地球大气层中,而这其中的一部分将立即打中地球,第二是撞到地球表层,地球将承担其所有的动能,第三是立即越过地球,地球也只承担一部分动能。
依据爱因斯坦得出的公式计算,我们可以清晰地见到,当一个物质的速度无穷大光速时,其动能也会随着无尽地提升,不言而喻的是,当这一根针撞击地球的情况下,也就具有了无穷的动能。因而可以说,无论是以上的哪一种状况,这一根针都是会将无尽的力量施放到地球上(由于无尽的动能无论怎么分都仍然是无尽),其结果便是地球在一瞬间烟消云散。
当然,宇宙空间中是无法存有所说的“无尽动能”的,因而这类情况只很有可能出现于人们的想像中。值得一提的是,地球的吸引力结合能大概为2.25x10^32焦耳,一旦地球承担的外界动能超出这一标值,构成地球的成分便会土崩瓦解,而且再也不凭着吸引力而凝结起来,大伙儿有兴趣爱好得话可以亲自算一算,当这一根针的速度做到多少时就可以具有这么多的动能?
也许这正是宇宙规则,人类没有那么容易的就能达到光速,因为以人类目前的文明程度,以及对地球的掌控来看,人类如果轻易的掌握了光速的话,才会是更大的威胁,而不是如同人类预想的那般离开太阳系。