中子星|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?


中子星|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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在6500万年前 , 一颗直径在9.7公里的小行星 , 以40倍音速的速度撞向地球 , 直接终结了恐龙称霸的时代 。 在我们的一般印象里 , 撞向地球的小行星只有足够大 , 才会对地球和生命产生威胁 , 如果太小的话 , 就会在大气层中燃烧殆尽 , 变成漂亮的流星 。
Tips:流星Meteor , 是指运行在星际空间的流星体 , 通常包括宇宙尘埃和固体块等空间物质接近地球时被地球引力吸引 , 在高速穿越地球大气层时发生电子跃迁所产生的光迹 。
但如果我们把这个问题推向极限 , 假设一根接近光速的缝衣针冲向地球 , 究竟是无事发生 , 还是毁天灭地呢?
堪比原子弹的缝衣针
看到这个题目 , 想必不少人已经开始笑了 , 这不是当年那个“雨掉下来为什么砸不死人”的问题的翻版吗?别说接近光速了 , 就是等于光速也不会怎么样 , 比如说太阳光照在人身上 , 除了变暖和之外什么也发生不了 。 但实际上 , 如果真的有根针能接近光速 , 那么它爆发的威力 , 堪比原子弹爆炸 。 想理解这一点 , 我们需要先讲一讲动能的概念 。
Tips:爆炸是指在极短时间内 , 释放出大量能量 , 产生高温 , 并放出大量气体 , 在周围介质中造成高压的化学反应或状态变化 , 同时破坏性极强 。
动能是一个运动物体所蕴含的能量 , 它的大小和两个变量有关 , 也就是重量和速度 , 重量和速度越大 , 这个运动物体的动能就越高 。 我们来举个例子 , 比如说一辆小轿车 , 如果它以20公里每小时的速度撞到一个人 , 那么这个人除了会感觉到疼之外 , 不会有什么生命危险 。 但如果这辆车加速到了60公里每小时 , 就足以把人撞成重伤或者死亡了 。
也就是说 , 在重量不变的情况下 , 这个物体的速度越快杀伤力就越大 。 这也就是为什么只有几克重的子弹弹头 , 用火药打出去就可以取人性命的原因 。 要知道 , 一颗普通子弹的速度也不过是亚音速 , 威力就有这么大 , 而一根接近光速的针 , 速度可是光速的882353倍 , 这个破坏力已经相当可观了 。
Tips:缝衣针 , 缝衣服使用的针 , 分不同尺寸大小 。 也是冰与火之歌中艾德·史塔克次女 , 艾莉亚·史塔克使用的武器 。
也许你会疑惑 , 既然达到光速的东西动能非常大 , 为什么光本身却毫无杀伤力呢?这是因为光子的静质量其实是零 , 所以才没有杀伤力 。 而针虽然小 , 但拥有质量的它 , 蕴含的动能已经大到让人咋舌的地步了 。
我们可以亲自计算一下 , 假设这根针的重量只有0.3克 , 速度达到了99%光速 , 代入计算公式 , Ek=mv2/2可以得到这根针的动能为1.64×10^14 焦耳 。 这大概是个什么概念呢?一吨TNT炸药爆炸释放的能量只有4.2×10^9焦耳 , 所以这根针爆发的能量相当于3.6万吨TNT炸药 。 当年的原子弹小男孩只相当于1.5万吨TNT , 这根针已经相当于两颗小型原子弹了!
【中子星|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?】
Tips:原子弹Atomic bomb , 是核武器之一 , 是利用核反应的光热辐射、冲击波和感生放射性造成杀伤和破坏作用 , 以及大面积放射性污染 , 阻止对方军事行动以达到战略目的的大杀伤力武器 。
也许你会觉得这也没有什么 , 我们的地球有大气层保护 , 这么快的速度 , 一定在大气层中被烧没了 , 不会有什么实际影响 , 那么你大错特错 。 不管这根针变成什么样子 , 这些动能都不会凭空消失 。
地球的大气层非常厚实 , 按照最外面的逃逸层来算 , 厚度可以达到800公里 。 一般的流星速度较慢 , 到了大气热层才会开始燃烧 , 而这根针一开始接触大气 , 就已经开始剧烈反应了 。 在与大气的碰撞中 , 它会被高温气化成铁离子 , 但是它依旧具有质量 , 所以动能并不会消失 , 反而散开形成一个离子团 , 在与空气的碰撞中变成一股巨大的冲击波轰向地球表面 。
Tips:大气层atmosphere , 是因重力关系而围绕着地球的一层混合气体 , 是地球最外部的气体圈层 , 包围着海洋和陆地 , 大气层的厚度大约在1000千米以上 , 但没有明显的界限 。