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深圳电商运营培训 一个鸡蛋以50%光速砸向地球,会气化地球或毁灭人类吗?

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先说答案:不会,但会给地球生态造成一定危害。为什么呢?欢迎一起来探讨。

质增效应限制物质运动速度不可达到光速。

光速是我们世界的一根不可逾越的杠杠,这个世界上任何有静质量的物质都无法达到光速,这是爱因斯坦广义相对论做出的一个假设。这个科学假设经历了100多年观测发现和实验的检验,依然牢不可破,只有无数的证据,而没有一例反证。

但宇宙中物质速度达到一半光速是完全可能的,因此这枚达到光速1半的鸡蛋假设是成立的。物质运动遵循质速关系公式,表述为:M=m/√[1-(v/c)^2]。这里,M为物质的运动质量,单位kg(千克);m为物质的静质量,单位kg;v为运动速度,单位m(米),c为光速,可取近似值/s(米/秒)。

根据这个公式,物质运动达到光速所需动能和达到的动质量就无限大,因此是不可行的。但质速关系只是在趋近光速时才会变得越来越明显,光速一半时表现并不明显。如果一枚鸡蛋重量为60g,也就是0.06kg,根据质速关系式,其动质量只有约0.069kg,质增效应只有约15%。

物质运动达到光速一半时,动能会很大。

虽然光速一半时,物体的动质量变化不是很明显,但动能是很大的。计算物体动能的公式有两个,一个是相对论动能公式,表达为:Eκ=m0c^2/√[1-(v/c)^2]-m0c^2;另一个是经典物理学动能公式,表达为:Eκ=1/2m0v^2。这里面Eκ都是表达动能,单位为J(焦耳);m0为物体静质量,v为物体速度,c为光速。

根据相对论公式,我们可以计算出这颗60g的鸡蛋,以一半光速砸向地球时,撞击能量约为8.36×10^14J,而根据经典物理学动能公式计算,撞击的能量约为6.75×10^14J。

这个能量有多大呢?我们换算成炸药的当量,1吨炸药的威力相当,也就是4.18×10^9J。那么,根据相对论公式计算出来的鸡蛋动能约相当20万吨TNT炸药的威力;按照经典物理学动能公式计算出来能量约相当16万多吨TNT炸药的威力。

这个能量有多大呢?世界上第一颗投放在广岛的原子弹约1.3万吨当量,也就是说这枚以光速一半砸中地球的鸡蛋,相当于12~15颗广岛原子弹当量,这种破坏力可以毁灭一个大型城市。如今的核弹头当量一般都在10万吨~50万吨之间,因此这枚鸡蛋的威力只相当于如今一颗中小型核弹头,目前全世界大大小小核弹头总量约有50000枚。

鸡蛋会在大气层烧毁吗?

有人认为,这枚鸡蛋如果从太空袭来,在大气层就会被烧毁了,到不了地表;甚至有人认为掉到了海里就会被海水吸收了,对地球生态基本没有威胁。这种认识是错误的,因为这种认识完全没有考虑到这么大的速度和冲击波。

要知道所有的流星小行星撞击地球,速度都只在每秒数十千米,如果一个鸡蛋大的流星通过大气层,当然只有被烧毁的结局。但这颗鸡蛋以光速50%撞上地球,它有烧毁的时间吗?它即便烧毁了,对大气层或者海洋的冲击波有多大,你知道吗?

我没有具体去测算有多大冲击波和力量,但我知道,超新星大爆发就是由于速度冲击波导致的。恒星演化晚期,中心没有了辐射压抵御重力压,恒星外围气体以光速10%的速度坍缩冲击铁核,被铁核以差不多的速度反弹回来,这种冲击的能量非常惊人,结果就是热核失控导致核心崩溃,以超新星爆发形式释放能量。

超新星爆发的温度可达100~1000亿度,高温高压导致了一系列铁以上元素的核聚变,才生成了我们世界已知的118种元素。这枚鸡蛋可是以光速50%速度砸向地球啊,它通过1000km的大气层只需要300分之一秒,即便来得及被气化掉,冲击地球的能量也不可小觑,绝不会小于前面所计算的当量。

那么这枚鸡蛋会让地球崩溃吗?

我想大概不至于,因为它的质量毕竟较小,即便增大10倍的力量,也只有200万吨TNT当量。全球人类的核弹加起来约有50000枚,总当量约120亿吨。即便所有的核弹投放在世界各地同时爆炸,可能会摧毁人类和生态,但地球一根毛也伤不着,它会照样转,过了若干万年后,又会一片生机勃勃起来。

6500万年前,那颗撞击地球、导致恐龙退出历史舞台的小行星约10千米直径,撞击速度约光速的万分之一,撞击总能量约达到100万亿吨TNT当量,是如今人类拥有所有核弹总当量的近万倍。结果只在墨西哥尤卡坦半岛上留下了一个约300千米直径的陨石坑。恐龙等大型爬行动物渐渐灭绝了,几百万年后,地球又生机勃发。

只不过生命进化的走向从此改变了,爬行动物式微了,哺乳动物成为世界的宠儿,而人类从中脱颖而出,成为世界的主宰。因此如果真有这么一枚以50%光速砸向地球的鸡蛋,对人类来说,当然是一场很大灾难,但请放心,人类不会退出历史舞台,依然是这个世界的主宰。

就是这样,欢迎讨论,感谢阅读。

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