假如一根针光速撞向了地球
如果真的会出现“针撞地球”事件的话 , 我们可能需要先考虑针的锻造材质是什么 。 假如说是一根铁针的话 , 别说是一根针 , 就即使是一颗几千克的铁球飞过来可能也不会给地球造成影响 , 是否会给地球造成影响的并不取决于撞来的物体的质量 , 而是要考虑宇宙当中的物质以及大气层的组成 。
举个例子 , 根据能量转化公式我们可以得知 , 在自然条件之下 , 足量的动能并不能无损耗的转化为相当的势能 , 这是由于空气当中也含有物质和原子 , 会对能量的转化产生一定的损耗 。 所以如果一个物质高速向地球飞来的话 , 我们假设这个物质就是一根针 , 它在遥远的飞行过程当中 , 不断撞击太空当中的氢原子 , 撞击也在不断地损耗其冲击携带的动能 。 等其飞到大气层外层了 , 可能这根针的速度已经被降到很慢了 。
如果这根针还没有停下来的话 , 跌入大气层之后面临的结果极有可能是灰飞烟灭 , 而地球毫无变化 。 因为作为地球的保护层——大气层当中含有大量的气体物质 。 每年从宇宙飞向地球的陨石碎片以及飞行器残骸数不胜数 , 但是大气层根本不会给他们留下接近地球表面的机会 , 一般这些物质都会在落在大气层之前与大气层发生剧烈的摩擦 , 最终被燃烧损耗得一干二净 。
并且针的锻造物质如果是铁的话 , 空气当中的氧元素和氮元素还会和它产生反应 , 爆发的热量甚至可以直接让这根针燃烧起来或者是原地爆炸 。
然而上述情况是在有大气层以及太空当中其他物质的阻挡之下这根铁针的结果 , 如果没有物质损耗这根针的动能 , 也没有气体原子摩擦减少这根针的质量的话 , 这根针携带的势能就足以将地球击穿 , 甚至因大爆炸消失 。
之所以会导致如此严重的后果 , 是因为我们的假设是“一根针光速撞向地球” 。 如果只是一根针的话可能还没有这么可怕 , 但是光速指的是光子移动的速度 , 光速是我们目前已知物体飞行的最快速度 。 速度越快其携带的动能也越大 , 所以一根针带来的威胁也不容小觑 。
然而这个假设的实现可能并不大 , 根据爱因斯坦的相对论我们可以得知 , 一个物体的质量和其运动的速度是相关的 , 运动的速度越快质量也就越大 , 如果说一根针可以以光速运动的话 , 那么这根针携带的重量应该是趋于无穷大的 , 所以说这样的一个物体撞上地球的话将给地球带来毁灭性的打击 。
但是爱因斯塔随即又提出了一个悖论 , 他认为只有在静止时质量为零的物质才能以光速运行 , 比如说光子 , 所以即使是一根针 , 它的质量也绝不可能等于零 , 这也决定了这根针根本无法光速飞行 。
所以如果以较为严谨的角度来考察这个问题的话 , 我们就可以发现这个问题根本无法令人仔细推敲 , 首先爱因斯坦的相对论告诉我们这个命题是不可能实现的 , 因为可以光速飞行的物质必须要满足静止时质量等于零 。
并且即使满足以超高速飞行的条件 , 由于力的作用是相互的 , 所以在这根针飞行时候强大的阻力也会逐步削弱针的动能 。 再加上大气当中空气的阻挡 , 这根针很快就会燃烧起来 , 消失得无影无踪 。
但是我们之所以可以得到这个结论是因为爱因斯坦的相对论以及我们目前物理学所研究的深度给予我们可以推翻这个命题的理论支撑 , 如果没有相对论的话 , 或者假如在以后有其他的结论可以推翻相对论的话 , 到时候这一命题可能就需要重新考虑了 。
地球遭遇的撞击事件
虽然“针撞地球” , 给地球造成毁灭性伤害的情况几乎不可能发生 , 但是我们的生活并非就此高枕无忧 。 因为在历史上地球曾经有多次都几乎要面临被小行星或者陨石撞击的风险 。
就现在而言我们生活的环境还是比较安全的 , 因为地球有一个天然的“守护星”——木星 。 木星在太阳系中担任的角色一直非常的重要 , 我们知道目前太阳系当中有八大行星 , 但是在太阳系诞生的最早阶段 , 太阳系当中的行星最起码有上百颗 。
太阳系内部的行星都是在同一平面并且同向运转 , 但是当时的行星轨道非常不稳定 , 由于木星体积大引力强 , 大多数轨道不稳定的行星都被“拉过去”消灭掉了 , 最终剩下如今的八大行星 。
并且之所以现在地球这么稳定 , 不受“天外来客”的威胁 , 也是缘于木星的强大吸引力 。 有研究认为如果不是木星的保护 , 很有可能在1994年地球就已经又遭受行星撞击的威胁了 。
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