一個10kg重的鐵球,用光速撞擊地球,能把地球撞穿嗎?


如果10 kg重的鐵球以光速撞擊地球,地球不僅僅只是被撞穿的問題,而是被完全撞毀。這是因為以光速運動的鐵球具有無窮大的動能,一個小小的地球怎能抵擋得住。事實上,任何具有靜止質量的物體以光速撞向地球,都會導致地球毀滅。根據狹義相對論,物體的質量會隨著運動速度的增加而增加,它們之間的關係如下:

其中M是運動質量,m是靜止質量,v是速度,c是光速。

這個公式告訴我們,物體的運動速度無限趨於光速時,它的質量將會變為無窮大。再根據狹義相對論的動能公式:

E=Mc^2-mc^2

從上式中可以看到,無限接近光速運動的物體具有無限大的動能。因此,以光速運動的鐵球具有毀滅性的能量,摧毀地球輕而易舉。

不過,在現實中,鐵球是不可能被加速到光速的。這是因為以光速運動的鐵球具有無限大的動能,也就是說需要無限多的能量才能使鐵球的速度達到光速,這當然是不可能的。

雖然鐵球無法達到光速,但只要速度足夠快,其能量足夠高,那麼,鐵球就足以摧毀地球。組成地球的物質通過引力作用結合在一起,這種能量被稱為地球的重力結合能。如果能夠克服地球的重力結合能,則地球就能被摧毀。假如地球是一個密度均勻的球體,它的重力結合能U由如下公式給出:

U=3GM^2/(5r)

其中G是萬有引力常數,M是地球的質量,r是地球半徑。

代入數值,可以算出地球的重力結合能為2.242×10^32 J。那麼,如果這些能量被用於加速10 kg重的鐵球,則鐵球獲得的速度可通過下式計算出來:

E=Mc^2-mc^2=[1/√(1-v^2/c^2)-1]mc^2=2.242×10^32 J

解得v=0.999999999999999999999999999992c。因此,想要摧毀地球,真不是一件容易的事情。


我們經常能聽見「光速」這一詞,但是光速到底有多快,誰也沒個概念,只能知道是很快很快的那種,快到停不下來。

那麼當一個質量為10kg的鐵球,以接近光速的速度撞擊地球時,會發生什麼事呢?

10kg的鐵球有多重,相當於是一大桶油的重量。

從理論上說,鐵球是無法到達地球的,因為宇宙中存在許多遊離態的氫原子,鐵球以光速撞擊氫原子時,會發生一系列的反應,最終鐵球的速度會越來越小,直到以一個比較小的速度撞擊到地球。

當然在這裡,我們不考慮宇宙中的星級物質,鐵球還是以光速朝地球砸來,鐵球會先進入大氣層。

大氣層中含有大量的氣體,在鐵球的光速作用下,氣體會被極速的擠壓到鐵球表面聚攏,然後發生聚變。

這威力相當於一顆氫彈的爆炸,直接就把鐵球炸成了渣渣,就算100kg的鐵球也一樣,我們在房裡睡覺時抖都不會抖一下,在外面行走的路人也只會看到一朵很靚的煙花。

那是不是就毫無影響呢?

還是有那麼一丟丟影響的,由於撞擊速度太快,地球自轉和公轉速度會發生變化,當然這個變化也只是一丟丟,小到你無法想像。

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頭條能不能錄點有營養的問題。各位物理大濕在回答這種問題前能不能也先別急著裝逼而把最簡單的錯誤指出來呢?……這問題最根本的錯誤就是:一切有質量的物體都無法達到或超過光速。有質量的物體,那怕只是一個原子,要達到光速需要無限的能量;如果用有限的能量作用於物體,則需要無限的時間才能加速至光速——也就是永遠無法達到光速,即使用盡整個宇宙的能量。那又怎麼可能有鐵球用光速撞擊地球呢?如果問題改成「高亞光速」興許還有點道理。如果是這樣,如果是1公斤也好還是10公斤也好,關鍵都看得是能量而不是質量,質量和能量因為是等效的,在高速飛行的物體下直接問的就是能量了。0.9c的物質和0.9999999c的物質,能量相差N個數量級。任何有質量的微觀粒子,也都問的是能量而不是質量。實際上,如具有靜止質量的中微子,不同的中微子能量都差多個數量級,就在與時是0.999999c還是0.9999999999999c而已。10kg的物體鐵球接近光速?那拜託它的等效質量早就遠超10kg了,LHC的質子等效質量都可以很大很大。如果問的是靜止質量還有點意義。但你到底要多快?不可能等於c,要麼0.99c要麼0.9999c,差一點,能量都差N個數量級。先不說問題多傻了。不過假設一個靜止質量為10公斤的鐵球,以高亞光速,假設為0.99c撞擊地球。那麼簡單的相對論公式,其等效質量會被放大7倍多,大致就有70公斤。再根據動能公式計算,就能得到其動能約為3.15×10^18次方焦耳。1公斤TNT約為420萬焦耳,也就是大約等於750000000000TNT當量,也就是7500億TNT當量,等於7500個歷史上最大的人造核武器「大伊萬」彈的威力。撞穿大概是不能的,因為鐵球而已,沒那麼硬,肯定會全部轉化為能量。而7500個超級氫彈同時爆炸,大概能把地表大部分生命毀滅,跟小行星撞擊地球的後果差不多吧。


不說廢話,拋開各種因素,只考慮鐵球和地球兩者!

不喜歡假設,非要帶入現實可能性的人都給勞資別看!最煩這種人,假設就是假設,別tm廢話半天也說不到點子!

說到正文:10kg鐵球以光速運動,根據相對論和質能公式,它本身的質量會無限增加,會從靜止時的10kg質量變成光速狀態下的無限大,無限大質量的鐵球撞向地球,首先接觸到地球的外層大氣分子的一剎那,分子之間的光速撞擊會產生難以想像的劇烈爆炸,這種單位級的爆炸程度相當於宇宙大爆炸後一毫秒的水平,各種人類難以理解的微觀粒子會一一出現,伴隨著巨大能量的釋放,粒子大小的黑洞同時產生,隨著撞擊的繼續,黑洞得到能量補充會持續增大,直到鐵球整個消失後,黑洞也還是太小太小,同時消失。

一納米的物質都能產生比地球上所有炸彈加起來更強大的能量爆發,更何況是整個鐵球,所以鐵球在接觸到地球外層大氣的瞬間產生的能量就足以把地球炸的渣都不剩,直到鐵球質量耗盡……至於對太陽系的影響,那是另外的想像空間了



首先,回答這個問題,有一個公式一定要知道E=mv2/2,然後我們就進入正題。

根據相對論,鐵球火速撞地球,也可以說成地球光速撞鐵球這樣就可以比較

E地=5.965×10^24kg×299792458m/s/2

E貼=10kg×299792458m/s/2

一目了然,二者的動能是無法比較的

接下來,密度呢?

ρ鐵:7.9×103kg/m3

ρ地球:5.5×103kg/m3(和木頭差不多)

可以看到二者相差不大

這樣就可以得出一個結論,鐵塊撞上木頭,而且是一塊厚度6378km的木頭,能撞斷嗎?顯然是不可能的!最後,鐵塊會被卡在地球里,成為地球的一部分。

另外,根據狹義相對論的結論,物體達到光速,時間就會變慢,如果嘗過,那就會時光倒流,這就說明樓主的假設根本就是不成立的!那個鐵球永遠都不會裝向地球的


題主的問題是個偽命題,為什麼這麼說呢?因為任何有靜止質量的物質不會被加速到光速。

如果真的可以達到光速,根據動能定理:

這個物體的能力是無限的!別說把地球撞穿了,就是毀滅地球都完全沒有問題。

所以光子是沒有質量的。試想如果光子有那麼一丁點質量,整個宇宙都不會存在了,指哪炸哪。

哪為什麼有質量的物體不能被加速到光速呢?

從經典物理學的觀點出發可以這樣理解。

已知:速度v等於加速度a與時間t的積,力F等於質量m與加速度a的積。以上只在低速系統下成立的,當速度接近光速時,根據相對論基本公式之一的洛倫茨變換,可以知道時間變短了。並且,由洛倫茨變換可以推出光速系統下的時間是0。因此,當你對一個系統加速,這個系統的速度越接近光速那麼對你來說這個系統的時間將變短至0,那麼從v=at來講,你無法將這個系統的速度增大超過光速。


承邀。

科學家們當進入量子力學領域,被光速,量子疊加,引力波等簡單問題難住,開始胡淪亂語。問主您別太信他們,提出這個象他們喝高了說我沒醉的問題。

當一個10KG的鐵球以光速撞擊地球。會發生什麼?很簡單。根據著名的相對論。萬事都是相對的。兩個物體的距離以光速縮短,會造成可怕的撞擊。根據動力公式


地球的總質量是60億億噸,光速是300000/s,您自己輸入公式算一下就知道地球的動能有多大。

按我估計,小小10KG鐵球在未靠近地球三百公里前已經被地球巨大的動力摧毀,成為粉末。這種情況還不算上地球的大氣層。

下次有還有這種高端問題請多找我。我的回答最專業。


首先題主這個假設不存在,當然,我們就按理想中的情況來說吧,也不想去算那些個無聊的數據了,都是些估算一下就行了,都是些個宇宙級的數據,我不想算,你也不愛看。

第一,根據狹義相對論,鐵球速度達到光速時,相對質量無限大,所攜帶的能量根據質能方程也是無限大。

第二,初中我們學過一個定律,能量守恆,能量不會憑空產生,也不會消失。

第三,光速穿過地球的時間只是一瞬間。幾十萬分之一秒。

第四,我們假設這個鐵球足夠牛逼。能在光速下,依然保持鐵球單質的形態,沒有等離子化。

那麼結合以上的條件,我們大致可以腦補一下,鐵球接近大氣層的時候,由於流體表面的張力,會阻礙鐵球向地球運動(就你把手拍在水面一樣),然後整體壓強開始增加,溫度升高,氣壓溫度足以升高氣體聚變的條件,大氣開始聚變,一個新的太陽誕生了,但是這不會持續太久,然後鐵球到達陸地,依然保持無限接近光速的速度(為大氣提供核聚變的能量消耗掉了一些速度),直接擊穿地面,引起至少地震,地震的強度我無法估計,因為這個鐵球說攜帶的能量是全宇宙級別的,巨大的共振會引發海嘯,接下來鐵球會到達地核,然後擊碎地核,然後地球解體。所以結論就是,鐵球能量尚未消耗完,繼續飛行,尋找下一個目標。

結論大致就是,鐵球會擊穿地球,地球解體,鐵球繼續向前飛行,繼續擊穿星體,直至能量釋放完。

以上,全靠腦補,如有錯誤,歡迎斧正。


頭條啊,哎。

之前問光速一拳打地球會怎樣,然後是光速雞蛋撞地球會如何,被諷刺雞蛋到不了光速就走出來很多1/2光速、1/10光速撞地球的問題,反正是要撞地球。轉了一圈回來,又要光速撞了?

那也只好拿以前的回答:

1.任何有靜止質量的物質都不可能被加速到光速~結論是問題在扯淡

2.假設真的存在靜止質量10kg的光速鐵球,其必然等同於擁有全宇宙的能量,撞地球?那是神擋殺神、佛擋殺佛,何止毀天滅地!

3.這條是回答那些指望大氣層、海洋靠摩擦緩衝的,流星會被燒毀,是因為流星速度慢,周圍大氣來得及補充過來參與摩擦。光速過來的鐵球只會跟沿途大氣分子直接碰撞,大氣層厚度鐵球橫截面積的大氣柱那麼多的空氣參與「互動」而已。總質量能有多少?一算可知,以前寫過懶得在寫一遍了。答案是幾乎可以忽略。

4.那些說地球相對鐵球也是光速,而地球靜止質量遠大於鐵球於是無視鐵球的:我就問穿甲彈貫穿目標的時候,目標怎麼不貫穿穿甲彈呢?颱風中樹葉嵌入樹榦的時候為什麼不是樹葉自己粉身碎骨?一點火藥就把子彈加速到音速。你怎麼不說相對於子彈一點火藥就把地球加速到音速了?仔細想想正確答案應該是什麼?

5.不管光速鐵球還是不是鐵球,鐵原子結構被加速過程撕裂成了什麼,整體上看做一團質量無限大(不管是鐵球還是拳頭或者雞蛋,也不管是10克還是10千克)的光速等離子團撞向地球好了,地球是什麼?人家都沒感覺到就直穿而過了好嗎?

如果非要腦洞:假設鐵球和地球都不了摧毀,那麼鐵球和地球體系的總體動能不變,最終仍然是延鐵球初始方向運動,且動能無限大?這裡忽略無數細節,單說地球,延鐵球運動方向無限大動能運動意味著什麼?地球也被加速到無限趨近於光速!

那麼,考慮到地球不是絕對堅硬的,下場是什麼還用說嘛?能把地球加速到幾乎光速的能量瞬間施加到地球上,地球最好的結局是被穿了個洞,基本完整最小程度的吸收鐵球能量。否則,嘿嘿。。。

這個問題的關鍵就在一個「無窮大」上,再小質量的物體達到光速,擁有的能量也是無窮大,被攻擊者最好的命運就是讓它貫穿,而不是阻擋。


假設你的題目成立,那麼我來解答下:

如下對比

鐵球的速度等於光速=30萬公里/秒

步槍子彈速度大概算=1公里/秒

==光速鐵球是子彈速度的30萬倍===

地球直徑是1275萬米

按比例縮小30萬倍=42米

那麼====

子彈能否打穿42米的地板!

結論

絕對不行的!


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