假如把一顆 100kg 的石頭加速到無限接近光速射向地球會發生什麼？

01-08

如題，石頭應該會被大氣層直接燒沒，但是那麼大的能量會消耗在什麼地方，產生什麼樣的效果。

首先，題目中說物體無限接近於光速是一種不明確的說法。根據狹義相對論，物體的能量和速度的關係為：

$E=sqrt{p^{2}c^{2}+m_{0}^{2}c^{4}}$ ，

當速度接近光速的時候，動量是非常大的，為了便於理解，我們可以忽略掉質量，而動量為：

$p=frac{m_{0}}{sqrt{1-frac{v^{2}}{c^{2}}}}v=mv$ ，

能量為：

$E=pc=frac{m_{0}vc}{sqrt{1-frac{v^{2}}{c^{2}}}}approxfrac{m_{0}c^{2}}{sqrt{frac{2delta}{c}}}=frac{a}{sqrt{delta}}$

( $m_{0}$ 是靜質量， $m$ 是動質量)上式中做了 $delta=c-v$ 代換，因為速度 $v$ 非常接近 $c$ ，所以 $delta$ 無限趨向於零。所以，此時速度一點點的增加，都會帶來能量的巨大增加，所以實際中，比如對撞機中加速的粒子都不會說其速度為多少，而是用能量（電子伏特， $eV$ ）來形容。

而題主的問題在知乎中早就有類似的問題：

如果將一枚棒球以90%光速的速度投擲出去，揮棒擊球時會發生什麼呢?

其中也有一些其它平台的優秀回答，可以一看。

上一個回答ヾ(?°?°?)?? 下一個回答

根據狹義相對論質速關係

$m(v) = m_0 / sqrt{1-v^2/c^2}$ ，

當 v=c 時，m=∞；當 v＞c 時，m 為虛數值。這在大自然中顯然是非常荒謬的！

若當速度 v 無限趨近於光速 c 時，質量 m 會無限趨於 ∞。再根據牛頓第二定律，質點所受推力相同的情況下，越加速，質量越大，則加速就約困難（即越不容易加速）。由於能量守恆，當加速到非常接近光速的某一個值時，可能要消耗整個宇宙的能量！根據熱力學第二定律，能量的傳遞具有方向性，這意味著整個宇宙可能將趨於灰燼！更何況整個宇宙的能量總和也是有限的。

此外，一個宏觀質點近光速運動，較大的動量也足以使其與空氣劇烈碰撞，引發爆炸與核反應。

當速度超過一個閾值時，石頭與大氣在接觸的一瞬間全部以核聚變的形式發生反應。

生成的聚變產物（包括各種穩定、不穩定核素，gamma射線，中子，各種輕子等）將依然攜帶大部分反應前的動量與能量從而進一步向大氣撞擊、核反應。並最終與地面反應。

最終效果就是將大氣層和地面炸出一個錐形大洞，半徑和深度視速度而定。

來人，給題主上高中物理選修3-5！

不存在有質量的物體能達到無限接近光速，因為無限接近光速會使質量無窮大，別說毀滅地球了，毀滅宇宙都不在話下。

我自己的理解，當石頭加速到一定程度會被分解成沙子，再加速到一定程度構成沙子的原子也會被分解，再往前加速就是更大的粒子分解成多個更小的粒子，最終分解成中微子（無限接近光速）（目前已知最小粒子和最高速度）

這個問題whatif回答過。

http://i.jandan.net/2012/11/14/diamond-2.html

你指尖躍動的電光，是我一生不變的信仰。

糾正一個常見錯誤，不是有實質量的物體不能達到光速。是「不能被加速至光速」。這是有本質區別的。

加速至光速是有參照的變化。

宇宙有能力讓兩個物體以相對光速，甚至超過光速運動（比如宇宙兩端的星系，他們的相對遠離速度事大於光速的）。但不能讓其內部能量做功的方式加速他們相對速度到光速。

你不知道毀滅三體星系的光粒嗎，大劉對光粒的描述足以解釋你的疑惑

質量趨近於無限大，根據接近光速的程度，會發生的情況變得越來越不可描述

在三體里，發射一個幾乎沒質量的光粒就能幹掉一顆恆星，何況一顆100公斤的石頭。

地球炸了

越接近光速越接近毀滅世界的能量爆發..........

結果我想到了兩百斤的超人...

建議問題修改：99.99%光速，無限接近沒有意義

不知道題主有沒有看過what if

裡面的一個問題是一個棒球以百分之九十的光速飛出會怎樣

大概就是核爆吧？

會變成黑洞，地球在接觸前就會被撕得粉碎，太陽會拉扁把自己甩進去

別說100KG，，就算1KG 也能把地球打的稀巴爛。

假設沒有空氣阻力，那麼石塊會把地球撞出一個直徑250Km，深1654m的大坑，衝擊波能繞地球三十圈

別問我怎麼知道的，我就是愛吹牛逼