一個質量為10kg的鐵球，以接近光速的速度撞擊地球，會發生什麼？

01-21

一個外太空鐵球，不管他多大多重多難看，經歷了漫長的旅途，在與地球撞擊時，假設它的靜止質量10kg，速度為光速的99.9999％，會發生什麼

10kg的鐵球加速到0.99光速時，質量已經變得非常巨大。理論上說它無法到達地球，因為宇宙並非真空，而是存在星際物質，星際物質密度很小，但的確是存在的，它們是遊離態的氫原子，大約每立方米100萬個。

在鐵球撞擊氫原子時，由於速度太快，造成氫原子急速接近鐵球的鐵原子。由於鐵原子是比結合能最大的原子，也就是最穩定的原子，因此鐵原子無法聚變和裂變。這時，強大的庫倫力會將氫原子急速彈開。由於巨大的加速度，這個過程中氫原子會發出強烈的電磁輻射（伽瑪射線或X射線、可見光等）。同時由於反作用力，鐵球會減速，直到一個比較小的速度撞擊到地球。

假如不管這些原因，最終鐵球還是以很大的速度向地球飛來，那麼根據相對論的觀點，地面上的人觀察到的鐵球將不會是一個鐵球，而是一個圓盤，這是因為運動物體的尺縮效應。我們會發現一個圓盤（伴隨著強烈的輻射）向大氣層飛來。

進入大氣層之後的過程就比較簡單了，因為大氣中存在大量氣體，這些氣體被擠壓到鐵球表面，會發生聚變。相當於一個顆氫彈爆炸，瞬間將鐵球炸的粉碎。由於這一切發生在距離地面3000公里之外，地面上應該沒什麼反應。我們只是看到了一朵美麗的煙花。

但是由於撞擊，會造成地球的速度發生變化，大約變化了0.00000000000035m/s, 這相對於地球相對於太陽的速度30000m/s來講十分微小。

所以結論是：如果是外太空來的光速隕石，我們並不用太擔心。相反是那些速度慢的小行星，由於無法發聲核聚變而自毀，反而是人類的威脅。

鑒於有些同學實在無法看懂我寫的內容，建議參閱下面的參考資料。

http://what-if.xkcd.com/1

YOUTUBE 上有個類似的視頻，直徑30m的金剛石以光速接近地球的情況。

首先，速度為3000km/s時，大氣中發生的聚變反應可能會使得金剛石破碎，但是部分仍會撞擊地面，造成毀滅性的後果。這沒什麼意思！

然後，把速度增加到光速的0.99，這時已經沒有球體了，成了一團高速移動的碳原子，每個原子具有700億電子伏特的能量,空氣中的分子會進入這團原子球，原子球迅速擴大併到達地球。

能量是導致恐龍滅絕那次撞擊的50倍，這仍然沒什麼意思！

所以把速度加到

大約是月球撞擊地球的能量，but damn it, still boring!

最後

這是人類已知有質量的物體所達到的最高速度，上帝粒子的速度。

計算機已經沒法模擬了，只能靠人的想像力，哎喲，有點意思!

最後發生的一切，令太陽窒息，並閃瞎了周圍行星的狗眼！

反對最高贊@李永樂老師的說法，作為一個大學非物理專業的小白，說下自己的看法，有問題還請指出……實際情況很難模擬，但是可以從能量守恆以及動量守恆的角度來考慮。首先根據題主的意思，是以接近光速撞擊地球，而不是以接近光速的初速度從遠處飛來，就事論事

然後，結果無非以下兩種

1 擊穿地球這樣的話不會損失全部能量，但是這種情況應該不可能，鐵球硬度熔點等絕對遠遠不達標，目前也應該沒有發現達標的材料

2 不擊穿地球或在大氣層消磨殆盡，或砸到地球爆炸，但是不管怎樣能量全部釋放在地球上了

來算算有多少能量吧

相對論中的動能計算方法是：

Ek=m1c^2-m2c^2(其中m1是相對論質量,m2是靜質量）

因為速度是光速的百分之99.9999，帶入相對論公式可計算出m1約等於700m2

算出Ek 約等於3×10^20焦耳

約等於千億噸tnt當量的核彈在地球上爆炸，嗯，就是相當於數千個蘇聯沙皇核彈在地球上，或者大氣層上同時爆炸

除非你覺得這麼大能量在大氣層釋放還是無法影響地球上的事物

此處沒有考慮部分鐵原子裂變或聚變吸收的能量，但是顯然和釋放的能量不在一個數量級所以忽略不計

因為純粹自己算的，可能具體數據會有錯，但是在數量級上應該不會出現大的錯誤，總之，我想表達的是，這個東西對地球上的絕大部份生命絕對是致命性的

如果還有意見，這裡再加一點，那位老師也說過，根據動量守恆地球的速度也會發生變化，而又假如如他所說那樣沒有什麼反應的話，讓地球發生速度改變的力從何而來？必定是有物體能量作用於地球表面了，而且必然是短暫暴力且致命的

要麼是熾熱的大氣發生巨大爆炸，要麼各種高能粒子高能射線等砸到地球上，總之人類無法承受

大概會被一個叫琦玉的光頭擋下來吧

還沒落地就融化了

額，作為個非物理系，我是醫學系的，我只是記憶力好一點，我想吐槽一下，這不是小劑量的太陽風暴么？

為了照顧文科生搞那麼大個鐵球。。難道不是個質子么？？

有多接近，快0.01%都是了不得的能量增幅

進入大氣層就燒沒了吧。。

「看，流星！」

還沒到光速就蒸發了

你聽說過光粒么？

沒人知道會發生什麼，因為這個事情，沒人能證實發生過，也沒人做過一次成功的實驗（實證），所以一切只不過是推論。一萬人有一萬種可能，發生在物理規則有細微變化的幾乎無限的平行宇宙就有無限種可能，當然這種無限可能的平行宇宙也是一種推論。還是沒證實。科學的局限，需要一代又一代慢慢的縮小。

嗯，如果一個鐵球接近光速，質量才10kg，那它的靜質量可能很小。以上各位答主有沒有考慮到呢？

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好吧。。。。並不是這樣。。。

題主問題本身就進行了諸多的邏輯限制嘛。

認為沒必要考慮鐵球解體的問題。

答案就只有一個，就是鐵球穿過地球。

問題的本身邏輯就是，鐵球被以某種方式加速到接近光速，如果考慮鐵球自身屬性的話，加速過程中鐵球自身就變性了，或者提前解體，問題也就不成立。在這個問題邏輯中，鐵球有被加速到近光速能力，也就有大氣中不解體的能力。

聯想到了中微子～

地球會直接被砸穿，然後從穿孔向外爆開，被撕成碎片。

像什麼？子彈打爛西瓜見過沒，差不多就那樣。

原因？相對論效應下質量被放大，質量極大，速度極高。如果自身在砸中地球的一瞬間粉碎，地球可能會像被隔山打牛一般把背面炸成一朵花，然後再碎掉。

放心，這不可能發生。因為在不考慮曲速等技術的情況下，這麼高的能量用來砸地球，除非是外星實驗出了意外砸過來了。

更新更新 2017/07/05

沒有考慮引力的問題，在質量被放大的情況下，這應該不是怎麼撞的問題了。。已經變成了一個光速移動的黑洞了？然後會扯碎地球以及太陽系？

開物理腦洞的時候要注意是否存在啊。

這個例子就和超長的鐵棍揮一揮另一頭超光速，拿根杆子找個支點要撬地球一樣，都是不可能存在的，假設本身不正確，不需要結論分析吧？

按愛因斯坦狹義相對論的最重要的推論，即著名的方程式E=Mc^2，假設不成立，不可能無限接近光速。

假設以無限接近光速的速度飛行，慣性質量就會變成無窮大，因而能量也無窮大。這時，質量10kg的鐵球就會無限膨脹。當慣性質量增大到和太陽質量相等時，這個鐵球就完全膨脹成和太陽一樣的體積，和太陽一樣發光發熱。