一根針以光速穿過一個人的身體會發生怎樣的效果?
任何有質量的物體都無法達到光速,因此假設一根針以光速穿過一個人,這個情況已經超出了物理學能夠解釋的範圍,我只能根據已知的知識來嘗試推理,歡迎探討。
假如允許一根針加速到光速,或者說加速到逼近光速那麼針的相對論質量將提升到令人驚訝地程度。我們來用這個相對論計算器來計算一下:
請看紅色框內的比率,這個比率是相對論質量能量和靜態質量能量的比率。也就是相對論質量與靜態質量的比率,暴漲了572倍有餘。一支縫衣針質量大概是0.2g,加速到99.999847227644%光速它的相對論質量就變成了114g(如果再加速這個值會暴漲直到無窮)。
相對論質量是物體的總能量通過質能方程計算出來的質量,它代表了物體相對與觀察者的全部能量(或者質量,也包含靜態質量在內)。
相對論質量也是會產生引力的,也就是說如果針真達到「不可能的」光速,針的質量變得無窮大的話,它實際上會變成一個無窮大的——黑洞!可能還沒有穿過人肉,這針就變成超級大黑洞了,然後人就給吸到裡面去了滅成夸克(哦,不,應該比夸克還要碎)。
但是,如果是從第三者的角度來觀察的,情況就可能不一樣了如果是第三者觀察針尖以光速穿過人體,那麼針尖相對於觀察者,以及被觀察的那個人肉相對於觀察者的速度則達不到光速,而只是他們的速度差是光速。這樣的情況下,針尖的質量相對於觀察者來說便不會到達那麼高。也就不應該出現針尖變成黑洞的情況。
——怎麼會出現這種情況?
狹義相對論並不限制第三者觀察到其他物體之間超光速的情形(但沒辦法超過兩倍光速)。雖然第三者觀察到兩個物體相向而行超過了光速,但實際上那兩個物體彼此的相對速度是永遠無法超過光速的。這就是參照系的不同帶來的相對性,有點匪夷所思吧。
這下,迴避了變黑洞的麻煩,我們才有條件考慮,針從人肉的什麼方位穿過的問題,以及穿過的效果——你想爆頭、扎眼、還是穿胸?O(∩_∩)O
從哪個位置穿過人體?一般的針頭穿身的情況,實際像針尖這樣小橫截面的物體,如果以相當的高速穿過人體非要害部位(除開心臟、眼睛、大動脈等依賴內壓工作的器官),應該不會造成太致命的損傷。
有工人鋼筋穿身、穿腦都沒事,像針頭這種橫截面積可能只會迅速地在人肉上開一個孔,戳破路徑上的組織細胞(還包括骨骼),但不會對器官的生理功能帶來太大影響,例如肝臟,如果切掉一半也能正常工作,而且還能長回來。
或許因為針頭的摩擦熱,穿過的組織器官會被迅速燙熟閉合,甚至還不會出血。不要太擔心針頭穿腦,因為某些手術切除部分大腦仍然不會影響病人生活。針頭穿過大腦只要沒有刺到關鍵的維持生命運作的神經中樞的關鍵細胞、相關神經纖維和相關血管,應該不會對人體產生太大的損傷性影響(癥狀應該比較像多發性的腦溢血)。
但是有一個因素我們要考慮,那就是針頭在進入人體之前在什麼樣的介質中飛行(摩擦產生的熱溫度有多高),並且飛行了多久。針頭是否旋轉,以及觀察者觀察到的是針頭在介質中運動的速度快,還是人肉飛向針頭的速度快(憑什麼就不能是人肉飛過去撞針頭呢?)——但是相對速度是光速的話,結果應該還是很可怕的,但這個情況太複雜了,說三天都說不完,就留給大家分析了吧,很樂意跟大家一起探討(更樂意被關注哈)。
對於人們未知的事物怎麼回答都可以...毫無討論價值!
我們不如先把「針」放一邊,我倒是知道咱地球上還真有位兄弟被接近光速的物質刺穿過,而且還是到目前為止唯一一位,刺穿的還是頭部,不但沒死還活的好好地!
不但活的好好地,還以高智商拿到了博士學位...
——前戰鬥民族(蘇聯)科學家阿納托利?布格斯基。
他曾經在一次檢修粒子加速器的時候不小心把頭伸了進去,安全保護裝置失靈,導致一束質子束以接近光速的速度穿過了他的腦袋。
這個質子束的能量比前面各位答主分析的「針穿人體」的能量要大得多,接近760億電子伏特。可能因為穿過他身體的不是一根針,所以阿納托利?布格斯基並沒有爆炸!!
《連線》雜誌在1997年時採訪過布格斯基,據他自己描述:他看到了強烈的閃光,但他並沒有感覺到疼痛。不過有一半的臉腫的像個氣球。
理論上來講,人體根本經受不起這種高能輻射,它會破壞人的 DNA 甚至誘發一系列的癌變。
但布格斯基所經受的輻射因為接近光速,所以輻射都集中在一個非常狹窄的區域,他並不是全身都收到核輻射污染,一些關鍵部位和組織都幸免於難,所以他活了下來。
然而布格斯基也並不是什麼事兒都沒有。它被穿透的那一半臉癱瘓了,耳朵失聰,還時不時的會出現癲癇的癥狀。神奇的是布格斯基並沒有患癌,到現在為止他還依然在從事物理學研究的工作。
布格斯基是世界上唯一一個被接近光速的物質刺穿身體的人。這也是目前所有對「光速穿人體」這個問題好奇的科學家們唯一能夠參照對比的案例,所以題主應該把「針」字去掉,你直接問光速物質穿透人體會怎樣就可以了!
答案就是阿納托利?布格斯基
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你這個問題只能是假設,那我也只能以假設的方法來說我的觀點!
首先,我覺得一根針以光速穿過人體,那麼那個人會瞬間氣化連個渣都不可能留下!
為什麼呢!咱們假設這根非常牛逼的針在光速的速度中竟然沒有因為摩擦生熱而氣化,甚至連長度和體積都沒有改變,我想不出來什麼材料能夠做到,畢竟這是在地球,有空氣的,又不是在外太空!
那麼只需要一點就能夠證明我的觀點,這根非常牛逼的針即使距離人體很近,它也會在出發的一瞬間將周圍的空氣溫度提升到。。。我也無法給出一個數值。。。反正這個溫度絕對能將你燒的啥也不剩!
一個達到光速的物體它和周圍空氣產生的摩擦生熱的熱量就無法計算了!
如果這一點還不行,那我們說另外一點,那就是衝擊波,大家想一下,外太空的一個汽車大小的隕石,降落到地面,咱們不說它的溫度,就它所產生的衝擊波和撞擊力也能瞬間穿過任何一幢大樓,你的身體比大樓還結實?畢竟針可是金屬做成的。
大家都見過隕石坑,隕石往往只有很小,可是坑卻非常大。。。衝擊波的威力可想而知。。。更別說隕石的速度和光速比起來差的太遠太遠了!
你可別說針很尖的,它會瞬間穿過人體而不會產生衝擊波!這種想法太天真了!
看過子彈射出去後的慢動態演示圖嗎?僅僅只是子彈的速度,它僅僅只和空氣的摩擦就會產生一圈一圈的衝擊波。
咱們就算不去說這根光速的針在空氣中會產生怎樣的衝擊波,(其實是有的,咱們不去計算罷了),僅僅只在接觸人體皮膚受到的那麼一丁點阻力所產生的衝擊波就足以摧毀一切。畢竟人的皮膚比空氣可實在多了!
說了這麼多,我想應該能夠證明我的觀點了吧!
首先要強調的是任何有質量的物體都不能達到光速。因為根據狹義相對論,物體的質量會隨著速度的增加而增加,在達到光速時就會達到無窮大。這樣,加速物體需要的能量就需要無窮大。這就決定了有質量的物體不可能被加速到光速。
雖然物體不能被加速到光速,但可以接近光速。當一個接近光速的物體擊中人體後,由於它的動能動能非常大,會直接穿透人體,使得能量不能全部作用於身體(停止作用小)。只要沒有擊中要害,是不會致命的。
但對於極高速運動的物體來說,不光要考慮物體動能對人造成的傷害,還要考慮高速物質撞擊後產生的輻射。
在1978年,前蘇聯的高能粒子加速器U-70發生了故障,阿納托利·布戈爾斯基前去檢查,當他正在工作時,發生了一件可怕的事情:一束被加速到接近光速的質子束穿透了他的大腦。撞擊使他吸收了高達20萬拉德(2000格雷)的輻射劑量,而600拉德的吸收劑量就會產生致命危害。幸運的是,他居然活了下來,最後還取得了博士學位。只是癲癇病會伴隨他的一生。
這個光速針的恐怖性可能遠超你的想像!根據相對論方程式c=m0v2,物體質量會隨著速度的增加而增大,若光速接近,質量會變得無限大,所以要讓一根針達到光速必須首先得有給針給予一個無限大的力,才能讓針趨向無限大的加速,這不太可能。既然假設存在這樣可以達到光速的針,在不考慮相對論的情況下,根據動能公式E=0.5mv2,由於v=30萬km/秒,這根以光速運動的針的動能相當於一顆核彈的能量,這根針射向你的身體,會讓你的身體立刻化為一團無形的等離子體。然後根據相對論光速下針的質量會無限增大,在穿過你身體之後,倘若朝向地球方向,就可以瞬間穿透地球,地球產生劇烈爆炸,地心熱量放射開來,地表溫度急劇上升至幾千度,海水瞬間蒸干,化作一團離子云,包裹著炸裂中的地球,在太陽系發出絢爛無比的光芒,恰如梵高筆下的星空,那是末日的畫面… 然而恐怖可能還不止如此,根據相對論,速度會引起物體的尺縮效應,低速下的尺縮效應可以完全忽略不計,但物體達到光速時其長度則會無限趨向於0,這根擁有巨大質量的針被擠壓進成一個質點,它就會形成一個黑洞,可能還沒接近地球沒接近人體,就已經把太陽系給吞噬了。我不知道你對我這個答案是否滿意,但我花了半天功夫一本正經的胡說八道也挺不容易的,畢竟通過你我思維的量子糾纏你應該可以感應到我大冬天碼字的艱辛。
一根針以光速穿過一個人的身體會發生怎樣的效果?
當然我們人類無法將任何有靜止質量的物質加速到光速,那麼就以歐洲強子對撞機加速的最高速度為99.999999%,但強子對撞機也只能加速質子之類的物質,也無法加速一根針這種情況,那就假設也能加速到這個速度吧!
以上為極度接近光速後的質增效應公式
將光速的99.999999%代入後
N==1/√ 1-V^2/C^2=1/√1-0.99999999^2/1^2≈7071.0678295≈7071倍
那麼一根針大概有多少質量呢?一根典型的縫衣針約0.2g,那麼質增效應後
Q=0.2g×7071=1.4142KG
差不多相當於1.4142KG的物體以接近光的速度撞在你身上(這時可以忽略的質增效應了),你還能活不?
Ek=mv^2/2 動能計算公式
Ek=1.4142×(299792458×0.99999999)^2/2≈127101954834.9MJ
一噸TNT的能量約為:4184MJ,那麼相當於多少噸TNT呢?
Q=127101954834.9MJ/4184MJ=3038萬噸TNT
差不多跟站在大伊萬的爆炸中心效果差不多!應該連渣渣都找不到了........
來感受下聚變彈爆炸的效果吧......而你在爆心
但這只是光速的99.999999%計算結果而已,如果光速.....那麼無法計算,數值為∞
總會有人試圖以飛行,但明明知道任何擁有靜質量的物體不可能達到或超越光速,不過總是想著或許有達到或超越光速的可能性,比如有人想著就像質量小點的物體達到光速會如何,比如說螞蟻或者問題中所描述的針!
問題本身有這種潛意識,那就是質量更小的物體或許更有可能達到光速,殊不知「光速限制」對於任何擁有靜質量的物體都是一樣的,別說是一根針,就是一粒電子也不可能達到光速,只能無限接近光速!
純理論上講,一根針如果能達到光速,以光速穿過人體,與一粒電子光速穿過人體沒有區別,為什麼?
因為任何擁有靜質量的物體以光速飛行(假設)都具有無窮大的動量和質量,不要說是人體,就算是地球,太陽,甚至太陽系也會被巨大的動量毀滅!
不要試圖想像一根針以光速飛行穿入一個人的身體,這個人會安然無恙,這只是美好的願望,說點不好聽的是不切實際的臆想!
這或許也是為什麼大自然總是會阻止物體超越光速的原因吧,一方面需要無窮大的能量才能讓一根針達到光速,這顯然不可能。另一方面,如果達到光速甚至會毀滅整和宇宙,大自然肯定不會同意!
您說呢?
這個問題的關鍵不在針,而在光速。
那麼,光速是什麼呢?
光速是指光波或電磁波在真空或介質中的傳播速度。真空中的光速是目前所發現的自然界物體運動的最大速度。
換句話說,以人類目前的科技手段,根本不可能讓任何有質量的物體的運動速度達到光速。
如果撇開這一點不談,當針真的可以以光速運動時,又會發生什麼呢?
我們默認這根針是在空氣中運動的(因為它要射穿人體,人則是生活在有空氣的環境下的)。運動過程中,針會與空氣發生摩擦。這一摩擦力是不可預估的,它完全不同於普通情況下可以忽略不計的摩擦力,光速運動下,這一摩擦力所產生的熱量會在瞬間將針融化。
也就是說,這根針在發射之初,就被融化的一乾二淨了。
如果我們再撇開這一點不談,光速運動的針與人體接觸之後,會怎樣呢?
人體會爆炸。
《無問西東》不知道大家有沒有看過。其中有一個情節是,陳鵬(男主角)向王敏佳(女主角)告白,拉著女主角快速跑過清華校園,向王敏佳解釋「核」是什麼?「核」就是高速運動的原子相互碰撞之後釋放的巨大能量。陳鵬以此來表達自己對王敏佳的愛意,也就是在此時,陳鵬張揚肆意的愛意在王敏佳心中也產生了核反應。
由此可見,高速運動的物體突然與其他物體碰撞時會產生巨大的能量的。一旦光速運動的針與人體相撞,二者皆會爆炸。
首先來說一根針即使質量再小,那也是有靜止質量的,按照相對論來說根本加速不到光速,理論上只能無限接近於光速;第二點除非這是一種未來材料空氣摩擦對其完全不起作用。
前提說完了接下來討論一下光速針穿過身體會造成什麼影響!看見好多人拿每天被陽光照射,每天被中微子穿過身體來類比。這並不恰當,針即使再小已經到了宏觀物體上了,按照狹義相對論的質增效應這根針無限接近於光速,那麼它的質量幾乎是無窮大。
我們知道運動物體的動能是二分之一質量??速度的平方,把光速和質量都帶入公式。得到這根針的動能,首先不說這根針在空氣摩擦中數千度的高溫人被瞬間氣化。如果這根針在穿過人身體的時候,速度稍微減慢一點。那麼根據能量守恆,這些動能幾乎都傳到人的身體上了。會瞬間把人身體炸碎的。
想著被光速針安然無恙的穿過去不太可能了,能量也會傳導雖然是作用面積小,但是會以點開始向四周擴散能量。當然速度這麼快我們是感受不到疼痛的,瞬間應該就煙消雲散了,比你的神經傳輸可能還快。
圖:子彈穿過西瓜的瞬間圖:子彈穿過蘋果的瞬間歡迎關注我們:科學黑洞!圖片來源網路侵刪。
這個人會瞬間灰飛煙滅(ー_ー)
這種問題我們必須考慮相對論,但是相對論並不允許有質量的物體達到光速,所以在相對論下,這根針只能無限接近光速。其實有無限接近就夠了(???)
無限接近光速表明它具有接近無限的動量,由於針已經是宏觀物體了,他並不能像大型強子對撞機里的質子一樣幾乎無障礙地穿過人體,而是在穿過的過程中,與人體產生相互作用,針上的原子會與人體的原子產生碰撞,無限的動量瞬間傳遞給接觸面上的人體原子,人體原會被瞬間加速到接近光速併產生連鎖反應,整個人體的所有粒子像多米洛骨牌一樣被針頭無限的動量瞬間加速到接近光速並向四面炸開,比超新星爆炸還壯觀???
給個西瓜你感受下?????
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