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如果一顆質量為100克的子彈以光速撞向地球,地球會發生什麼?
2022/01/13
2022/01/13

人類自走向科學發展的道路之後,各種理論研究開始不斷出現,而人類的生活也因為科技而越來越美好。人類在科技的幫助下走出了地球,開始探索宇宙的奧秘。

這個世界是一個物質世界,因此研究物質的奧秘可以讓我們的這個世界,整個宇宙。而近代物理界最偉大的科學家就是愛因斯坦,它提出了質能方程和偉大的相對論,讓我們對物質有了的,對宇宙有了的。

相對論的提出告訴我們一個道理,物體的速度是不可能達到光速的,只能無限接近光速。這個時候有人提出了這樣一個有趣的科學話題:如果一顆質量為100克的子彈以光速撞擊地球,地球會發生什麼?有人認為,子彈如此之小,撞向地球也只是給地球撓癢癢,不會有什麼影響。事實真的如此嗎?

如果愛因斯理的質量方程式沒有出現之前,可能很多人都會這麼覺得,一顆小小的子彈撞擊地球能有什麼破壞力,可質量方程式E=mc出現後,情況就完全不同了。我們先來計算一下一顆質量為100克的子彈,以光速飛行,它所產生的能量有多大。

根據E=mc,在不考慮質量膨脹的情況下,100克質量的子彈,以光速飛行,它所產生的動能為0.05×300000000×300000000=4.5e15焦耳,可能很多人對這個能量沒有什麼,事實上,這個能量級已經達到了原子彈爆炸產生的量級。一顆小小的子彈以光速飛行竟然能夠達到原子彈級的威力,是不是看起來非常嚇人。

當然,如果是這樣的能量級撞擊地球,威力也是有限的,可是根據愛因斯坦相對論,物體的質量也會隨著質量的增加而不斷增加。一顆100克質量的子彈速度達到光速的10%時,質量只增加0.5%,增加非常不明顯。可是隨著速度不斷接近光速,質量的增加就非常顯著了。

當速度達到光速的90%時,其質量可能達到原來質量的兩倍還多,當速度再次提高,接近光速的99.99%的時候,其質量也會趨于無限大,這個時候根據質能方程也可以得出其能量級數也是無限大,我們不知道這個無限大到底有多麼強大,但絕對是毀天滅地的威力,這樣的能量像地球一樣的小小行星可能根本無法抗住。

那麼,一顆質量為100克的子彈以光速撞向地球,到底會發生什麼呢?對于這個問題也分為了兩個陣營,有的人認為接近光速的子彈,其能量級別達到了毀天滅地的威力,一旦它撞向地球,其攜帶的能量足以讓地球四分五裂,化為宇宙塵埃。

也有人認為,接近光速飛行的子彈還沒有真正達到光速,其能量也不是無限大,這個能量雖然非常巨大,但由于它的體積太小,在接近光速飛行的過程中,子彈本身也會被不斷拉長,會變成一個細長的針,它攜帶著巨大的能量撞擊地球,其作用范圍極小,最壞的結果就是直接洞察地球,將地球穿一個針孔。

還有另外一種可能,由于子彈的材料一般,它在進入地底深處會被高溫化掉,留在地心深處。雖然子彈沒給地球帶來毀滅性的災難,但由于在地球上打了一個洞直達地心,內部的岩漿也會噴射出來,同樣會產生巨大的破壞力。

事實上,科學家一直都在研究子彈快速飛行撞擊的這種強大武器,我們也稱之為動能武器,它的原理很簡單,就是在太空中將一根特制的鐵棒給一定的初速度向地面撞擊而來,速度越快,物體的質量越大,產生的動能越大,一旦它撞擊地面,產生的威力絲毫不亞于核彈,而且還是無污染的巨大破壞力。

如果將一根鐵棒從太空中快速撞向地面,產生的動能撞擊任何一個城市,都會將這個城市毀滅,砸出一個巨大的坑。當然這個鐵棒的原始質量必然也是非常大的,否則也不會產生那麼大的威力。由此可見,速度在整個動能過程中的巨大作用。

曾經有一部科幻小說,裡面描述了兩個文明發生了星際戰爭,其中一個文明就是製造了一個特製的子彈,這個子彈的材料非常特殊,它是用中子星製造的,我們都知道中子星的密度非常巨大,一顆小小的子彈其質量也是無比巨大的。

這個文明將這顆中子彈加速到光速射向了敵對文明的母星,瞬間就讓那顆繁榮的行星化為了宇宙塵埃。這個文明之所以選擇中子星為材料製作子彈,自然是看上了它的密度非常巨大,如果是一般的金屬材料,有可能會被對方用鐳射武器攔截,但是中子星不同,它的密度之強很難有武器可以阻擋。

雖然這只是一個小說中的情節,但是也告訴我們在宇宙中,速度才是王者,太空船有了超快的速度,我們可以走出太陽系,探索整個銀河系,甚至探索整個宇宙。物體有了速度的優勢,同樣可以讓它成為最為簡單的動能武器,威力巨大。

當然,這些對于人類來說還太遙遠,我們現在對光速的研究還非常有限,我們的理論只能在無限接近光速的范圍研究,想要實現光速的突破,還需要新理論的出現。當然,光速飛行對于我們來說是一個不可思議的速度,但是它在浩瀚的宇宙面前仍然只是基本速度,即使我們實現了光速飛行,我們能夠探索的宇宙范圍也是非常有限的。看來人類想要實現探索宇宙奧秘的願望還需要走漫長的路。




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