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一個雞蛋以0.5倍光速撞向地球會有什麼後果?
2022/01/16
2022/01/16

一個雞蛋看上去似乎並沒有什麼威力,但一個高速運動的雞蛋就不一樣了,原因很簡單,因為一個物體的運動速度越快,它攜帶的能量就越高,威力也就越大,那麼問題就來了,如果有一個雞蛋以0.5倍光速撞向地球會有什麼後果呢?下面我們就來討論一下。

這個雞蛋能撞上地球表面嗎?

眾所周知,地球的大氣層可以有效地阻止來自外太空的小天體撞擊,通常情況下,那些個頭較小的小天體它根本就無法抵達地面,而是直接在大氣層中因為高溫而化為灰燼,由于雞蛋的個頭實在太小,因此我們可以認為,這個雞蛋也會同樣如此。

需要注意的是,雖然這個雞蛋無法直接撞擊地球表面,但是它卻不會在大氣層中無聲無息地消失。從理論上來講,如果真有一個以0.5倍光速飛行的雞蛋撞向地球,那麼屆時的場面可能會很壯觀。為什麼這麼說呢?我們接著看。

這個雞蛋攜帶了多大的能量?

0.5倍光速大約為每秒15萬公里,通常來講,一個雞蛋大約有60克,根據經典動能公式Ek = 1/2mv^2(m為質量,v為速度),我們可以計算出,這個雞蛋具備了6.75 x 10^14焦耳的動能。但愛因斯坦告訴我們,在高速運動的情況下還應該考慮相對論效應,應該用下面這個公式來進行計算(公式中的m0、v、c分別為物體的靜止質量、速度、光速)。

所以我們還得再算一次,這次我們計算出的結果是,這個雞蛋的動能為8.36 x 10^14焦耳,這是怎麼概念呢?這樣說吧,1克TNT炸藥爆炸時所釋放的能量為4184焦耳,換算下來就是,這個雞蛋的動能大概相當于大約20萬噸TNT炸藥爆炸時所釋放的能量。

可以想象的是,如此巨大的能量釋放在大氣層中,屆時的場面當然會很壯觀,然而它的威力卻不只如此,因為 這個雞蛋還會引發核聚變

為什麼會引發核聚變?

地球大氣層中的空氣分子一直都在運動,在常溫下,空氣分子的平均運動速度大約為每秒460米,雖然地球大氣層中的空氣分子的平均運動速度會因為溫度和分子量而發生差異,但大體上也差不了太多。據此我們可以看到,相對于一個以0.5倍光速飛行的雞蛋來講,大氣層中空氣分子的運動速度完全可以忽略不計。

這就意味著,這些空氣分子根本就無法躲開這個雞蛋,在這種情況下,雞蛋前方的一部分空氣分子中的原子,就會直接與組成雞蛋的原子發生異常猛烈的撞擊(另一部分則直接穿過雞蛋),而由于雞蛋的速度極快,這個撞擊的力度也會高得驚人,以至于相撞的部分原子的原子核會融為一體,從而引發核聚變反應。

每一次核聚變都會釋放出強大的能量以及四處飛散的高速粒子,這些粒子又有可能會撞上附近的空氣分子,引發又一次核聚變。儘管雞蛋前方的核聚變能夠起到一定的減速作用,但由于這個雞蛋的速度實在是太快,因此這種核聚變反應將會持續地發生,直到這個雞蛋徹底分解。

地面上的人可以看到什麼場景?

在上述過程中釋放的大量能量將會使這個雞蛋,以及它附近區域的幾乎所有的物質全部變成等離子體,從而形成一個迅速膨脹的高溫等離子泡,同時釋放出非常耀眼的可見光。

所以地面上的人將會看到,在高空中瞬間出現了一個類似子彈形狀的巨大雲團,亮度可能比太陽還要高,而隨著能量的急速擴散和減弱,這個雲團的亮度將會急劇降低,從而轉變成一個不斷膨脹的火球,在此之後,這個火球的亮度將持續下降,並漸漸形成一團很壯觀的「蘑菇雲」。

需要指出的是,在這一幕壯觀的場景中,還伴隨強烈的衝擊波以及大量的熱輻射,但由于這一切都發生在地球大氣層的上部,因此地面上的物體應該不會受到波及。

寫在最後

綜上所述,在地球大氣層的保護下,即使是有一個以0.5倍光速飛行的雞蛋撞向地球,也無法對地球造成什麼嚴重的後果。不得不說,地球真的是生命的「福地」,而我們人類自詡為「地球的主人」,是不是也該好好珍惜一下地球呢?


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