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  • 1 # FortuneH2O

    非專業拋個磚

    達到或接近光速,質量不會是10kg,應該是趨近於無質量或者已經解體,成為變成起碼具有波粒二象性的疊加態了吧,不會解釋,但基本是這麼回事。

    高中物理算物體相撞的時候,有動量等於質量乘以速度,動能等於質量乘以速度平方的二分之一。所以題主應該是從這個啟發想到相撞吧,高中學這個模型的時候有一個前提是不考慮彈性形變(內摩擦力導致動能轉化成熱能流失),另一個就是常規速度。

    《三體》剛開始提到的物理學不存在,動量定理解釋不了質子對撞實驗的規律,經典物理學理論在量子物理這個領域解釋不通的。這段推薦去看擲骰子的上帝這本書,量子力學科普讀物。

    但是題目中的裝上去肯定會發生什麼,估計會像一束高能鐳射,瞬間蒸發碰撞面的相當質量的物質吧。

  • 2 # 王軍禮

    一個質量為10kg的鐵球以光速99.9999%的速度與地球碰撞,會發生什麼呢?我們知道,在相對論力學中,高速運動的物體其質量會變大,具體的計算符合質速關係式:

    其中的m為相對論質量(即物體運動時的質量),m0為物體靜止時的質量,v為物體的運動速度,c為光速的大小。現在已知mo=10kg,v=0.999999c,分別把m0和v代入上面的質速關係式可以得到,質量為10kg的鐵球以光速99.9999%的速度運動時質量變為7071kg。

    我們根據動能定理再來計算一下,此時鐵球的動能:

    把m和v的值代入上式計算得到鐵球動能大小為3.18195*10^20,這個能量值就是3.18195乘以10的20次方焦耳。而地球饒太陽公轉的動能大約是27x10^32,鐵球的動能與地球公轉的動能相比之下微乎其微。由於10kg鐵球體積很小,所以以光速99.9999%的速度與地球碰撞時會像子彈一樣射入地球內部,但不會射穿地球,因為地核物質的平均密度大約為每立方厘米10.7克高於鐵的密度每立方厘米7.86克,並且鐵的沸點是2750攝氏度,而地球核心的溫度則達到了7000攝氏度,如此高的溫度在鐵球還未射入地核便已經將鐵球融化或氣化了。但是由於3.18195*10^20如此大的能量一下子釋放在地球上,首先會發出強烈的衝擊波,引起地面建築物摧毀,其次,由於地球受到的引力作用,突然受到鐵球的衝擊力,很可能會引起巨大的震動,進而引發大地震。

  • 3 # 李永樂老師

    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。

    鑑於有些同學實在無法看懂我寫的內容,建議參閱《what if》這本書。

  • 4 # wobushizuichun

    地球這麼大,鐵球這麼小,密度差距也不是那麼大,穿不過地球,在穿的過程中就磨損沒了。想像一下,把糖塊往水庫裡扔,能到底麼?(這樣的回答已經足夠滿足提問者了)

    看了這麼多專家科學家裝逼的回答,又是速度,又是質量,又是靜態,又是動態,又是能量,又是啥的,有意義麼?情商太低了點吧,稍微用腦子想一想的人,就看出這個假設的問題沒什麼科學含量,,提出問題的人也只是普通老百姓,沒啥科學常識,就是圖一個樂呵,他要的就是一個很形象的答案,你只需要給他一個概念,不需要你用各種理論各種公式,用比較直接的方式告訴他結果就好了,也許答案不一定要正確。(說實話,那些專家的回答都是狗屁不通,一個基本不可能的行動,要考慮的因素太多了,怎麼能把這個鐵球加速到接近光速,在什麼樣的環境,離地球多遠,,你壓根沒辦法解答的問題,一個個裝逼狂煞有介事的一本正經的展現各種理論資料來胡說八道)

  • 5 # 打太極的小白汪

    首先提問中說的是撞擊地球,那就拋開大氣摩擦,假設以曲率飛行,不記磨損,就以光速直接撞擊地球。當物體以光速飛行時,質量會變得無限大,不說10千克,一個乒乓球接近光速撞地球都是毀滅性的。

    大家先不要噴,曾經科學家做過一個實驗,將一塊塑膠皮加速到每秒幾千米的速度去轟擊一塊十公分的鋼板,鋼板瞬間被轟穿。撞擊的瞬間會產生高溫。鐵球如果去撞太陽,那木星以內的行星基本都玩完,光速撞擊引起自身質量急劇膨脹,恆星會在膨脹中炸掉。

    撞擊地球首先會產生直徑幾千千米的孔洞,這一點都不誇張,地球表面基本被衝擊波和火焰掃平。隨後地球會膨脹減速,由於行星不存在恆星那源源不斷的核聚變,因此不會爆發,地球會因撞擊而減速,脫離現在的環日軌道,最終墜入太陽。覺得很扯的,你同樣無法給出一種合理的說法,同時,毀滅性是肯定的,不要說什麼雨水砸不死人這類屁話,雨滴的速度可能還沒動車快,這根本是不能比較的數量級。

  • 6 # 章彥博

    看到有回答說,鐵球進入大氣層的時候,由於高溫、高壓,會引發聚變……實在是看不下去了……鐵元素是無法透過聚變、裂變釋放能量的,通俗而不嚴格的說,它是所有元素中「能量」最低的,不論是裂變,還是聚變,都沒法放出能量。

    吐槽完畢,來說說具體的問題。只看標題的話,其實這個問題很難回答,因為接近光速的時候,速度的微小改變都會引發能量的巨大變化。這一點可以這樣理解——速度無法超越光速,而原則上可以無限逼近,逼近的同時,能量卻能一直增加。這就導致在接近光速的時候,極小的速度變化,都對應著極大的能量變化。

    好在問題敘述之中,給定了一個具體的速度:99.9999%的光速。其實就可以計算其能量了。很容易算得,質能加動能,一共:

    也就是7071kg質量所釋放的能量。作為對比,廣島原子彈所釋放的能量,大約是一千克質量對應的能量,也就是相當於7000顆廣島原子彈的能量,也就是14000噸的當量。如果這些能量全部釋放的話,當然會毀滅當地的城市,但是對於地球來說,其實影響不大,很多核試驗都在千噸級的尺度,14000噸相對於千噸,並沒有本質的區別。

    如果我們再想想,這個問題還可以進一步考慮,即即使其能量繼續上升,它對地球的毀傷能力依舊是有限的。這就像子彈一樣,老式的子彈速度快、能量高,但會直接穿過人體,所以傳到人身體上的能量有限。而若此鐵球速度再接近光速一點,有理由相信它只能將有限的能量傳給地球。也就是說,它所能帶來的最大毀傷,是與其橫截面面積有關的。對於這裡這樣能量級別的鐵球,我相信所有的能量還是都能釋放到地球上的。

  • 7 # 751474440637

    空氣和鐵球的相對速度也是光速,就好比將空氣密度的氣流加速到光速去攻擊鐵球一樣,聽說過工業上的水刀切割吧,在物理層面這些氣流會剝離掉鐵原子並且形成一層高溫等離子層,在鐵球前部融化掉鐵球,在大氣層中變型瓦解

  • 8 # Mako40081966

    首先,10kg的鐵加速到接近光速幾乎不可能,拋去技術手段,所需要的能量恐怕大的驚人,估計也得行星級的。至於和地球相撞的結果,看過大劉《三體》的人,應該知道效果,粒子級即可毀滅行星。雖然《三體》是科幻,但這部硬科幻的技術手段和效果是可以參考的

  • 9 # 挖挖鼻孔的彪哥

    當鐵球速度接近光速時,它已經不是簡單的物質形態,根本表現形式不是一塊鐵,我們常見的整塊物質鐵在接近光速後都不用和其他物質碰撞,就會發散開來,原子之間的作用力都消失了,參考,對撞機,高速粒子和光一樣也會自行發散開來

    所以,接近光速的鐵球能跑多遠才是關鍵問題,遠了飛過來就是散開的粒子團,效果參考太陽風

    如果夠近,直接撞擊地面,直接炸唄,動能轉換,效果請找計算機模擬

  • 10 # 使用者5450552383

    大家有沒想過,若是有隕石,慧星群,行星等撞擊地球,那麼地球會變成怎樣?

    眾所周知,早在億萬年前,曾有恐龍生活在地球上,但是後來全都消失了,因此有科學家對此現象解釋道,是因為受到了慧星群的撞擊爾導致了地球上的生物滅絕了。

    那麼,有人猜想,若是用一個質量為10Kg的鐵球以超光速撞擊地球,又會怎樣呢?也會導致物種滅絕嗎?

    首先,根據愛因斯坦的狹義相對論,我們可以知道,當一個物體以超光速運動的時侯它的質量會變得無窮大。那麼,當10Kg的鐵球以超光速運動的時候那麼它的質量就不止10kg了,那麼這個時候對地球的撞擊可想爾知有多麼大的威力。

    曾有科學家做一個實驗,他用一塊塑膠皮去撞擊一塊十公分的鋼板,或許大家覺得很可笑,可是當科學家把塑膠皮的速度提升到幾千米每秒的時候,鋼板被擊穿了,由此可見當速度提升到了一定程度的時候,其威力不容忽視。而在高速撞擊的瞬間也會產生高溫。

    那麼可想爾知,當鐵球以超光速去撞擊地球的時候,不僅鐵球本身質量會急劇上升,而溫度也達到難以估計的程度,這時,不僅是地球,就連周邊的星球也會遭受波及。

    有人猜測,在鐵球撞擊地球時,會在地球表面產生一個半徑為幾千千米的孔洞,隨後地球會急劇膨脹而使得地球的遠行速度會減慢,從而導致地球脫離軌道並最終被太陽吞噬。

  • 11 # 暱稱未識別

    純粹計算能量的請考慮這個命題的前提,一個直徑幾釐米的鐵球以那種速度擊中地球,說實話我不敢想,光公式計算有毛用,那種狀態下,碰撞點發生裂變聚變都有可能,之後還會發生什麼我就不知道了~

  • 12 # 床下有雙眼

    看了專家們的回答,我只想說你們都以為提問者是不知道存在大氣層的傻子呢,一個個說沒到地球就融化了!試問鐵球能以光速飛行嗎?按這個基於現實環境的話,你們應該回答:10公斤鐵球不可能以光速飛向地球!一群白痴!人家說的是以光的速度撞擊地球,而不是撞向地球的過程會怎樣!難道要提問者補充一個(忽略大氣層)這樣,你們才能理解別人的問題?!

  • 13 # 只為收藏註冊

    問: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?

    答:在進入地球大氣層以後幾秒鐘內會發作一股青煙。

    其餘的就不扯蛋了,說多了難懂。

  • 14 # 超弦

    首先,根據愛因斯坦的狹義相對論,我們可以知道,當一個物體以超光速運動的時候它的質量會變得無窮大。那麼,當10kg的鐵球以超光速運動的時候那它的質量就已不止10kg了,那麼這個時候對地球的撞擊可想而知有多麼巨大的威力。有人猜測,在鐵球撞擊地球時,會在地球表面產生一個半徑為幾千千米的孔洞,隨後地球會急劇膨脹但卻不會爆炸,而這時,由於膨脹而使得地球的執行速度會減慢,從而導致地球脫離軌道並最終被太陽吞噬。當鐵球以超光速去撞擊地球的時候,不僅鐵球本身的質量會急劇上升,而溫度也達到難以估計的程度,這時,不僅是地球,就連周邊的星球也會遭受波及。

  • 15 # 大連富麗庭隕工周

    其實真到撞擊的那一刻(不說外太空中,不說大氣層,不說廢話)會發生什麼,在“玻璃質透明含晶隕石”能找到答案,因為撞擊事件在宇宙中經常發生。

    這玻璃質隕石在外太空是液體,裡邊像泥鰍一樣的,拉長汽泡是宇宙大爆炸產生的,以光速擴張的能量。從左向右擴張(暴漲),都能看到嗎?滯留在玻璃質隕石體內了。這是玻璃質透明隕石,其中裡邊的團霧狀白色物質,是外部微粒白色物質以低於光速撞擊玻璃質時形成的。固體宇宙微塵白色顆粒撞擊(地球)後變成“團霧”狀。

    還可以看到穿透玻璃質隕石的情況發生,這個微粒就比較大了,洞穿了“地球”。

    比例尺縮小,能代表地球與十公斤鐵球嗎?洞穿的洞眼可以計算打擊速度,有興趣計算的可找我借紅玻璃質隕石一用。

    這三種情況你可以擇一種。

  • 16 # 風中的偉哥

    代入動能公式算唄,不用考慮質量增加的影響,因為最終速度肯定會降到零,鐵球附帶如此巨大的能量,在進入大氣層後能保持其物理形態就不錯了,就更別說密度千倍以上的地球。高溫會改變鐵球的物理形態,不可能維持固態,當溫度上升到一定值時原子會發生核反應,核裂變,鐵的中子不多,反應能量也不會很大,加上鐵球本身的動能,並不會有太強的破壞力,而且能量釋放從高空就已經開始了,釋放空間很大

  • 17 # 想象的無盡

    1本身幾乎沒能量

    2本身幾乎不吸收能量

    3本身只有一部分吸收能量,還不能讓它吸上能量。

    4還要與運動方向相反的那部分,要不會無規則運動。

  • 18 # 開在玻利維亞的梔子花

    10千克的鐵球,在近光速的情況下移動摩擦產生的熱量能把這個小球蒸發成氣體你們不知道嗎?

    當然還有一種情況,看過時間簡史就知道,它可能會穿越時空到未來去,因為達到了光速什麼事情都可能發生,

  • 19 # 飛雪飄淚

    看了大家的回覆。感覺都有一些道理。也說說自己的看法。題目有一些設定,比如鐵,10kg,光速的99.9999%等。但其實並不完備。首先鐵到這個速度應該是直接瓦解成離子態了吧。然後即使不瓦解,那是否鐵認為是剛性的呢?如果剛性的,很大可能是穿過地球而過。如果非剛性,很可能是會炸掉。如果地球也認為是剛性的(地球也有鐵),會彈開(方向得看動量守恆和能量守恆的計算)。相對論時也符合能量和動量守恆。動量都被大家忽略了。在這個過程中,地球都會加速到很大的,甚至要麼炸掉。

  • 20 # 我是大頭2333

    感覺他們的回答太水了,一個個不看題目的嗎?即使不可能發生大家也只是問問罷了。好了現在開始解答,鐵球先是光速打入入地球,然後受到各種阻力如果遇花崗岩什麼的毫不意外的可能引起地表下的小爆炸什麼的,也可能引起地面震動,但不要擔心地球不會毀滅,因為他在快接近地心時就會氣化蒸發掉,好了,結論出來了,只要當時沒有人正好在球面前那就不會有傷亡只會有點小震動罷了。

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