BrainHole是一个用来描述想象力的在线词汇。善于想象是人类传播思想和文明进步的途径之一。没有BrainHole,很多新技术就不会出现,几乎每一个创造性的发明都是从脑洞开始的。

如果没有牛顿的脑子,大家就不知道万有引力,只会认为苹果注定要掉到地上;没有瓦特的脑子,大家都不知道开水可以让热能转化为动能,也许现在大家只能靠牛马帮忙拉货;没有爱因斯坦的脑洞,大家不知道速度和质量的关系,不知道物质的最快速度只能接近光速,而且是不知道所有的身体状况都会在光速下发生变化。

真空中的光速是一个重要的物理常数

所以脑洞是世界赋予人类的一种天赋。在足够的知识和绝妙的脑洞的支持下,才有可能让人类的科技更上一层楼。

现在正好有一个脑洞大开的问题——如果一根针以光速撞击地球,会发生什么?

如何将针加速到光速?

首先,我们要根据现有的知识来思考。在这个世界上,一根针有可能以光速接近地球吗?

虽然宇宙中存在超光速现象,但答案还是很简单的。根据爱因斯坦的相对论,任何具有静止质量的物质都不能加速到光速。

爱因斯坦

所谓静质量是指任何物体都取一个参考系,然后物体相对于参考系静止不动,然后如果在参考系中可以称出重量,表示物体具有静态特性。

任何我们能看到和触摸到的物体都是有静止质量的物体,当然包括针。

得出这个结论后,我们就要开始加速打针了。任何人都会扔东西,我们知道在扔的时候,的力越大,距离越远,速度也就越快。但是那就是,我们必须要找到一个非常强大的银针加速器,用超能量来加速银针。非常巧合的是,类似的加速器已经被人类创造出来了。有可能将物质加速到接近光速,只需使用强子对撞机。

强子对撞机但人类的最高科技只能将微小粒子加速到接近光速。目前,人类可以投入高达13万亿电子伏特的能量来加速粒子,当然,仍然只是粒子的速度再次逼近光速。如果你用这种能量给银针加速,你可能无法移动银针。因为1万亿电子伏特的能量只相当于一只蚊子飞行的动能,这个能量乘以13倍也没什么大不了的,当然,粒子加速器是完全有效的对于基本粒子来说,将能量有效地转化为粒子的动能并不是一件简单的事情。也就是说,人类已经很难把一个基本粒子加速到天上,没有能力把针加速到光速找到的可能性在现实中将针加速到光速,但通过想象将针加速。

《针撞地球

当以光速运动的针撞到地球会发生什么?在光速下,它会拥有近乎无穷大的质量,巨大的质量会带来超乎想象的动能,所以如果这样的针撞到地球上,那绝对不是什么好事。

在针接触地球大气层的那一刻,它的超大质量和动能将会与大气粒子的碰撞,就像拿着长枪的骑兵,承载着全身的重量铠甲和战马的重量以超高速撞击敌方阵型,所有的重量和速度都会被长枪转化为破坏力,敌人会被长枪刺穿,敌人阵型会被骑兵打散。

打大气粒子

同样如此接近光速的银针,在撞击大气分子的瞬间,dle被传输到大气颗粒。强大的能量让空气产生超强的温度和压力,所以这根银针与空气碰撞产生了核聚变。什么是核聚变?武器是氢弹,是远比原子弹威力大的核武器

氢弹引起的核聚变,以氢原子的同位素为主要原料氚和通过核能创造出相对高温高压的环境裂变,触发了中最轻的原子氚和氘的聚变。氢比氦重,新产生的氦原子的质量比两个氢原子同位素的总和还轻。失去的质量会转化为大量的能量。所以核聚变就是要产生威力的惊人爆炸。

核聚变过程

接近光速运行的针头不像核裂变那么幼稚,它的能量甚至可以制造出更重的氧气,碳、氮等元素核聚变。于是整个大气层首先被这根针引爆,变成了一颗超级氢弹。这时候,地球上的生命都会在一瞬间被蒸发掉。

不过事情还没有结束。光是把大气层变成氢弹,还不足以消耗这根针上的动能。当它碰到任何比铁轻的元素时,它就会继续前进并引发核聚变。而这个动能也会随着元素的核聚变传递给其他元素。简单来说,整个地球爆炸了,变成了一个巨大的氢弹,地球上物质的大部分能量都被释放了,从远处看就像一个小太阳同。

太阳燃烧这场爆炸会持续很久,直到地球上的所有物质都变成铁以上的重元素,地球被一根针覆盖只有点燃的超大氢弹才能降温。根据万有引力定律,质量越大的物体,其引力就会越强,所以整个地球、太阳系、银河系、处女座超星系乃至整个宇宙都会被撕裂被这种超大且快速移动的引力,没有了

以上所有事件都是建立在构成针的材料不会被破坏,是无敌刚体的前提下。事实上,如果这根针会被摧毁,那么它就会撞击大气层,而地球大气层引发核聚变后,会被核聚变的超高温熔化,它的超级动能也会在地球上引发超级大爆炸。

这种程度的高温可以燃烧一切物质

宇宙中有可能存在这样的物体吗?

只是一根针,只要加速到接近光速,就可以毁灭地球,甚至宇宙也会在这种撞击下不复存在。

大家一定很好奇,在我们所能观测到的930亿光年以内的宇宙中,有没有这种加速到接近光速的物质在乱跑?

答案当然是。首先,宇宙中有很多以光速运行的粒子,比如最常见的光子、电子等,但是所有达到光速的粒子都有一个特性,就是它们没有质量

宇宙中的粒子

也有很多亚原子粒子以接近光速的速度运行,非常强,即使撞到大气层,也顶多让一些微小的粒子发生偏离。比如我们在北极经常看到的美丽极光就是亚原子粒子撞击大气造成的景观。

除此之外,质量更大的物体几乎不会接近光速。银河系的逃逸速度达到每秒550公里,所以所有超过这个速度的物体几乎都会逃脱银河系的束缚。

最后,其实宇宙中还有一个非常明显的物质超光速现象,那就是——大爆炸。我们知道,宇宙的诞生时间只有139亿年,而所有的物质都是在139亿年前的宇宙起源上爆炸的。

大爆炸

如果物质的速度不能超过光速,那么即使大爆炸时物质以光速爆炸,宇宙的半径最多也只能达到139亿光年.

但是宇宙的半径显然超过了139亿光年。我们人类观测到宇宙的半径已经达到了465亿光年,这意味着宇宙的膨胀速度超过了光速,遥远的天体和星系正以超光速的速度远离我们.

宇宙膨胀

可惜的是,这种超光现象与我们想象中接近光速的针状物并不相同,它们实际上并没有超过或接近光速。由于物质的数量,宇宙中每个星系的光速可能会有不同的表现。

也就是说,宇宙中的时空是扭曲的。在银河系中,光速可以达到每秒近30万公里,但在其他星系中,光速可能更快。

但宇宙在初始大爆炸的推动下,仍在加速扩散。在扩散过程中,没有物质的地方会以更快的速度膨胀。无数这样的地方被叠加我们会发生看起来好像比光速快,其实不然。

宇宙中的粒子“飞”

简单来说,这个世界上没有任何物质会被加速到光速然后冲向其他天体,因为即使是加速针也能无限接近光速,所需要的能量已经是无穷大了,就算将整个宇宙都转化为能量,也做不到。

为什么光不伤害我们?

其实我们无时无刻都在受到达到光速的粒子的冲击,也就是光子,但是光子没有质量,所以只能传递一点点它们自身的一点点能量被传递到我们的皮肤表面,所以太阳的热量通过辐射传递给我们。

光子

光子本身没有质量,但是它有动能,所以它可以以最快的速度在空间运动没有质量增加的问题,因为质量为零,所以会有在撞击物体时是没有动能传递的,所以即使光子以光速运动,也不会像以光速运动的针一样破坏天地能量。

结论

在著名的科幻小说中,描述了宇宙中各种强大的攻击武器。其中著名的水滴就是一个可以加速到光速的物体。已知的知识和技术无法抵抗这种武器。最终,人类从高维空间进入水滴,轻而易举地将其摧毁。

这只是一个凭想象创造的故事,但我们可以从中知道,只要基础知识和想象力足够,我们就可以进入下一阶段的知识。即使是现在看来不可能实现的超光速,在未来也可能变得轻而易举。《针扎地球》只有幻想才是最好的