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火星撞地球会发生什么?

2020-11-02 05:01阅读(60)

火星撞地球会发生什么?假设一个针状物体以光速撞击地球会发生什么后果?(这个物体硬度等其他条件按能接受光速来),说一下,我初一,题目和内容是两个问题,我

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初一的小朋友有这种好奇心是好事,这既是人类的天性,也是人类不断认识自然规律的动力。时空通讯支持你,愿意和你一起来探讨一下这个问题。

你的问题有两个,一个是题目“火星撞地球会发生什么”,一个是说明里的“针状物以光速撞击地球会发生什么后果”。这是两个不同的问题,我们得分开来说。

先来说说火星撞地球会怎样。

火星质量为地球的11%,也就是约9分之一。这么巨大的一个行星撞击地球,地球生态肯定全部完蛋,但地球会不会完蛋从此消失呢?我的回答是不会。

因为早在45亿年前,地球刚刚诞生不久,还处于熔融状态,没有凝固冷却时,就被一颗火星大小的天体碰撞过。现在的科学家把这颗火星大小的天体称为“忒伊亚”。

研究表明,当时的地球几乎被撞散了,但没有完全散开,而是以一团炽热的火球状继续在轨道上运行,随后渐渐凝聚成了一个比先前稍大的地球。这是因为地球吸收了“忒伊亚”绝大部分质量,让自身质量增加了约9分之一。

而迸溅到太空的岩浆和碎渣开始围绕着地球成一个火环,随后在引力作用下,渐渐凝聚在一起,成为一个较小的星球,这个星球有地球质量的1/81,这就是月球。这个理论是月球成因的主要理论,得到科学界更多的支持和认同。

地球与“忒伊亚”恋爱结出了硕果。

火星般大小的“忒伊亚”撞击地球,地球并没有完蛋,只是脖子(自转轴)被撞歪了,使自己的赤道面与公转黄道面形成了一个23.44°的夹角。正是这个夹角,让太阳照射到地球的角度发生了变化,使地球气候变化更生动,有了一年四季。而月球的诞生,对地球引潮力发生了重大变化,从原来主要承受太阳引潮力,变成承受月球更大的引潮力,让地球海洋潮起潮落更大了,地球更有生机和动感了。

两者的结合为地球生命孕育和诞生提供了更有利的条件。因此45亿年前那惊天动地的一撞,地球,或者更贴切地说是人类因祸得福。没有这一撞,或许地球就像金星和火星一样,不会孕育出生命,也就没有今天的你我他在这里评头论足。

所以时空通讯把地球与“忒伊亚”的亲密接触比喻为爱恋之舞,正是它们轰轰烈烈一吻后的结合,成了我中有你你中有我,诞生了月球这个女儿,还孕育了繁衍不息的无数生命。

那么如果再来这样的一撞,又会有什么发生呢?

这将是地球的重组。地球又会被撕裂重新融合,增加了更多的质量。会不会又迸发出几个大大小小的月球,随机性很强,无法定论。

但可以确定的是,现有动植物类生物将全部灭绝,当然包括人类。因为这种撞击下,地球地壳将破碎不堪,甚至从里到外撕裂重组,海水将全部被蒸发,烟尘水汽遮天蔽日。地球冷却恐怕要经历数百万年,才会渐渐恢复气候。但这一撞,很可能会改变地轴角度,脖子又伸直了呢还是更歪了呢?这要看撞击的速度和角度。

如果这一撞杀灭了所有生命,哪怕最隐秘和细小的生物也死翘翘了,地球从此就成为一个废球了。如果有幸残留一些细菌孢子类低级生命,在数百万年后或许会渐渐复苏,重新开始进化。

但重启后的生命已经完全不可能是原来的生命状态了,地球的气候和条件发生了改变,生命的进化路线也将随之改变,或许要经历数亿年,又一个寒武纪生命大爆发才会来临。再经历数亿年的演化,或许会进化出新的地球主宰者,是恐龙类的无智慧动物,还是类人类智慧生物呢?谁也不知道,但可以肯定的是,绝不再是人类了。

再来说说针状物体光速撞地球的可能性和后果。

这个世界没有什么物质能够达到光速。这里的物质是指具有静质量的物体,哪怕一个质子,质量只有1.672621637×10^-27kg,也只能无限接近光速,永远也无法达到光速。在欧洲大型强子对撞机里,科学家们用巨大能量催动,费了九牛二虎之力,也只能将一束质子加速到光速的99.9999991%。

1个针尖有多大?最小的针尖约100nm,根据圆面积计算公式S=πr^2,可得针尖面积为7853.9nm^2。质子直径约10^-15m,就是0.000001nm,每个质子占据面积约0.0000000000007854nm^2,这样1个针尖就可以排下近亿亿个质子。1个质子都无法达到光速,亿亿个质子大的针尖达到了光速,那还得了?

结果就是这个世界不存在了。为什么这么说呢?

因为速度越大动质量越大,质速关系限制了速度。

物体质量会随着速度的变化而变化,速度越快其动质量就越大。在低速状态下,动质量变化不大,随着趋近光速,动质量变化就会越来越大。任何有质量的物体,不管其质量大小,随着趋近光速,其动质量就会趋于无限大。

何谓无限大?有许多人喜欢动辄用无限这个词,实际上这个世界无限的东西非常少。从严谨的科学角度,只有奇点才有4个无限,即无限小、无限密度、无限曲率、无限高温。这4个无限是因为第一个无限小,既然小得无可限量,当然就无法测出其密度、曲率、温度了。

还有黑洞史瓦西半径内的曲率,也就是引力是无限大的。这也是因为其中心有一个奇点,这个奇点无限小,与其质量成正比形成了一个围绕着奇点的球状空间,这个空间就叫史瓦西半径。在这个范围里,其引力是无限的,我们所知的任何东西一旦进了这个空间,就会有去无回,连光速也无法逃逸,无止境地掉落到中心奇点那个无底深渊。

除此之外,这个世界似乎再也没有什么无限的东西。因此希望这位小朋友从现在开始养成严谨态度,少用慎用“无限”、“无穷”、“永远”这样的词语。

有静质量物体达到光速是一个悖论。

现在的动态宇宙标准模型认为,宇宙起源于138亿年前的奇点大爆炸,宇宙在不断的膨胀,迄今为止,可观测宇宙半径达到465亿光年。因此宇宙也是有限的,即便目前科学观测数据并不很精确,但至少可以认为,既然宇宙是动态的,有始有终的,就是有限的。

因此有质量的物体如果达到光速,其动质量就达到了无穷大,超过宇宙质量,这岂不是一个悖论?因此是不可能的。这就是爱因斯坦狭义相对论得到的一个结论,用质速关系公式来表达,其表达式为:M=m/√[1-(v/c)^2]

这里的M为物质的运动质量,m为物质的静质量,v为运动速度,c为光速。根据这个公式,我们可以计算得到,当速度达到光速的99%时,动质量增加约7倍;达到光速的99.999999%时,动质量增加7000多倍。

以后速度每提升百分点后面2个9,动质量就增加1个数量级,当达到接近光速只差10^100分之一时,动量将增加了7x10^50倍,这样1个质子的质量就达到:

(1.67×10^-27)x(7x10^50)=1.169x10^24kg

当一个质子的速度达到只差10^100分之一就达到光速,其动质量已经相当地球质量的5分之一了,再在后面增加两个9,即达到光速只差10^102分之一时,一个质子的动质量就达到近20个地球质量。

那么各位可以算一算,一个可以站立亿亿个质子的针尖达到光速只差10^102分之一时,动质量有多大?

这就是质增效应,当物质运动速度达到光速时,这个公式给出的答案为零,无限大表述为无法计算。

因此,任何物体无法达到光速,如果一定要说一根针达到光速刺向地球会怎样,那就是世界毁灭。这个世界不光是指地球,而是宇宙,是宇宙自然规律的毁灭。

人类对自然规律的认识现在还处于初级阶段,光速限制和质增效应是现阶段人类对自然界的认识,后面会不会有所突破呢?不知道。在没有突破前,我们只能够按照现有理论来推论,否则就成了民科的瞎扯了。

综上所述,火星撞地球和针尖大物体光速撞地球结果都是毁灭。但这两种毁灭不是一个数量级,前者只是地球生物的毁灭,后者是宇宙毁灭,不过后者是永远不可能实现的。

这些回答不知道这位小朋友满意不?谢谢阅读,欢迎讨论

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