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如果一根针以光速击中地球,会导致第六次生物灭绝吗?

换句话说,6500万年前,恐龙在地球上占据了数亿年的主导地位,意外地迎来了一场灾难。一颗直径10公里的小行星撞上了地球,灰尘和二氧化硫大规模喷射,减少了太阳照射在地球上的阳光。这里有一个详细的介绍,让我们来看看!

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因此,地球上的大多数食物链都崩溃了,植物无法正常进行光合作用。在接下来的200万年里,食草恐龙和食肉恐龙因缺乏食物而灭绝,鸟类恐龙也走到了尽头。

不仅是恐龙,还有许多其他物种。当时,地球上大约95%的生物种灭绝,这是五次严重的生物灭绝中第二次严重,也是离我们最近的生物灭绝。

所以问题是,如果我们用针代替小行星呢?如果一根针以光速击中地球,地球会导致第六次生物灭绝吗?

一根针以光速击中地球的后果是什么?

要理解这个问题,我们必须首先理解一个概念:动能。

小行星撞击地球会导致恐龙灭绝,主要是因为小行星动能巨大,动能会在撞击时释放出来。由于小行星的速度远低于光速,我们可以直接使用动能定理“E=(1/2)×(mv^2)“计算它的能量,其中科学家估计,撞击地球的小行星动能是4.2×10^23焦耳。你知道,人类制造的最强大的炸弹是沙皇氢弹。如果沙皇氢弹释放的能量是沙皇氢弹释放的200万倍,它也是第二次世界大战期间美国在日本投掷的第一颗原子弹“小男孩”释放的13.76亿倍。

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以同样的方式,我们也可以计算一根针在光速运动时对应的动能。我们先按1克计算针的质量,那么一根针以光速运动对应的动能是4.5×10^13焦耳。这个数字比小行星撞击地球小10个数量级,大概相当于“小男孩原子弹”的力量。这是不是意味着这根针撞上地球后,地球就像被一颗“小男孩原子弹”炸了?

答案显然不是这样的。如果光速运动的针击中地球,地球肯定会消失。但与此同时,人类建造的物理建筑也将倒塌。为什么这么严重?

现代物理学

这实际上是关于爱因斯坦的,他在20世纪初提出了著名的相对论。在此之前,主流的科学理论是牛顿的力学理论和麦克斯韦的电磁学理论。此后,相对论和量子力学成为现代物理学的支柱。

如果一个物体的速度接近光速,牛顿的动力学理论将不适用,误差将非常大。此时,爱因斯坦相对论的普遍性得到了体现。在高速状态下,尤其是接近光速时,相对论比牛顿力学准确得多。@ 如果针接近光速运动,则应使用相对论来计算动能。

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相对论告诉我们,物体的速度越快,质量就越大。因此,接近光速运动的针的质量不再是1克,而是取决于它有多接近光速状态。只要接近光速,针的质量就会很大,动能也会很大。撞击地球不仅是原子弹的力量,而且应该直接摧毁地球。

这个概念用于科幻小说《三体》。在小说中,歌手文明地使用“光粒”,一个接近光速的粒子击中一个星系,整个星系被摧毁。

那根针以光速运动吗?

相对论的基础是光速不变的原理和相对原理。通过简单的推导,我们可以得到一个结果:物质、信息和能量传递的最快速度是光速。然而,如果我们想达到光速,这意味着物质的静态质量应该为零,但针的静态质量不是零。因此,根据相对论,针不可能达到光速。如果真的实现了,那么相对论是错误的,现代物理的基础应该更少。

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但这并不是最严重的,严重的可以破坏现代物理的基础。量子力学实际上解释了为什么具有静态质量的物体不能以光速移动。希格斯场主要由许多粒子组成,在宇宙中遍布希格斯场。希格斯场可以减缓静态质量不为0的粒子,而静态质量为0的物体不会受到希格斯场的影响。

后来,大型粒子对撞机也证明了希格斯场的存在。因此,如果针能达到光速,这意味着量子力学也是错误的。那么现代物理学的两个基础就会一起被摧毁。


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