每当提到人类想要穿越太阳系到达外星系时,总会用到一个词,就是光年,这里的光年就是光在宇宙真空中沿直线经过一年时间的距离,而光速是我们已知最快的速度,足以见得光年的距离有多么遥远。
如果现在觊觎地球文明的外星人向地球发射了一根针,但是这根针的速度达到了光速,会发生什么事呢?地球会不会因此直接被扎穿地心,从中间炸裂开?说到这里,大家或许会想起刘慈欣小说《三体》中外星文明利用小小的“水滴”直接将人类舰队打得落花流水的情景,其中水滴运动的速度接近光速,并且质量异常坚硬。不夸张的说,如果外星人想用水滴击穿地球都是轻而易举的。
那么真的有这样一根针撞向地球,我们能做些什么呢?假如它真的可以刺穿地球,人类有能力在到达地球之前拦截它?还是提早做好准备从地球逃亡呢?
光速
年美国标准局以K.M.Evenson为首的小组宣布他们以高度复杂的技术对甲烷稳定激光完成了测频,即实现了光频测量:c=(.2±1.1)m/s,精度达3.6×10-9。年国际计量局决定取c=m/s作为光速的规定值。
但是通常普通人看一堆数字是无法形象感受光速有多快的,只是觉得数字多了一些而已,举个简单的例子经过计算光从月球到达地球只需要1.27s的时间,太阳光到达地球也只需要8min左右,这就是光速的恐怖之处,就在一眨眼的时间之内就会到达。
光速已经是已知最快的速度,但是走出太阳系竟然需要几十年甚至更多时间,这时候光好像又变慢了。但其实只是参照物变了,我们从地月或者太阳地球的短暂距离换算到了太阳系,甚至更多的天体之间,光的速度就好像没有那么快了,原因还是宇宙的范围过于广袤。
爱因斯坦的相对论当中有提到这样一个概念,物体的质量与它运动的速度有关,运动的速度越快质量就越大,那么一根针如果以光速运动,它的质量就不再是一根针的轻重了,而是趋于无穷大。
但是爱因斯坦同时又提出了一个相悖的理论,他认为只有静止质量为0的光子才能以光速运动,一根针在我们看来非常的细小,但是它的质量也决定它无法达到光速进行运动。讲到这里,似乎一根针以光速撞击地球完全是不可行的,因为它根本无法达到光速,前置条件都无法满足。
那么在逃脱这种假设之前,我们可以先来了解一下,另一种时常撞击地球的物体,也就是“陨石”,质量是针数千万倍的陨石撞击地球时会发生什么恐怖的事情呢?
天外来客“陨石”
众所周知,地球在有人类出现之前,经历了漫长的演化岁月。科学家们在探讨地球的演化历史时经常会提到地外撞击,也就是现在所说的陨石撞击。他们认为地球上的基本构造和一些地貌地因为撞击而形成的。
地质学家William认为,地球形成后曾遭受像水星大小的物体的撞击,使地球自转轴的倾斜角改变70℃,导致目前地球的气候带整个地颠倒过来,两极气候带将处于目前地球的赤道地区,而赤道气候带则处于目前地球的两极地区。
也有不少科学家认为在地球最初形态时,曾经遭到了其它天体的撞击,这一次撞击产生了许多的碎片,较大的碎片形成了月球,当然这些也只是推断,并未得到证实。
但是这些年也有不少有关陨石撞击地球的事件报道,比如年的通古斯大爆炸,发生在俄罗斯境内,这枚陨石的直径大约50m,它最后并未直接撞击地面,因为在现场并未发现陨石坑。因此推测它是在空中解体爆炸了,还有不少人说是外星人用UFO在空中与它互撞,使得它解体爆炸,不然它直接撞击地面造成的冲击波是人类无法抵挡的。即使这样它爆炸的威力也相当于15吨TNT当量,破坏性极强。
我国年3月在吉林省吉林市附近也发生过陨石撞击事件,这枚陨石直径不是很大,在穿过大气的过程当中碎成了许多小块,因此坠落时是“陨石雨”,这些陨石将地面砸出了一个直径2.1米的深坑,最重的达到了公斤。
一根针的假想
前文提到相对论当中有质量的物体是永远无法达到光速的,因此一根针以光速好像就不成立了,但是世界上还有许多未知并未被人类解开,我们不妨就像科幻片一样去假想这种情况,如果发生,地球怎么样呢?是消失还是毫无反应?
结合相对论当中速度越快质量越大的说法,这根针在到达地球上方时质量以及达到了无可估量的情况,假设这是它对地球进行撞击,撞击的位置又刚好是在地面。地面会被撞出一个深坑,巨大的冲击力会将附近的城市建筑全部夷为平地。
这时会有人说那就提前预测好它的撞击位置进行撤离不就好了?显然,能够撤离当然是好的,但是光速使得人类不会有什么反应的时间,也就是说从这根针出现在地球上方直到撞击,人类都不会察觉到,各种高科技的设备由于针本身的质量和光的速度也无法监测,灾难只会在顷刻之间发生,没有逃生预警和撤离的时间。
并且根据针本来的形状我们可以设想,光速运行的针是不是在撞击时给地球来了个对穿?它能够直接穿过地球,扎出对称的两个洞来,这两个洞之间的距离,就是地球的直径。这之后,对穿的洞里应该会冒出炙热的熔岩,并且是以喷射的状态,顷刻间,陆地将被熔岩覆盖。
那么如果它撞击的位置是海上呢?最容易想到的就是,会引发巨大的海啸,同时扎穿海底的位置出现了巨大的孔洞,熔岩冒出来与海水相遇凝固,海水会不断地减少,最终海洋也变成了陆地?不过应该不用等到海洋变成陆地,人类文明就会消失在这场巨大的海啸当中。
迄今为止最大的海啸是年时发生的智利大海啸,最高的巨浪高达25米,可以随便将一栋高楼拍碎。那么这根针光速产生的冲击波对于海底的震荡,产生的海啸应该是智利大海啸的数百倍,到时候巨浪的高度也无法用米来估算。
真实撞击过程
如前文所想的话,这根针真的以光速撞击地球足以摧毁人类文明,地球或许不会消失,但是也应该是大变样了。不过还好都是假想,现实中是不会发生这种情况的。
首先就是针无法达到光速,再者针在撞击地球时需要先穿过地球上方厚厚的大气层,在进入大气层之后它会与大气产生摩擦,这种摩擦燃起的火焰可以使的它的表面温度达到°,这根普通的针在这个过程中早被烧成渣了。大气层这个神奇的存在,不止反射了强烈的太阳光给人类舒适的环境,面对外来的威胁时也对人类起到了重要的保护作用。
太阳系当中除了有八大行星之外,还有许多细小的碎块,它们和行星一样也在围绕着太阳旋转,当这些碎块与行星产生撞击之后就会落入地球,穿过大气层被分解,坠落地球就变成了陨石。其实地球每天都在承受着无数碎块的撞击,我们没有感受到是因为质量不大的碎块在撞击时,经过大气层就被燃烧分解了,甚至连细小的颗粒可能都不存在,直接化为了灰烬。
以陨石坠落的过程来推测这根针撞击前的境遇,我们得出了它应该会在穿越大气层时就被分解成了无数个原子,对于地球不会有丝毫影响,就像一个小石块投入大海,甚至都听不见声响。
小行星撞击灾难
探讨过一根针的假设之后,大家可能觉得大气层像一个巨大的保护罩将我们保护了起来,因此不会有什么物体撞击地球会使得地球遭受打击甚至毁灭。但是回望人类的发展史,这种单纯的想法就会被推翻,曾经的地球霸主“恐龙”在白垩纪到古近纪之间就是因为一颗巨大的行星撞击地球,惨遭灭绝。据科学家推测,陨石坑的长度大约有千米。
这些年对于小行星撞击地球的设想又开始变多,甚至有科学家预言下一次小行星路过地球是年,当然这个路过是擦身而过还是直接撞上就无从得知了。小行星撞击地球的速度高于宇宙第二速度,可以达到20km/s,这也就说明它和假设中那根光速的针一样,从我们看到它出现到撞击,全程大概就几秒钟,而产生的能量相当于颗氢弹同时爆炸,威力是原子弹的数百倍,无法估量。
目前对于小行星撞击灾难提出了许多解决方法,其中可行度较高的就是发射火箭与它相撞,在它到达地球上方之前改变它的运行轨迹,使它与地球擦身而过,不过这种方法也尚在理论阶段,并未真正实施。因此如果未来人类真的面临小行星撞击,还是束手无策。
结语
原来达到光速的一根针撞击地球真的会产生毁灭性的打击,还好它只存在于我们的假设当中。但是不可忽略的就是如果一个质量足够大的物体撞击地球,速度不用达到光速也可以摧毁目前的人类文明。这也许就是居安思危的人类一直探索外星,想要移民到其它星球的原因,毕竟灾难不知道会在哪一个瞬间就来到,不会给人思考和逃跑的机会。
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