@ 2012.12.03 , 12:24
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WHAT IF: 如果一个钻石陨石光速装上地球会怎样?

网漫xkcd作者、前NASA机器人专家Randall Munroe在他的网站上开设了一个“来信侃”的问答栏目,专门回答一些奇奇怪怪的读者来信问题,下面是该栏目的20期:


如果一个直径30米的纯钻石陨石以光速撞向地球,会怎样?
——Aidan Smith

任何有质量的物体都无法真正达到100%的光速。不过,我们可以做近似的模拟。

话说,“任何物体都无法达到光速。”这一事实似乎不科学,但其实它是正确的,我们的宇宙就是有这样一些很奇怪的规则。

但是,一个物体动能和动量可以无限增加,而且越接近光速,它具有的动能和动量也就越多。这样,通过增加动能动量,我们就可以模拟100%光速的情况了。

嗯嗯嗯,让我们慢慢来逐步加速。

1000米/秒:

如果我们把陨石从100千米高的大气顶端释放。它将在没有损失太多速度的情况下穿过大气,以大概3马赫(3倍音速,也就是超过1000米/秒)的速度撞向地面。

下落过程中,它会压缩前方的空气。压缩空气会使其升温(这也是穿过大气层宇宙飞船和陨石表面产生高温的原因——事实上空气阻力并不能造成这些物体升温)。落地的时候,陨石的下表面会达到500℃的高温,发出红热的光。

[-]

在空中坠落2分钟后,陨石撞击地面化为碎片,砸出一个直径300米的大坑——大概一个学校那么大。

[-]

11,000米/秒:

如果这颗大钻石来自离地球更远一点的太空中,那它撞击地面的速度大概有11,000/ 秒。这是地球的逃逸速度。任何来自太空被地球重力场捕获而击中地球的物体都达到这样的速度。

[-]

一颗肉眼可见大火球滑落天际。撞击地面释放能量相当于一颗小型原子弹,并将砸出直径达一公里的陨石坑。

[-]

72,000米/秒:

这是环绕太阳运动的天体撞击地球所能达到的最大速度。狮子座流星雨就是以这样的速度撞击地球的。

奇怪的是,物体撞击地面后插入的深度与其速度关系不大。被苹果砸过的牛顿想出了一个有趣的方法来估测各种射出来的东西击中其他物体后能插入的深度。

结论是不管其速度有多快,只要射入物和被射物二者密度差不多,插入深度只能达到射入物自己的长度。

#恩,妮妮不是故意翻成这个样子的……

尽管插不了多深,撞击还是会溅起一大片东西。以72000米/秒的速度射入地球的大钻石君能炸出一个直径超过两公里的陨石坑,释放的能量相当于最大的聚变核弹,也就是氢弹。

[-]

恩……好吧,但事情开始比较诡异了。

3000,000米/秒=0.01倍光速

情况不乐观。

在此速度左右几百千米每秒的范围内,被钻石君下降压缩的空气分子开始发生核聚变。这使得事情变得有点难以预料:聚变加上有它导致的等离子体加热,钻石君在到达地面之前可能已经四分五裂了。

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但是这对地面上的花花草草们来说并不是什么好消息。钻石君会裂开,但并不会散开。它基本上还是像原来一样,撞向同一点。撞击释放的能量比当量最大的核武器都要大一千倍。被击中的区域化为灰烬,留下一个巨大的陨石坑——虽然还不是地球史上最大的。

[-]

0.99倍光速:

相对论来凑热闹了。

在这样的速度下,将构成钻石君的分子固定在一起的化学键可以完全忽略不计。我们可以将其看作一大坨高速运动的碳原子们。碳原子君们在尺缩效应的作用下,组成了一块烙饼状。

每一个碳原子都携带着大概70GeV的能量。事实上,因为他们运动得太快,碳原子君们不会和空气进行聚变——他们视空气分子如空气。

被冷落的空气分子会进入原子团,进入3米之后才停下来。所以原子团在到达地面的时侯里面多了很多其他物质。原子团也在迅速变大。

撞到地面时,原子团将彻底瓦解,继续向下运动的同时还向外扩散,它在岩床中刻出一条圆锥曲线状的路径。此时各种原子们真的就是在“互相穿透”了 。

[-]

巨大的能量在地壳上炸出了一个非常大的坑,熔化的地幔会露出来。这个过程释放的能量50倍于使恐龙灭绝的第一次冲击希克苏鲁伯撞击——一次大灭绝在劫难逃,甚至会终结地球上的全部生命。

[-]

恩……好吧,话说我觉得学物理的一大好处就是你能义正词严的用任何借口将任何数字加上更多的位数之后YY会发生什么,而且没人能阻止你这样干。

0.9999999倍光速:

在这样的速度下,每个碳原子携带25TeV的能量,和大型强子碰撞器里的粒子差不多了。估计再快一点的话,我们都有可能在撞击的残骸中观测到希格斯玻色子呢,真好玩。

在这样的情况下,冲击大概相当于整个月球改变方向全速撞击地球。足以砸出一个直达地幔的裂口,撼动整个地壳并将其熔化。生命啥的肯定没戏了。

[-]

恩……继续继续

0.9999999999999999999999951倍光速

史上有记载中有质量的最快物体可能是“我的神那”粒子(和上帝粒子没什么关系),这个来自太空的质子在1991年撞进犹他州上方的大气层。它当时的速度达到99.99999999999999999999951%光速,这意味着这一个质子携带着一个棒球的动能。大型强子碰撞器所产生的粒子根本无法与其相比。

没有人知道它怎么能速度这么快。一年之中少有几个这样快的粒子撞击地球。它们飞来的大致方向可能存在正在爆炸的星系,但是发生了什么使得它们逃离得这么迅速呢?而它们在到达此处的途中为什么没有减慢速度呢?我们不知道。我们只能大惑不解的看着探测器“倒底是发生了啥了?这颗质子速度如此之快……”

[-]

让我们赋予Aidan童鞋的钻石流星“我的神那”粒子的速度。

钻石神不知鬼不觉的就吞掉了一大块大气,然后一头钻进地壳。一团等离子体及其辐射在撞击点周围扩散开来,同时能量分散并穿透了整个地球。40毫秒过后,在撞击点的正对的地球另一端出现白炽云雾,接着地球君由里向外整个炸开。

这个钻石陨石以及它在撞击地壳时所产生的级联粒子扩散开来,贯穿整个地球。急剧升温的地球发出的光比太阳还耀眼。

这样的动量足完全改变地球的运行轨道——但是地球已经不存在了。撞击过程中释放的能量是将地球结合成形的重力场能的一万倍,我们的行星已被炸成一团等离子体,向外扩散。其中,一束聚集了大量能量的离子流沿着钻石的轨迹,从撞击点地球相对端延伸出去,奔向无尽的太空。

太阳吸收了许多星尘,打个饱嗝继续该发光发光。火星和金星的表面则被突如其来的超高能离子浪刮了一层皮。

在遥远的未来,在离地球几百光年的一个世界上,一个外星天文学家在皱着眉头看着一个哔哔作响的探测器大惑不解:“倒底是发生了啥了?这颗质子速度如此之快……”

[-]


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TOTAL COMMENTS: 31+1

  1. 1655727

    我怎么觉得我看过。。。。。

    [35] XX [0] 回复 [0]
  2. 1655731

    发过了

  3. 黄金生豆豉
    @5 years ago
    1655733

    我也看过了

  4. daydream
    @5 years ago
    1655737

    http://jandan.net/2012/11/14/diamond-2.html

  5. aniajk
    @5 years ago
    1655739

    火星了,真悲剧

  6. 乔治可撸妮
    @5 years ago
    1655741

    尼玛……

  7. 大傅博
    @5 years ago
    1655743

    哎?好像这颗钻石引起了时空倒流,我看过这文啊。

  8. Alt+F4
    @5 years ago
    1655747

    看过了

  9. 1655749

    嘿嘿 留在消失前

  10. 1655755

    What if…


    …..
    ……
    …….
    ……..
    ………
    ……….

    懂了吗?

  11. 要十载
    @5 years ago
    1655773

    果然看完以后沙发什么的都就不见了

  12. apollowing
    @5 years ago
    1655787

    挽尊……

  13. 娜娜
    @5 years ago
    1655809

    配图画的好棒哟~

  14. 冬眠的小蛇
    @5 years ago
    1655833

    门外汉弱弱的问一句,钻石不会融化么

  15. 巴山渔人
    @5 years ago
    1655843

    上次是棒球,这次怎么试验用具贵了这么多?来信侃中彩票了?还是他们觉得天王星上的钻石矿已经可以轻松取得了?

  16. 巴山渔人
    @5 years ago
    1655865

    事实上,因为他们运动得太快,碳原子君们不会和空气进行聚变——他们视空气分子如空气。
    ————————————————
    空气君躺着中枪啊~

  17. 1655873

    妮妮撸多失忆了

  18. 萝卜
    @5 years ago
    1655883

    妮妮翻译了这么辛苦。。。结果发过了。。

  19. 1655927

    不错,值得一挽

  20. neorgx
    @5 years ago
    1655933

    看过了

  21. Alavane
    @5 years ago
    1655957

    看到最后一张才发现以前看过了,好讽刺

  22. 阿道克提督
    @5 years ago
    1656043

    我觉得还得考虑波粒二象性的问题,接近光速的时候,这个钻石应该主要呈现波的形态了吧,那么到达地球的时候说不定完全没反应就传播到地球另一面去了。

    [11] XX [2] 回复 [0]
  23. 暴走的木头
    @5 years ago
    1656085

    被火星前留名.而且撸妮.你的标题有戳憋痔啊

  24. 1656089

    可怜的撸妮茶几…

  25. 北海边
    @5 years ago
    1656121

    就算是以光速装上地球,也不过就是装上去了而已,游戏里面穿装备还不是一点就好,光速装上了。

  26. 毙玺
    @5 years ago
    1656541

    标题有错别字 是撞上 不是装上 要是给地球装个钻石的话会被你发现?

  27. 34071417
    @5 years ago
    1656653

    又开始讨论三体的光子攻击了

  28. 1657297

    钻石算甚,试试切糕吧

  29. 1659061

    钻石太廉价,试试两百斤切糕。

  30. 羞射了
    @5 years ago
    1659319

    钻石不会达到一定温度后燃烧或者升华吗

  31. 宗教是人类的毒瘤
    @4 years ago
    2184104

    太有趣了 我喜欢这笔调
    挖个坟吧

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