一根針以光速和超光速撞擊地球,分別會帶來啥後果?答案讓人害怕

2020-11-22 量子探索

本文參加百家號 #科學了不起# 系列徵文賽。

在網上,我們經常可以看到這樣一個話題「某某物體,以光速撞擊地球,會造成什麼後果?」,這個物體可以是子彈,也可以是一根針,今天我們就來討論一下,如果真的有一個存在質量的物體,以光速撞擊地球,並且還可以保證原子不會解體,原子核也不會因為進入大氣層產生摩擦後散開。

光速是我們理論中的極限速度,也對我們的宇宙觀產生著巨大的影響。忽略光速帶來的問題,僅僅是「速度上限」就讓人著迷,打個簡單的比方,你朝著一個方向不斷的加速,突然間你就感覺自己越來越吃力,但是速度並沒有增加多少。不論你怎麼努力都只能感覺腳步越來越沉重。

這就是有質量的物體在接近光速時會遇到的情況,我們無法真正實現光速飛行,只能去接近光速,在接近光速的過程中,物體的質量會變得越來越大,因為小數點後有無數位,當物體達到99%的光速和99.99%光速對比,質量就相差了很多。

如果真的有一個物體,可以保持光速撞擊地球,那麼帶來的後果無疑是十分可怕的,首先這個物體的質量無限大,並且速度達到了極限,在進入地球的大氣層後,產生摩擦會釋放巨大的能量。

當然,這也要有一個前提,這個針在進入地球大氣層後,可以保持原本的狀態不變,否則就會在摩擦力的影響下發生變化,因為超高的質量和能量不可能消失,這根針更大概率會變成一根高能的能量光束,對地球的局部地區造成巨大的影響。

前文中我們也提到了,實現光速飛行是現在物理理論中不允許的事情,光和電磁波可以進行光速移動,並且值得注意的是,光速和任何速度相加能得到也只是光速,一些奇思妙想是無法實現的,速度的合成和我們腦袋中的經典力學並不符合,只能用相對論來解釋速度的合成。

在自然界中存在一些超光速的現象,比如宇宙自身的膨脹和「量子糾纏」現象,可是這些現象並不能證明什麼,不論是宇宙膨脹還是量子糾纏,都不是物體在運動時產生的速度。宇宙的膨脹之所以超越了光速,是因為宇宙兩段距離足夠遠,這個時候每一秒膨脹後產生的新宇宙空間,比光在一秒中移動的距離要遠,因此我們才會說宇宙膨脹的速度超越了光速。

其次,量子力學中的量子糾纏也是一個超越光速的現象,並且超越光速很多倍,做到了忽略時間和速度。也正是因為量子糾纏的出現,導致了相對論出現了漏洞。愛因斯坦直到去世都對量子糾纏現象充滿了執念,最後不得不承認,量子糾纏是一個和「鬼魅」一樣的超遠距離作用。

同樣,量子糾纏現象不能被歸納為物體運動時產生的速度,關於這個現象我們有更多的疑惑,想像在未來科學家可以給我們一個合理的答案。

簡單的了解宇宙的所謂的超光速現象後,大家肯定會產生一個疑問,如果有一個物體以超光速撞擊地球,會發生什麼?

其實,如果真的有物體可以超越光速,那麼首先遭殃的不是地球,而是我們的宇宙,從現代物理學來看,我們生活的宇宙空間並不能無限的承載能量,不論是導致宇宙大爆炸的「奇點」,還是恆星死亡後的黑洞,都在向我們暗示宇宙可以承載的能量是有一個上限的。

奇點的熱量和質量無限高,才能在爆炸後產生我們的宇宙空間,也就說奇點的熱量和質量都達到了空間可以承載的極限。其次我們都知道物體的質量越大,能產生的引力就越大,當一個物體達到光速時,會產生龐大的引力,也足以撕毀地球了。

而宇宙中存在一些質量非常高的天體,比如「中子星」和「黑洞」,它們都是超新星爆發後極致壓縮的天體,擁有我們難以想像的質量,在中子星的周圍,就出現了一些「時空扭曲」的現象,因為我們無法觀察黑洞,也就無法觀察黑洞周圍是否有類似的現象。

那麼在真的超越光速後,也很大概率會直接對空間產生影響,導致我們的宇宙毀滅,很多電影中實現超光速都十分的輕鬆,甚至可以實現空間躍遷,但是在現實中,用盡宇宙的能量也很難實現超光速,畢竟推動一個質量無限大的物體需要同樣無限大的能量。

那麼人類在未來真的不能實現超光速旅行嗎?要知道,如果以亞光速旅行,那麼需要二十萬年的時間才能走出銀河系,在宇宙中和銀河系類似的星系有太多太多,無法實現超光速,不能忽略距離,人類就無法做到探索宇宙的每一個角落。

當然,也不是一點希望都沒有,前面就說到因為量子力學的出現,讓相對論也成為了一個存在漏洞的理論,在未來人類完善相對論後,或許可以發現超越光速的方法。

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