
每天,都有大量的高能粒子和宇宙射線以亞光速甚至光速撞擊地球。不過,地球安然無恙,人類在地球上的生存基本上沒有受到影響。如果換做是一顆品質為10克的子彈,倘若它以光速飛向地球,結果又會如何呢?讓我們來看看吧

如果根據牛頓物理學,即便子彈以光速運動,但它的品質非常低,它所具有的動能並不高,大約為4.5×10^14焦耳,這相當於5枚廣島原子彈爆炸所釋放出的能量。有可能當子彈在穿過稠密的地球大氣層時,就因為劇烈壓縮前方的空氣,使得溫度劇增,導致子彈還沒撞到地面就被完全蒸發掉。人類曾經引爆過當量相當於2500枚廣島原子彈的氫彈,結果也沒有對地球本身造成什麼影響。

與自然界中的爆炸事件相比,這更是微不足道的能量。目前已知最大規模的火山爆發事件發生在大約2700萬年前,當時拉加里塔火山出現大規模爆發,釋放出的能量相當於2400萬枚廣島原子彈同時爆炸。

目前已知最大規模的小行星撞擊事件發生在6500萬年前,當時希克蘇魯伯隕石撞上地球,釋放出的能量相當於50億枚廣島原子彈同時爆炸。即便如此,地球上只是留下了一些痕跡,地球本身基本無恙。
不過,愛因斯坦的相對論告訴我們,牛頓物理學只適合在低速情況下近似使用,亞光速和光速的情況只能用相對論,所以上述的計算結果是錯誤的。考慮到相對論效應,有靜品質的物體在接近光速時,動能將會急劇升高,因為動品質會隨著速度無限接近光速而變得無窮大,具體如下圖所示:

根據相對論,可以推導出亞光速下的動能為:
如果子彈以光速運動,其運動品質將會變成無窮大,動能也會變成無窮大。不要說地球,就連整個宇宙也會被這顆擁有無窮能量的子彈摧毀掉。
不過,這在現實中是不可能實現的。因為宇宙沒有無限的能量來把子彈加速到光速,即便是十分微小的電子(品質為9.1×10^-31千克)也無法被加速到光速,擁有靜品質的物體註定不能達到光速。

另一方面,如果物體沒有靜品質,為了使相對論的動能公式有意義,變成0/0型不定極限,這種物體的速度只能是光速,始終以光速傳播的光子就是這樣的例子。超光速是不存在的,光速是最快的局域速度。

雖然子彈不能以光速運動,但從上面的公式可以看出,只要子彈的速度足夠趨於光速,它將擁有極為巨大的動能。如果子彈的動能超過地球的引力結合能(2.2×10^32焦耳),子彈可以完全撞毀地球,地球將會消散成為星雲,無法再通過引力聚攏在一起,對應的速度為光速的99.9999999999999999999999999999999992%。如果子彈的速度更加快,就連太陽也能被摧毀。來源:www.toutiao.com