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一根针什么情况下能击穿地球?

一根针质量满足好,速度满足快就能够击穿地球、击碎地球、击暴地球,怎么办到?

条件

1.它有必要是特别资料制作成的针,确保不会被破坏,结构安稳,由于陨石落入大气层都会烧成渣。

2.其次有满足的能量使它的速度能够满足快,但它无法到达光速。

针到达光速会发生什么?

质量便是能量,能量源于构成物质的粒子间的彼此效果,只要被捆绑了就无法到达世界速度的上限,即光速。

图:一个水分子的拆解

在更小的标准下,质子、中子并非最小的粒子,由更小的根底粒子组成。根底粒子间的彼此效果决议了物质质量与物质安稳的三维结构。

例如:质子由3个夸克子组成,而夸克组合所表现出来的质量源于一种叫胶子的粒子,它像胶水相同把它们牢牢“粘住”。在量子力学中称之为强彼此效果,也叫强力。而单个夸克本身也具有质量,源于希格斯玻色子与之彼此效果。

总归世界万物的质量都源于粒子间彼此效果发生的能量,而停止质量不为零的粒子源于希格斯机制,但光子、胶子与希格斯玻色子没有效果机制,所以它们的静质量为零。

假如物质想要已光速运动就会脱离彼此效果的捆绑,脱离全部机制,结局便是失掉能量,失掉质量,无法保持三维结构,条件有必要有挣脱捆绑的方法,现在能干出这事的只要黑洞。

除此之外,还有必要有无限的能量,或许整个世界的能量都不行,并且散架的针也就不是针了,因而让针到达光速没有意义,并且击穿地球不需求到达光速。

为什么不能听牛顿的?

爱因斯坦根据光速不变原理,在《狭义相对论》描绘了速度与质量的联系。相同表达了物质不能到达光速。从下面曲线与公式中能够得出这个定论。

一起他的质能方程描绘了质量与能量的联系,深化到微观层面,描绘粒子彼此效果发生的能量等于多少质量。最要害的质速联系与质能等价方程能核算出针怎么把地球轰成渣。

牛顿的经典力学在高速领域中不适用,物理量需求进行高速批改。

简略解说:在经典物理中,能够用一个坐标系描绘小红追小明的问题,由于她俩带的手表走的相同快,因而时刻坐标轴是共同的。

这源于牛顿肯定时空观,即空间、时刻是彼此独立的,并且时刻与空间都是肯定的。19世纪光速不变的发现,让爱因斯坦发现肯定时空存在无法解说的一系列问题,所以在1905年宣布了《狭义相对论》对物理的基本概念进行改革。

其间,时刻与空间是不能独立存在的。假如小明开着极速飞船,那么它们需求两个独立的坐标系才能够核算,由于高速运动或在强引力场中都会使时刻呈现胀大效应,也便是说时刻轴不相同了。小红和小明都需求用各自的时刻坐标与空间坐标进行表明。能够简略了解为,各自处于不同的时空之中。再直白点便是他们表走的速度不相同,时刻也不同步了。那么两个坐标系怎么核算呢?

咱们需求对两个坐标系中的物理量进行改换,简略来说便是先设定观察者是谁,比如说小明,小红在自己的时空中高速运动,那么就需求把小红在那个时空中的质量、时刻、速度等物理量改换到小明的时空中进行核算,改换的系数与速度有关,便是下面这个,物理学中叫洛伦兹因子,一般情况下叫做批改因子,或许改换因子比较好了解。

核算与成果

了解了这些,小针撞地球的问题就成了加减法问题,即针高速运动所具有的能量减去本身具有的能量便是针具有的动能,动能假如大于地球的结合能,那么地球就会散架。

地球上的你作为观察者,望着一根针向地球冲来,咱们需求对针的质量进行乘以批改因子进行改换求出相对质量m。

然后代入动能公式Ek中,就会得到以下方程:

从中能够看出,针动能的巨细取决于改换因子,而改换因子的巨细又取决于针的运动速度:

从曲线中能够看到针的速度无法到达光速,但随着它无限挨近光速,因子就会无量大,换句话说针具有无量大的动能,无量到击碎全部。

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