脑洞是用来形容想象力的一个网络词汇，善于想象是人类发散头脑、文明前进的方法之一，假如没有脑洞，许多新科技就不会显现，险些每一次制造性的发明都是始于脑洞。

没有牛顿的脑洞，家人们就不会知道万有引力，只会认为苹果便是注定要失在地上的；没有瓦特的脑洞，家人们就不知道煮开水可以让热能转化为动能，或许如今家人们也只能利用牛马帮助拉货；没有爱因斯坦的脑洞，家人们就无法知道速率与质量之间的干系，不会知道物质的最快速率只能靠近光速，也不会知道在光速之下统统物理条件都市转变。

真空中的光速是一个紧张的物理常量

以是脑洞是天下给人类的一种天赋，在充足的知识量支持下，再共同一个绝妙的脑洞，就有大概让人类的科技再往进步一步。

如今恰好有一个脑洞题目——假如一根针以光速撞击地球，会产生什么？

怎样将一根针加快到光速？

起首我们要依据我们已有的知识思索，这个天下上是否有大概存在一根针相对地球以光速靠近？

固然宇宙中超光速的征象时有产生，但是答案仍旧很简洁，依据爱因斯坦的相对论，任何拥有静质量的物质都不行能加快到光速。

爱因斯坦

所谓静质量，便是任何物体取一个参考系，然后物体相对参考系静止，接着在参考系上个假如能称量出重量，这阐明这个物体拥有静质量。

任何我们能看到能摸到的物体都属于拥有静质量的物体，这此中固然也包罗一根针。

得出这个结论后，我们就要开始加快这根针了。任何人都市扔过工具，我们知道，扔的时间，力气越大，间隔就越远，速率就越快。

但是也便是我们必然要找到一个非常锋利的银针加快器，用超大的能量为银针加快，非常偶合的是，雷同的加快装置，人类已经造出来了，随时可以做到将物质加快到靠近光速，只要利用强子对撞机即可。

强子对撞机

但人类的最高科技只能将微小的粒子加快到靠近光速，现在人类最高能投入13万亿电子伏特的能量加快粒子，固然仍旧只能让粒子的速率再次向光速靠拢。假如以这个能量加快一根银针，很大概无法让银针移动。

由于1万亿电子伏特的能量也不外相称于一只蚊子飞行的动能，将这能量乘以13倍，实在也没什么大不了的，固然粒子加快器的能量是完全作用于底子粒子的，想要有用将能量转化为粒子的动能并不是一件简洁的事变。

换而言之，人类现在加快一个底子粒子都已经难于登天了，基础没有本领将一根针加快到光速，是以我们只能放弃在实际中找到将一根针加快到光速的大概，而是通过想象，来为这根针加快。

“针撞地球

光速移动的针撞击地球会产生什么？

理论上来说，物质的速率越快，那么它的质量就越大，当一根针的加快到无穷靠近光速时，那么它就会拥有靠近无穷的质量，庞大的质量会带来不可思议的动能，是以假如如许一根针撞向地球，肯定不会是一件功德。

这根针在打仗到地球大气层的一刹时，超高的质量和动能将会撞击大气粒子，就像一个手持蛇矛的马队，带着满身的重甲和马匹的重量，以超高的速率撞击到敌阵中，全部的重量和速率都市被蛇矛转化为粉碎力，仇人将被蛇矛贯串，敌阵将被马队冲散。

撞击大气粒子

这根靠近光速的银针同样云云，在撞击到大气分子的一刹时，这根针的动能就传导给大气粒子，壮大的能量让氛围孕育发生了超强的温度与压力，于是这根银针，把氛围冒犯得孕育发生核聚变了。

核聚变是什么，家人们大概不太清晰，现在人类唯一乐成使用核聚变的武器，便是氢弹，这是一种威力远超原子弹的核武器。

而氢弹造成的核聚变，重要质料是利用氢原子的同位素氚和氘，通过核裂变的方法制造出一个相对高温高压的情况，激发氚和氘这两种最轻的原子产生聚变，酿成比氢更重一些的氦元素，新孕育发生的氦原子质量轻于两个氢原子同位素之和，丢失的质量将会转化为大量的能量。于是核聚变便是孕育发生威力惊人的爆炸。

核聚变历程

而靠近光速运行的针，并不像核裂变那样的小儿科，它的能量乃至能让更重的氧、碳、氮等元素产生核聚变。于是整个大气层起首就被这根针引爆，酿成一个超等氢弹，这时地球上的生命将会在一刹时被蒸发失。

但是事变还没完，仅仅是将大气层酿成氢弹，基础不敷以将这根针上的动能斲丧完，它会陆续进步，在将撞击到的任何比铁轻的元素都触发核聚变，并且这动能还会随着元素的核聚变向其他元素传导。

简洁来说，整个地球都炸了，酿成一个超大的氢弹，地球上物质的能量大部门都被开释出来，在远处看就像是酿成一个小型太阳一样。

太阳燃烧

这场爆炸将会连续好久，直到地球上的物质全部都酿成铁元素以上的重元素，地球这个被一根针点燃的超等大氢弹才有大概冷却下来。

依据万有引力定律，质量越大的物体引力就越强，于是整个地球、太阳系、银河系、室女超星系乃至整个宇宙都市被这超大且快速移动的引力扯破，统统都不复存在。

以上产生的这统统，都是创建在构成这根针的物质不会被破坏属于无敌刚体如许的条件之下的。现实上假如这根针会被破坏，那么它将会在撞击到大气层，把地球大气激发核聚变后，就被核聚变的超等高温溶化了，它的超强动能也会在地球激发一场超等爆炸。

此种水平的高温能燃烧统统物质

宇宙中是否有大概存在如许的物体？

仅仅是一根针，只要被加快到靠近光速，那么它就能扑灭地球，乃至将宇宙都市在这打击之下不复存在。

家人们肯定会很奇怪，在我们能观察到的930亿光年内的宇宙中，是否存在如许的被加快到靠近光速的物质正在处处乱窜？

答案固然是有的。起首宇宙中存在很多以光速运行的粒子，好比最常见的光子、电子等，但是全部到达光速的粒子都有一个特点，那便是它们没有质量。

宇宙中的粒子

也存在许多以靠近光速运行的亚原子粒子，但是这些粒子由于自己的质量太低，是以粉碎力并不会很强，即便撞到大气层中，也最多使得一些微小粒子产生偏离，好比我们在北极每每能看到的漂亮极光，便是亚原子粒子撞击大气层激发的景观。

除此以外，拥有更大质量的物体险些都没有到达靠近光速这个水平的。银河系的逃逸速率到达550公里每秒，是以全部凌驾这个速率的物体险些都市逃离银河系的束缚。

最终，宇宙上实在存在一种很显着的物质超光速征象，那便是——宇宙大爆炸。我们知道宇宙的诞生时间只有139亿年，全部的物质都是在139亿年前从宇宙的原点发作出来的。

宇宙大爆炸

假如物质的速率无法凌驾光速，那么即便宇宙大爆炸的时间物质以光速发作，那么宇宙的范畴半径最多也就只能到达139亿光年呀。

但宇宙的范畴半径显着凌驾139亿光年，我们人类观察到宇宙半径已经到达465亿光年，这意味着宇宙的膨胀速率凌驾了光速，迢遥的天体和星系正在以超光速阔别着我们。

宇宙膨胀

惋惜的是，这种超光速征象跟我们想象中靠近光速的那根针并纷歧样，它们现实上并没有逾越大概靠近光速。宇宙中每个星系中的光速很大概会由于物质的多寡而体现得纷歧样。

也便是说，宇宙中的时空是扭曲的，在银河系中光速可以到达每秒奔跑快要三十万公里，在另外星系中光速却有大概更快。

而宇宙在最开始的大爆炸推动下，仍旧在加快扩散，扩散历程中，没有物质的地方将会以更快的速率扩张，很多如许的地方叠加起来，就会显现在我们这里看起来像是逾越光速，现实上并没有的情形。

宇宙中的粒子“飞奔”

简洁来说，这个天下并不会有物质会被加快到光速然后冲向其他天体，由于即即是将一根针加快到无穷靠近光速，必要的能量就已经是无穷大，即便将整个宇宙都转化为能量，也无法做到。

为什么光不会对我们造成损害？

实在我们无时无刻都在蒙受着到达光速的粒子撞击，那便是光子，但光子因为自己没有质量，是以只能将它自带的一丁点能量通报到我们皮肤外貌，于是太阳的热量就通过辐射的方法传导在我们身上了。

光子

光子自己没有质量，但是却拥有动能，于是它可以或许以空间中最快速率举行活动，而不会显现质量变大的题目，既然质量为零，那么在撞击到物体的时间，就不会孕育发生任何动能通报，以是即便光子因此光速活动，也不会像那根光速移动的针一样，孕育发生毁天灭地的能量。

结语

在闻名科幻小说《三体》中，就曾刻画过宇宙间种种壮大的打击武器，此中闻名的水点便是一个可以加快到光速的物体，任何人类已知的知识和技能都无法反抗这个武器。终极人类从高维空间进入到水点内部，十拿九稳地就将其摧毁。

这固然只是一部由想象力创作的故事，但从这此中我们能知道，只要底子知识和想象力充足，我们就能进入知识的下一个阶段。即即是如今看似不行能的超光速，在将来也有大概会变得十拿九稳。

“针撞地球”最好只存在于理想中