火星撞地球，或針尖大物體光速撞地球，兩者后果有什么區(qū)別？

這是回答一位初一小朋友的問題，原問題引用如下：

火星撞地球會發(fā)生什么？

問題說明：假設(shè)一個針狀物體以光速撞擊地球會發(fā)生什么后果？（這個物體硬度等其他條件按能接受光速來），說一下，我初一。

初一的小朋友有這種好奇心是好事，這既是人類的天性，也是人類不斷認(rèn)識自然規(guī)律的動力。時空通訊支持你，愿意和你一起來探討一下這個問題。

你的問題有兩個，一個是題目“火星撞地球會發(fā)生什么”，一個是說明里的“針狀物以光速撞擊地球會發(fā)生什么后果”。這是兩個不同的問題，我們得分開來說。

先來說說火星撞地球會怎樣?；鹦琴|(zhì)量為地球的11%，也就是約9分之一。這么巨大的一個行星撞擊地球，地球生態(tài)肯定全部完蛋，但地球會不會完蛋從此消失呢？我的回答是不會。

因為早在45億年前，地球剛剛誕生不久，還處于熔融狀態(tài)，沒有凝固冷卻時，就被一顆火星大小的天體碰撞過?，F(xiàn)在的科學(xué)家把這顆火星大小的天體稱為“忒伊亞”。

研究表明，當(dāng)時的地球幾乎被撞散了，但沒有完全散開，而是以一團(tuán)熾熱的火球狀繼續(xù)在軌道上運行，隨后漸漸凝聚成了一個比先前稍大的地球。這是因為地球吸收了“忒伊亞”絕大部分質(zhì)量，讓自身質(zhì)量增加了約9分之一。

而迸濺到太空的巖漿和碎渣開始圍繞著地球成一個火環(huán)，隨后在引力作用下，漸漸凝聚在一起，成為一個較小的星球，這個星球有地球質(zhì)量的1/81，這就是月球。這個理論是月球成因的主要理論，得到科學(xué)界更多的支持和認(rèn)同。

地球與“忒伊亞”戀愛結(jié)出了碩果?；鹦前愦笮〉摹斑羴啞弊矒舻厍?，地球并沒有完蛋，只是脖子（自轉(zhuǎn)軸）被撞歪了，使自己的赤道面與公轉(zhuǎn)黃道面形成了一個23.44°的夾角。正是這個夾角，讓太陽照射到地球的角度發(fā)生了變化，使地球氣候變化更生動，有了一年四季。而月球的誕生，對地球引潮力發(fā)生了重大變化，從原來主要承受太陽引潮力，變成承受月球更大的引潮力，讓地球海洋潮起潮落更大了，地球更有生機(jī)和動感了。

兩者的結(jié)合為地球生命孕育和誕生提供了更有利的條件。因此45億年前那驚天動地的一撞，地球，或者更貼切地說是人類因禍得福。沒有這一撞，或許地球就像金星和火星一樣，不會孕育出生命，也就沒有今天的你我他在這里評頭論足。

所以時空通訊把地球與“忒伊亞”的親密接觸比喻為愛戀之舞，正是它們轟轟烈烈一吻后的結(jié)合，成了我中有你你中有我，誕生了月球這個女兒，還孕育了繁衍不息的無數(shù)生命。

那么如果再來這樣的一撞，又會有什么發(fā)生呢？這將是地球的重組。地球又會被撕裂重新融合，增加了更多的質(zhì)量。會不會又迸發(fā)出幾個大大小小的月球，隨機(jī)性很強(qiáng)，無法定論。

但可以確定的是，現(xiàn)有動植物類生物將全部滅絕，當(dāng)然包括人類。因為這種撞擊下，地球地殼將破碎不堪，甚至從里到外撕裂重組，海水將全部被蒸發(fā)，煙塵水汽遮天蔽日。地球冷卻恐怕要經(jīng)歷數(shù)百萬年，才會漸漸恢復(fù)氣候。但這一撞，很可能會改變地軸角度，脖子又伸直了呢還是更歪了呢？這要看撞擊的速度和角度。

如果這一撞殺滅了所有生命，哪怕最隱秘和細(xì)小的生物也死翹翹了，地球從此就成為一個廢球了。如果有幸殘留一些細(xì)菌孢子類低級生命，在數(shù)百萬年后或許會漸漸復(fù)蘇，重新開始進(jìn)化。

但重啟后的生命已經(jīng)完全不可能是原來的生命狀態(tài)了，地球的氣候和條件發(fā)生了改變，生命的進(jìn)化路線也將隨之改變，或許要經(jīng)歷數(shù)億年，又一個寒武紀(jì)生命大爆發(fā)才會來臨。再經(jīng)歷數(shù)億年的演化，或許會進(jìn)化出新的地球主宰者，是恐龍類的無智慧動物，還是類人類智慧生物呢？誰也不知道，但可以肯定的是，絕不再是人類了。

再來說說針狀物體光速撞地球的可能性和后果。這個世界沒有什么物質(zhì)能夠達(dá)到光速。這里的物質(zhì)是指具有靜質(zhì)量的物體，哪怕一個質(zhì)子，質(zhì)量只有1.672621637×10^-27kg，也只能無限接近光速，永遠(yuǎn)也無法達(dá)到光速。在歐洲大型強(qiáng)子對撞機(jī)里，科學(xué)家們用巨大能量催動，費了九牛二虎之力，也只能將一束質(zhì)子加速到光速的99.9999991%。

1個針尖有多大？最小的針尖約100nm，根據(jù)圓面積計算公式S=πr^2，可得針尖面積為7853.9nm^2。質(zhì)子直徑約10^-15m，就是0.000001nm，每個電子占據(jù)面積約0.0000000000007854nm^2，這樣1個針尖就可以排下近億億個質(zhì)子。這還了得，1個質(zhì)子都無法達(dá)到光速，億億個質(zhì)子大的針尖達(dá)到了光速，那還得了？

結(jié)果就是這個世界不存在了。為什么這么說呢？

因為速度越大動質(zhì)量越大，質(zhì)速關(guān)系限制了速度。物體質(zhì)量會隨著速度的變化而變化，速度越快其動質(zhì)量就越大。在低速狀態(tài)下，動質(zhì)量變化不大，隨著趨近光速，動質(zhì)量變化就會越來越大。任何有質(zhì)量的物體，不管其質(zhì)量大小，隨著趨近光速，其動質(zhì)量就會趨于無限大。

何謂無限大？有許多人喜歡動輒用無限這個詞，實際上這個世界無限的東西非常少，嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)角度，只有奇點才有4個無限，即無限小、無限密度、無限曲率、無限高溫。這4個無限是因為第一個無限小，既然小得無可限量，當(dāng)然就無法測出其密度、曲率、溫度了。

還有黑洞史瓦西半徑內(nèi)的曲率，也就是引力是無限大的。這也是因為其中心有一個奇點，這個奇點無限小，與其質(zhì)量成正比形成了一個圍繞著奇點的球狀空間，這個空間就叫史瓦西半徑。在這個范圍里，其引力是無限的，我們所知的任何東西一旦進(jìn)了這個空間，就會有去無回，掉落到其中心奇點那個無底深淵。

除此之外，這個世界似乎再也沒有什么無限的東西。因此希望這位小朋友從現(xiàn)在開始養(yǎng)成嚴(yán)謹(jǐn)態(tài)度，少用慎用“無限”、“無窮”、“永遠(yuǎn)”這樣的詞語。

有靜質(zhì)量物體達(dá)到光速是一個悖論。現(xiàn)在的動態(tài)宇宙標(biāo)準(zhǔn)模型認(rèn)為，宇宙起源于138億年前的奇點大爆炸，宇宙在不斷的膨脹，迄今為止，可觀測宇宙半徑達(dá)到465億光年。因此宇宙也是有限的，即便目前科學(xué)觀測數(shù)據(jù)并不很精確，但至少可以認(rèn)為，既然宇宙是動態(tài)的，有始有終的，就是有限的。

因此有質(zhì)量的物體如果達(dá)到光速，其動質(zhì)量就達(dá)到了無窮大，超過宇宙質(zhì)量，這豈不是一個悖論？因此是不可能的。這就是愛因斯坦狹義相對論得到的一個結(jié)論，用質(zhì)速關(guān)系公式來表達(dá)，其表達(dá)式為：M=m/√[1-（v/c）^2]

這里的M為物質(zhì)的運動質(zhì)量，m為物質(zhì)的靜質(zhì)量，v為運動速度，c為光速。根據(jù)這個公式，我們可以計算得到，當(dāng)速度達(dá)到99%時，動質(zhì)量增加約7倍；當(dāng)速度達(dá)到99.999999%時，動質(zhì)量增加7000多倍。

以后速度每提升百分點后面2個9，動質(zhì)量就增加1個數(shù)量級，當(dāng)達(dá)到光速的10^100分之一時，動量將增加了7x10^50倍，這樣1個質(zhì)子的質(zhì)量就達(dá)到：

（1.67×10^-27）x（7x10^50)=1.169x10^24kg

當(dāng)一個質(zhì)子的速度達(dá)到只差10^100分之一就達(dá)到光速，其動質(zhì)量已經(jīng)相當(dāng)?shù)厍蛸|(zhì)量的5分之一了，再在后面增加兩個9，即達(dá)到光速只差10^102分之一時，一個質(zhì)子的動質(zhì)量就達(dá)到近20個地球質(zhì)量。

這就是質(zhì)增效應(yīng)，當(dāng)物質(zhì)運動速度達(dá)到光速時，這個公式給出的答案為零，無限大表述為無法計算。

因此，任何物體無法達(dá)到光速，如果一定要說一根針達(dá)到光速刺向地球會怎樣，那就是世界毀滅。這個毀滅不光是地球的毀滅，而是宇宙，是宇宙自然規(guī)律的毀滅。

人類對自然規(guī)律的認(rèn)識現(xiàn)在還處于初級階段，光速限制和質(zhì)增效應(yīng)是現(xiàn)階段人類對自然界的認(rèn)識，后面會不會有所突破呢？不知道。在沒有突破前，我們只能夠按照現(xiàn)有理論來推論，否則就成了民科的瞎扯了。

綜上所述，火星撞地球和針尖大物體光速撞地球結(jié)果都是毀滅。但這兩種毀滅不是一個數(shù)量級，前者只是地球生物的毀滅，后者是宇宙毀滅，而且是永遠(yuǎn)不可能實現(xiàn)的。

我的這些回答不知道這位小朋友滿意不？謝謝閱讀，歡迎討論

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