光速是一個老生常談的話題，我們知道光速的大小約為30萬千米/秒，就目前來說，我們人類根本無法將宏觀物體加速到光速，甚至亞光速也不行，因為這所需要的能量非常大，大到讓人類望而卻步。

可以這么說，一旦宏觀物體的速度達到一定的程度，就會變得非常可怕。比如地球近地軌道上的太空垃圾，雖然僅僅只有大約10千米每秒的速度，但是一顆螺絲釘大小的物體碰撞就相當于一顆手榴彈爆炸的威力。

哈勃望遠鏡之所以不再進行維修，除了航天飛機退役的原因外，危險的太空環境也是其中之一，因為充滿了太空垃圾，每一個太空垃圾都相當于一個動能武器，如同一枚枚大大小小的炸彈。

那么當速度進一步變大，達到光速以后，又會產生多大的威力呢？這里我們可以開一個腦洞：當一根針以光速撞擊地球，會產生怎樣的后果呢？

一般來說，一根針的質量約為0.2克，根據經典物理學里的動能定理（E=1/2mv^2）可以算出，這根針的能量大約為9萬億焦耳。這個數字看上去很大，但是比不上一場核爆，比如當年的小男孩，其爆炸威力就相當于63萬億焦耳，是這根光速針的6倍左右。

有人說，你說得不對，我們地球有大氣層，可以保護地球，當這根針以光速進入地球后，在第一時間內它就會因為與大氣摩擦而燃燒殆盡，所以處于地球表面的物體根本就感受不到它的影響。 那么，這是否意味著就算一根針真的以光速撞擊地球 ，那它也不會對地球造成任何影響呢？

很明顯這種推測并不合理，因為當物體達到亞光速或者接近光速后，就會產生明顯的相對論效應，經典力學將不再適用。因此，我們必須要用相對論來計算這根針的能量。

根據公式我們可以知道，當物體的速度接近光速時，物體的質量將會不斷增加，其所攜帶的動能將會趨近于無窮大。因此當這根針撞向地球的時候，它所攜帶的能量將趨近于無窮大，地球將會在瞬間灰飛煙滅。

當物體的速度越接近光速，其所攜帶的能量就越大，不要說是一根針，就算是一顆質子，只要它能接近光速，它所具有的動能也會接近無窮大。

所以當與地球撞擊時，不僅地球會被摧毀，就連我們整個可觀測宇宙都無法避免。但是很明顯，這種設想是不能成立的，因為宇宙的能量也是有限的，我們根本沒有足夠的能量將一根針加速到光速。

相對論告訴我們，凡是具有靜止質量的物體都不可能被加速到光速，最多只能無限接近，比如人類的粒子對撞機，就能將粒子加速到亞光速。比如光的速度之所以能夠以光速前進，那是因為光子沒有靜止質量。

那么我們換個腦洞，要是將一根針加速到光速的99.99%后撞擊地球會怎樣呢？根據相對論效應，我們可以算出這根針的動能高達1.23*10^18焦耳，這個能量相當于2萬多枚廣島原子彈同時爆炸產生的威力。

在這種情況下，被針撞擊的區域將會被完全摧毀，撞擊產生的爆炸范圍直徑能達到8千米，這個區域以外的生物也會受到巨大影響。

因為不是核爆，所以撞擊后不會產生輻射，但是強大的能量將會產生巨大的沖擊波并造成巨大的地震以及超級海嘯，并引發大規模火山爆發。整個地球的生物將迎來末日，但是對地球本身而言，卻不值一提，只需要靜靜等待幾十萬年或者數百萬年，地球就能恢復正常。

為什么說對地球的影響不大呢？那是因為在過去的46億年里，地球已經經歷過太多的撞擊，而我們的地球依舊正常。直到今天，地球依舊受到小行星和隕石的威脅，但這些隕石大多都在大氣層燃燒殆盡，到達地球上的只有非常小的體積，因此造成的影響并不大。

于是有人會說，那這根達到99.99%光速的針難道不會在大氣層燃燒掉嗎？科學家們猜測，這根針極有可能在大氣中變成一束高能粒子流，但不管變成什么形式，他它所攜帶的巨大動能都會施加在地球身上。

這根針會變成一束鐵離子，但是這束鐵離子的質量擺在那里，并不會憑空消失。這束帶有質量的粒子會散開形成一個離子團，在與空氣的碰撞中變成一股巨大的沖擊波，然后以超高速轟向地球表面。這時候，地球上的所有生物要么會直接毀于這股超級碰撞，要么就毀于由此產生的高能伽馬射線。

當然，還是那句話，生物會滅絕，但是地球依舊沒事。那么想要地球本身毀滅需要多大的能量呢？根據計算，理論上2.25*10^32焦耳能量可以摧毀地球本身，根據相對論的動能公式反向計算，我們只需要再給針加一點速度就可以達到，這個速度就是99.99……67 %（小數點后要有30個9，然后加上67），但是真要將一根針加速到這種程度，所需要的能量多到消耗掉整個太陽系都不夠。

所以，哪怕是開腦洞地球根本不可能出事，容易出事的始終是地球生物，是人類文明。也許，這也是人類文明之所以探索太空，探索宇宙的原因之一，因為我們從來不是將命運交給上天的種族。災難不知道哪天會到來，但是居安思危的我們已經在努力了。

祝愿我們人類文明有一個美好的未來，希望未來整個銀河系中都布滿著我們人類文明的腳印。

想了解更多精彩內容，快來關注科學新視界

標簽：