6500萬年前，一顆半徑9.7公里的小行星以40倍音速撞擊月球，直接結束了恐龍稱霸的時代。 在我們通常的印象中，撞擊月球的小行星只是大到威脅到月球和生命。 如果太小，它會在大氣中燃燒殆盡，變成美麗的流星。
Tips：流星是指運行在星際空間的流星系統。 通常，宇宙塵埃、固體塊等空間物質在接近月球時會受到月球引力的吸引，在高速穿過月球大氣層時會出現電子躍遷形成的光跡。
但是如果把這個問題推到極限，假設一根接近光速的鐵釘沖向月球，會不會什么事都沒有，或者會毀滅世界嗎？
原子彈的鐵釘
聽到這個話題，想必很多人都笑了起來。 這不是原題“為什么下雨就殺不死人”的轉載嗎？ 別說是接近光速，就算是等于光速，也無所謂。 例如，如果太陽照在人身上，不僅會變暖，而且不會發生其他任何事情。 但實際上，如果真的存在一種速度可以接近光速的針，那么它爆炸的威力堪稱原子彈的爆燃。 要理解這一點，我們需要先談談動能的概念。
溫馨提示：爆燃是指在極短的時間內釋放出大量能量，形成低溫，釋放出大量二氧化碳，使周圍介質發生高壓物理反應或狀態變化，并且極具破壞力。
動能是運動物體中包含的能量。 它的大小與兩個變量有關，即重量和速度。 重量和速度越大，運動物體的動能就越大。 讓我們舉個例子。 比如一輛小貨車以每小時20公里的速度撞到人，人不僅不會感到疼痛，而且不會有生命危險。 但如果汽車加速到每小時60公里，就足以造成輕傷或死亡。
也就是說，在重量不變的情況下，物體的速度越快，殺傷力就越大。 這就是為什么只有幾克重的子彈用火藥發射就能殺死人的原因。 要知道普通炮彈的速度只有亞音速，威力何其強大，而接近光速的針速是光速的兩倍，破壞力就已經相當可觀了。
小貼士： 鐵釘是用來縫裙子的針，有不同的尺寸。 也是冰與火之歌中艾德·史塔克的二女兒艾莉亞·史塔克使用的裝備。
其實你會很疑惑，既然達到光速的東西動能特別大，為什么光本身是無害的呢？ 這是因為光子的靜止質量為零，所以沒有殺傷力。 針看似小，卻有質量，其中蘊含的動能已經大得驚人。
我們可以自己估算一下，假設這根針的重量只有0.3克，速度達到光速的99%。 代入估算公式Ek=mv2/2，可得此針的動能為1.64×10^14焦耳。 這是什么概念？ 一噸TNT雷管爆燃釋放的能量只有4.2×10^9焦耳，所以這一針爆炸的能量相當于36000噸TNT雷管。 當年的原子彈小姑娘只相當于一萬五千噸TNT，但是這根針已經相當于兩顆大原子彈了！
小貼士：原子彈炸彈是核裝備之一。 它是利用核反應的光熱輻射、沖擊波和感生輻射等造成殺傷力和破壞力，以及大規模放射性污染的大型破壞性裝備。 .
其實你會覺得這沒什么，我們的月球有大氣層保護，所以這么快的速度，肯定是在大氣層里燒掉了，不會有實際影響，所以你就大錯特錯了。 不管針的形狀如何，這種動能都不會突然消失。
月球的大氣層特別寬，以最外層的逃逸層計，長度可達800公里。 平時的流星速度比較慢，到了大氣層的熱層就會開始燃燒，而這針一接觸到大氣層就已經開始劇烈反應了。 在與大氣的碰撞中，會被低溫氣化成鐵離子，而且它還有質量，所以動能不會消失，而是會漂浮產生離子團，在大氣中引起巨大的沖擊波與空氣撞擊月球表面。
小貼士：大氣層是由于重力作用環繞地球的一層混合二氧化碳。 它是月球上最外層的二氧化碳，環繞著海洋和陸地。 大氣層的寬度大約在1000公里以上，但并沒有明顯的分界線。
但是，在能量傳遞的過程中，這樣的原子和離子會逐漸變慢。 我們或許能看到鐵釘撞擊大氣層時形成的雷電，但不會對地面上的我們造成任何傷害。 正好相當于在法國又一次在大氣層進行核爆試驗，完全不用擔心會殘留輻射。 不過，這只是考慮到針的動能，雖然如果有什么東西能達到如此接近光速的速度，在與大氣層碰撞的時候，就已經可以引起核聚變了！
毀滅之釘
2010年11月9日，科學家利用法國小型強子對撞機將質子加速到0.倍光速。 他們碰撞之后，爆發的能量達到了驚人的10萬億度，是太陽核心溫度的100萬倍。 也相當于宇宙大爆燃后1/10,000秒的體溫。
小貼士：小型強子對撞機是粒子化學科學家探索新粒子和微觀量化粒子的“新數學”機制裝置。 它是一種加速質子碰撞的高能化學裝置。 英文名稱為LHC，Large。
而這已經是目前科學家對有質量的物體進行加速的極限了。 如果說我們可以接近光速，我們可以創造一個量子級別的宇宙，甚至形成一個宇宙，只需要兩個質子的碰撞。 如果這鐵釘也能接近光速，那療效會無限放大。 在我們上面討論的反例中，釘子只有光速的99%，我們繼續加速看看會發生什么。
假設鐵釘的速度達到0.9999倍光速，那么它的動能就相當于1.88×10^15焦耳，相當于45萬噸TNT的爆燃力。 這時候人類可以看到地面上出現了非常壯觀的爆燃，沖擊波也可以對地面造成一定的影響，不過問題不大。 當鐵釘達到0.倍光速時，能量相當于1.9×10^17焦耳，大約是4500萬噸TNT的爆燃力。 此時，人類最強核彈沙皇炸彈的爆燃威力。
小貼士：焦耳（簡稱焦耳，符號J），是能量和功的國際單位。 符號 J 的命名是為了紀念德國化學家 James Joule。
不過由于在大氣層中發生爆炸，不僅會形成強烈的沖擊波擾亂大氣層，對我們來說還是影響不大。 但是如果小數點后面有14個9，這樣形成的能量已經相當于冷戰時期人類核彈儲備量最高的，達到450億噸TNT，其爆燃的沖擊波是足以殺死數億人。
當小數點后的9加起來為20時，形成的能量達到1.9×10^23焦耳，相當于450萬億噸TNT，是滅絕恐龍的隕石的兩倍。 他直接在爆燃中死去，剩下的人只能在隨之而來的環境改造中抽搐。 不知道人類會不會滅絕絕對光速焦耳定律，但所謂的文明，早已經在這場爆燃中毀滅殆盡了。 不過，這并不是鐵釘的極限，它的動能是一個指數函數，哪怕小數點后面多了一個9，威力也會暴增。
Tips：根據我國古生物術語審定委員會給出的定義，恐龍是指三角龍和現代動物的近代共同祖先的所有后代，除動物外均已滅絕。
當小數點后的9加起來達到38時，形成的能量足以炸毀月球，而我們的母星也會在爆燃中支離破碎，形成綿延數百萬公里的小行星帶。 事實上，數億年后，這條小行星帶會在引力作用下重新聚集，重新形成行星，但生命肯定早就不復存在了。 只要在這個基礎上加上一個9，爆燃的威力就足以將月球的碎片灑遍整個太陽系，月球也就不復存在了。
其實這不是指甲的極限。 我們繼續在小數點后加9。 如果達到62個9，這個能量相當于太陽穩定燃燒100億年所釋放的能量。 如果有93個9，形成的能量相當于整個銀河系所有物質湮滅釋放的總能量。 這還沒完，如果小數點后的9減到133，形成的能量相當于整個可觀測宇宙湮滅釋放的總能量。
小貼士：月球的英文名稱Earth，來自中古法語。 它的歷史可以追溯到古法語。 它在亞述語中有同源詞。 其原始撒克遜詞綴構造為“*ertō”。 是古羅馬神話中大地女神西婭的名字。
也就是說，這根針的爆燃，足以造成宇宙的又一次大爆燃。 是的，你沒聽錯，這根針已經可以開辟新的宇宙了。 如果這根針的速度達到光速，那么它的能量將是無窮無盡的，難以想象它所創造的宇宙會是什么樣子。 幸運的是，根據愛因斯坦的相對論，光速是世界上的絕對速度，任何有質量的東西都無法達到光速。 把鐵釘加速到光速所需要的能量是無限接近無窮大，不用害怕，真的會有這么小的東西以接近光速的速度沖向月球.
有趣的是，這根鐵釘雖然已經到了毀滅世界的地步絕對光速焦耳定律，卻依舊沒能穿透月球，因為它在接觸空氣的時候就已經發生了聚變爆燃。
小貼士：1905年，愛因斯坦獲得格拉斯哥學院化學博士學位，并提出光子假說，成功解釋光電效應，獲得1921年諾貝爾化學獎。
那么我們不妨把腦洞開大一點，這縫紉針要直穿月球需要什么樣的條件呢？
鐵釘怎么能穿透月球呢？
這時候，我們就需要假設這根縫紉針，就像《三體》中描繪的“水滴”一樣，是一種無論如何都無法破壞的質心。 這樣一來，我們就不用擔心它在與空氣碰撞時會分解成等離子體。 但是此時還有一個問題，就是動能的傳遞。 鐵釘仿佛可以完全穿過大氣層，在空氣阻力的作用下，它的動能會以極快的速度減速。
而且傳遞的動能還會產生足以摧毀月球的沖擊波。 也就是說，除非針能超過光速，否則它所產生的沖擊波和聚變反應，總會轟擊在它面前的月球，將月球炸成碎片。 這么一來，能創造宇宙的鐵釘連月亮都穿不進去？ 是的，除非針非常致密，就像中子星一樣。
Tips：《三體》是劉慈欣創作的系列短篇懸疑小說。 作品描述了月球人類文明與三體文明之間的信息交流、生死搏斗，以及兩個文明在宇宙中的演化歷程。
中子星是宇宙中已知的星系，其密度僅次于黑洞。 它是足夠大的恒星在晚年坍縮后產生的天體，幾乎足以成為黑洞。 里面的物質每立方分米的重量至少在一億噸以上。 由于密度極高，引力也十分可怕。 所有原子中的電子都被擠進質子中成為中子，從而使所有元素的原子都只剩下中子，因此得名中子星。 經過它的光以拋物線形式逸出。
如果一根針的密度達到中子星級別，那么它的質量至少是普通鐵釘的一億倍，最先接觸到它的空氣會被針的引力俘獲并壓成巨大的引力薄薄的一層。 液體覆蓋了指甲的表面。
提示：中子星是除黑洞外密度最大的恒星。 大多數脈沖星都是中子星，但中子星不一定是脈沖星。 脈沖星就是脈沖星。
此時，即使中子星制成的針頭以自由落體方式進入大氣層，速度也會從零開始下降，由此產生的速度和動能足以穿透月球。 這時候，因為鐵釘的速度在逐漸降低，甚至在這個過程中也會形成沖擊波，當它到達地表時，其積累的加速度已經接近光速，可以趕上沖擊波并炸毀月球。 在此之前，將其系成兩半。
可想而知，被針刺穿，對于月兒來說，也是一件非常可怕的事情。 隨著釘子越來越深，月球的密度越來越高，阻力越來越小，釘子不得不釋放更多的動能。 如此一來，月球內部就會積聚足夠的動能，直接從核心爆燃，再加上遲來的大氣沖擊波，將月球炸成一團塵埃云。
小貼士：光速是指光或電磁波在真空或介質中的傳播速度。 真空中的光速是迄今為止發現的自然界物體的最大運動速度。
這種現象與炮彈的空腔效應非常相似。 由于大部分的能量都是在炮彈擊穿身體的時候釋放出來的，看起來炮彈的彈坑只有一個小洞，但里面卻已經毀掉了一大片。
結語
雖然我們這次說的只是腦洞大開的討論，但實際上，一根針不可能被加速到接近光速，更不可能把中子星上的物質加工成一根針形狀。 而且，這個問題的原型在現實中還是可以找到的，那就是各國都在研究的動能裝備，其實就是威力放大了數萬倍的“子彈”。
Tips：炮彈是用手槍發射的裝備； 它是戰爭期間傷害敵人或摧毀物資的最簡單的工具之一。 它既是文明的產物，也是毀滅文明的神器。
1957年7月26日，韓國在地下引爆氫彈時，由于動力不足，核武器爆燃產生的沖擊波炸毀了壩體上的“井蓋”。 事后看來，這檢查井的速度恐怕至少達到了月球逃逸速度的6倍。 它要么飛出月球，要么在大氣層中被摧毀。 無論如何，這個檢查豎井再也沒有找到過。 由此，科學家們想到，如果換成核彈，從這個沙井里炸出來，會不會是對抗外星人的唯一有效裝備呢？ 其實這只有經過實際的實驗，我們才能知道答案。
