一个质量为 10 kg 的铁球，以接近光速的速度撞击地球，会发生什么？ 第1页

72千米每秒

这恰好是环绕太阳运动的天体撞击地球所能达到的最大速度。狮子座流星雨就是以这样的速度撞击地球的。

奇妙的是，物体的速度并不怎么影响它撞击地面后陷入的深度。艾萨克•牛顿想出了一个非常聪明的方法来估计弹丸射入目标停下后能到达的深度。不管弹丸有多快，只要它击中的东西跟其密度差不多，它射入的深度只能达到其体长本身那么多。

当然它还是会溅起一大片东西。以72千米每秒的速度运动的钻石球能炸出一个直径超过两公里的陨石坑，释放的能量相当于最大的聚变核弹。

再往下的情景，就开始比较离奇了。

3000千米每秒=0.01倍光速

这会很糟。在此速度上下几百千米每秒的范围内，空气开始发生核聚变（谷歌这个论文标题就能找到全文）这使得事情变得有点难以预料。这样一来，再加上平凡的等离子体加热（离子态也是聚变导致的，指聚变和高热是两回事），钻石球体在到达地面之前可能已经四分五裂了。

但是这对地面来说并不是什么好消息。球体并不会充分散开，大体上还是像原来一样撞向同一点。撞击释放的能量比最大的核武器都要多一千倍，摧毁任何它砸向的区域。它炸出一个巨大的陨石坑——虽然还不是地球史上最大的。

0.99倍光速

这时候相对论就要来掺一脚了。

在这样的速度下，使球体结合在一起的化学键完全可以忽略不计。这只是一团急速运动的碳原子，因为长度收缩效应压成了一块煎饼（虽然我们没办法用肉眼看到这个效果）。SRIM粒子物理模拟工具能帮助解释一些撞击时发生的事情。

球体内的每一个碳原子携带着大概70GeV的能量。事实上他们运动得太快，都没有办法和空气直接进行聚变——他们仅仅是完全穿过了空气。空气分子穿过球面3米之后才停下来，球体在到达地面的时候比最开始携带了更多的物质。同时球体也在迅速变大。

撞到地面时，它将彻底瓦解，继续向下运动的同时还向外扩散，在岩床中刻出一条圆锥曲线状的路径。上面那个计算撞击深度的等式不再适用于此，因为此时原子们还真就是在“穿透着彼此”了 。

巨大的能量在地壳上炸出了一个非常大的坑，你甚至能看到熔化的地幔。这个过程传递的能量相当于使恐龙灭绝的希克苏鲁伯撞击的50倍——就算没有终结地球上的全部生命，也足以导致一次大灭绝。

我经常觉得物理的一大好处就是你可以将任何数字加上更多的位数之后看看会发生什么，而且没人能阻止你这样干。

0.9999999倍光速

在这样的速度下，每个碳原子携带25TeV的能量，和大型强子碰撞器里的粒子差不多。再快一点的话我们都有可能在撞击的残骸中观测到希格斯玻色子呢。

在这样的情况下，这些东西将以大概相当于（绕着我们转的）月球的动能来撞击地球。这足以砸出一个直达地幔的裂口并撼动整个地壳，将其熔化。这应该可以终结地球上所有的生命吧。

啊哦，喵星人又踩到了我的键盘。我又加上了好几个9。

0.9999999999999999999999951倍光速

史上有记载的最快物体（有质量的）可能是“额滴神”粒子（和上帝粒子没什么关系），这个来自太空的质子在1991年撞进犹他州上方的大气层。它当时的速度达到百分之99.99999999999999999999951的光速，这意味着这一个质子携带着一个棒球的动能。大型强子碰撞器所产生的级联粒子根本无法与其相比。

没有人知道它怎么能运动得这么快。一年之中都很难有几个这样快的粒子撞击地球。它们飞来的大致方向可能存在正在爆炸的星系，但是发生了什么使得它们逃离得这么迅速呢？而它们在到达此处的途中为什么没有变慢一些呢？这都是谜。

让我们赋予Aidan的钻石流星“额滴神”粒子的速度。这速度太快了，我的SRIM软件直接拒绝了模拟请求。然而，我们可以通过观察宇宙射线在岩石中的衰变找到一些头绪。

钻石不知不觉就干掉了一大块大气，然后消失在地壳中。一团等离子体及辐射在撞击点周围扩散开来，于此同时能量分散并穿透了整个地球。40毫秒过后地球相对于撞击点的另一端在一片白炽云雾中向外整个炸开。

这个钻石流星以及它在撞击地壳时所产生的级联粒子四散开来贯穿了整个地球。急剧升温的地球发出的光比太阳还耀眼。

这样的动量足以将地球撞到一个完全不同的轨道上——但是地球已经不存在了。撞击过程中释放的能量比地球的重力结合能还多一万倍，此时这颗行星已被炸成一团向外扩散的等离子体，与此同时，一束格外高能的能量流从撞击点的远端延伸出去，奔向太空。

太阳吸收了许多星尘浪，打了个嗝继续发光。火星和金星的表面被难以置信的高能等离子浪冲洗得干干净净。

在遥远的未来，一个外星天文学家在一个离地球几百光年的世界上皱着眉头看着一个发出哔哔声的探测器，很费解发生了多么凶残的事情才能让一个粒子运动得这么快。

下面是之前从煎蛋网搬运的，因翻译内容存在一些问题，响应知友要求从其他站点重搬。

本答主搬运的版本出自于 煎蛋网（WHAT IF: 钻石）基于创作共用协议(BY-NC)发布。
转载者请保留本文头，禁止用于商业用
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这本书我也买过看过，不过没在手头，所以只好从煎蛋网扒一下了。
另外这个翻译版本好像有点问题，可能不是朱君玺翻译的，我明天回家找找那本书校对一下
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我翻了一下....What-if里居然没有... 那么估计是译者直接从XKCD博客里扒下来的...
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# JXM 投递：
如果一枚钻石组成的直径是100英尺(约等于30米)的陨石以光速击中地球，地球君会杯具么？
—— 一枚八岁的熊孩子和他的熊爹问到
没有任何物质可以以光速前行，但是没关系-——我们可以足够接近。
不论你以多快的速度推动什么东西，他将持续的向光速接近，这看起来很坑爹但就是这样。我们的宇宙有一些奇怪的法则。但是如果他过于接近光速，它的能量和动能将几何倍数的无限增长。
让我们别着急慢慢来~

每秒一英里
如果我们在大气层的边缘-一百英里高的地方□□，它将会几乎毫不减速的穿透大气然后以三倍音速□中地球表面。

在它下落的过程中，它会压缩前方的空气并加热，在它落地的时刻，下表面的温度会达到超过五百度，足以使他发光。
两分钟之后它落地了，中造出了一个300米大的坑——相当于一个学校的尺寸，然后碎成碎片。

每秒11英里
如果我们把这枚钻石放在离地球远一些的地方，让它自由落体，它会以11英里/秒的速度击中地面——第一宇宙速度。

当以十一英里每秒下落的时候，这枚钻石会向火球一样发光，落地的冲击堪比小型和谐弹，然后形成一个直径一英里的大坑-只比亚利桑那的陨石坑小一点。

然后事情开始变得有趣了：

百分之一光速 = 3000英里每秒

这个速度就已经很坑爹了，在这种速度下空气会开始核聚变，将会在钻石击中地面之前就吃掉它(原来核聚变是UUZ)。
但是就算是UUZ也不能吃掉地面，这个球不会变得足够大使地球君便当，它会命中一点然后释放出几千倍于沙皇和谐弹的能量，摧毁整个它的落点所在的地区，形成一个巨大的坑——但依然不是地球曾见过的最大的。

0.99倍光速

从这个速度开始相对论不再打酱油了。
在这个速度下，原子间的相对作用力会失去作用，我们的钻石君会变成一团快速移动的煎饼形状的碳原子(但是依然他是不可见的——废话接近光速的你看得见啊)，某SRIm模拟软件告诉我们地球君开始杯具了。
这个碳煎饼里的每个碳原子携带大概 1.60217646 × 10^-10 焦耳的能量, 他们移动的太快了以至于可以直接穿过空气——它甚至捕获了更多的空气分子，在它落地的时候它的体积已经快速增长了。
当它落地时，它整个解体了，在地上挖出了一个扩散型的洞，此时冲击深度公式已经不再适用了，因为原子只是穿过彼此。
这些能量在地壳上打开了一个火山口一样的大洞，你可以看到熔融状态的地幔。这次冲击的能量是使恐龙灭绝的冲击的50倍，足以导致生物大灭绝。

我一直认为关于物理最有趣的事情就是你可以在任何数字后面加更多位让它变得更劲爆，而且没人能阻止你。

0.9999999倍光速

在这个速度，每一个碳分子携带1.60217646 × 10^-7 焦耳的能量，和大型强子对撞机中的粒子速度一样甚至还要快一点，也就是说我们可以在废墟中发现希格斯波色子——如果还有废墟存在的话。
在这个速度下，这枚钻石将以和月球相同的动能击中地球，足以在击穿一个和地球大炮一样的大洞，把整个星球融化，杀死除了春哥和查克诺里斯之外的一切生物。
哦糟糕，刚才春哥用我的脸滚了键盘按下了更多的⑨

0.9999999999999999999999951倍光速

史上有质量的移动速度最快的物体是“哦滴神啊”粒子-和上帝粒子没关系，一枚从太空来的质子于1991年击中犹他，以0.9999999999999999999951倍光速前行，也就意味着——在这一枚粒子含有和一枚全速前进的棒球一样大的动能，和他相比LHC就是小孩子的玩具。
没人知道它是怎么移动的这么快的，每年都有许多这样的粒子击中地球——也许是爆炸的银河，但是他们为什么要这么速度而且在击中地球之前毫不减速呢。。。关于这点元芳你怎么看？
让我们用“额滴神啊”粒子的速度把我们的钻石□向地球。
这个速度太快了以至于我的模拟软件停止工作了，然而我们可以估算。
这枚钻石流星，或者更不如说是粒子团，在一瞬间遍布了地球的整个表面，把它加热到比太阳还热。
它所携带的动能足以把地球敲出轨道——但是地球君已经不在了，撞击释放出来的能量比地球上所有粒子之间的重力相互作用力强一万倍，地球会被打成电浆。
太阳会像照明弹一样打嗝，因为它吸收了一大堆灰尘，火星和进行的表面将会被高能冲击波扫的一干二净。

然后或许在未来，一个几百光年外的外星人天文学家会发现一个蜂鸣作响的探测器，并且很好奇是什么样的力量使一枚粒子以这个速度移动的，或许它会说“额滴神啊”。
最后用最近流行的句式：
宇宙物质钻石x，向他心仪的地球送出了一枚他用212次银河爆炸加速而来的钻石。这钻石的内容包括离子电浆核聚变等多种物质，他将其射向地球并取名《额滴神陨石》。地球十分感动，然后杯具了。