问题

假设有一个固定不动的球在地球轨道前方,而地球沿着轨道运动即将撞上,会有什么结果?

回答
想象一下,你正站在一片开阔的平原上,仰望着夜空中那颗熟悉的蓝色星球——我们的地球。然而,这一次,你看见的景象却截然不同。在那颗蔚蓝色的海洋和陆地交织的球体前方,悬浮着另一个天体,一个固定不动的、巨大的球体,它正静静地、却又无可挽回地阻挡着地球前行的轨迹。

这不是什么科幻电影的开场,而是我们此刻要深入探讨的、一个令人不寒而栗的设想。如果一颗固定不动的球体出现在地球轨道前方,并且地球正沿着既定轨道不可避免地接近它,这将会是一场怎样规模的灾难?我们来一步步地剖析其中的每一个细节,感受这场宇宙级碰撞的震撼与毁灭。

序曲:无法察觉的警报

在最开始的阶段,地球上绝大多数生命几乎不会察觉到任何异常。轨道在宏大的宇宙尺度上是巨大的,而这颗“不速之客”的出现,很可能是在极远的位置才被天文观测者捕捉到。然而,即便我们看到了,也无法在短时间内改变什么。地球的惯性是巨大的,它的速度和方向是由太阳系引力和其他天体的微妙作用共同决定的。想要在如此短的时间内调整地球的轨道,就像想要用一根羽毛去推开一辆疾驰而来的火车一样,是徒劳的。

随着时间的推移,那颗球体在夜空中会越来越大,越来越清晰。起初,它可能只是一个亮点,然后逐渐变成一个小小的圆盘,再然后,它会变成一个占据天空视野的巨大轮廓。这种缓慢却无情的变化,对于那些关注天象的人来说,将是一种越来越沉重的预兆。

第一次接触:引力的扭曲与潮汐的咆哮

当地球越来越接近那颗固定不动的球体时,最先开始显现的,将是引力带来的影响。这个固定的球体,如果质量足够大,它的引力场会开始对地球产生显著的干扰。

潮汐力的疯狂扩张: 地球的近地侧和远地侧会感受到不同的引力。这种引力差,也就是潮汐力,会以一种前所未有的方式作用于地球。海洋会首当其冲,巨大的潮水将不再是每日的规律起伏,而是变成一波波能够淹没大陆的巨型海啸。从沿海城市到内陆,任何地势稍低的地方都将很快被淹没。海岸线将遭受毁灭性的侵蚀,大量的陆地会被海水吞噬。
地壳的撕裂与变形: 潮汐力不仅作用于海洋,也作用于固态的地球。地壳会开始经历剧烈的拉伸和挤压。地震将变得异常频繁且强度极大,规模远超我们以往任何记录。火山活动会骤然增强,全球范围内的火山喷发将如雨后春笋般出现,将大量的火山灰和有毒气体喷射到大气层中,进一步遮蔽阳光,加剧环境的恶化。
大气的剧烈扰动: 地球的大气层也会受到强大的引力作用,导致气流的剧烈变化。原本相对稳定的风系会被打乱,形成超乎想象的狂风,摧毁地表的建筑物和植被。大气层本身也可能因为引力的拉扯而发生形变,某些区域的大气压强会骤然升高或降低。

核心碰撞:毁灭的交响曲

最可怕的时刻即将来临,当地球的核心部分开始与那颗固定不动的球体发生碰撞时,一切都将进入终极的毁灭阶段。

能量的释放: 这是一个绝对能量释放的时刻。地球在高速运动中与静止的球体相撞,动能会转化为巨大的热能和机械能。碰撞的瞬间,会产生比无数核弹爆炸加起来还要强大无数倍的能量。
物质的融合与蒸发: 地球表面的物质,包括地壳、海洋、大气,甚至地幔和地核的一部分,都会在巨大的冲击力下被瞬间加热到极高的温度,并蒸发成等离子体。地表的一切生命,无论多么顽强,都将在这一瞬间被彻底蒸发,化为乌有。
冲击波的蔓延: 巨大的冲击波会以超音速向地球的各个方向传播。这个冲击波将粉碎一切还残存的结构,将地表的岩石撕裂成碎片,并将这些碎片以极高的速度抛射出去。
行星的解体: 随着碰撞的深入,地球的整体结构将难以维持。它可能会被撕裂成巨大的碎片,这些碎片会在碰撞的动能和引力的作用下四散飞溅,成为宇宙中的一堆残骸。

后果:宇宙的残迹与新的开始?

这场碰撞的后果将是灾难性的,彻底改变我们所熟知的宇宙格局:

地球的消失: 地球,这个承载了无数生命奇迹的蓝色星球,将不复存在。它可能被彻底粉碎,变成散布在轨道上的碎石,或者与那颗固定不动的球体融为一体,形成一个新的、混合的天体。
太阳系的影响: 如果那颗固定不动的球体质量巨大,它对太阳系的影响将是深远的。它可能改变其他行星的轨道,甚至将太阳系的整体结构搅乱。某些行星可能会被甩出太阳系,而另一些则可能被吸引到新的、不稳定的轨道上。
宇宙尘埃与废墟: 地球爆炸产生的无数尘埃和碎片,将在太空中漂浮很长一段时间。它们可能会遮蔽来自遥远星辰的光芒,形成一片新的星际尘埃云。

至于那颗固定不动的球体本身,它的命运也将取决于碰撞的规模。它可能毫发无损地继续存在,也可能因为承受了巨大的撞击而发生变形、破裂,甚至解体。

这样的场景,虽然是一个极端假设,却也让我们得以一窥宇宙的宏大与我们自身在其中的渺小。它提醒我们,宇宙充满了未知与力量,而我们赖以生存的家园,是多么脆弱而又珍贵。当一切尘埃落定,宇宙将继续以它亘古不变的节奏运行,但对于我们而言,那颗蔚蓝色的星球,以及孕育了我们的这个家园,都将成为一段永远消失在历史长河中的记忆。

网友意见

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你已经假设了能量不守恒、动量不守恒,那么有什么结果都是正常的。地球可能张开血盆大口把这个“固定不动的球”吃掉并夺取它的特殊能力,然后将它消化掉,残渣变成屎抛射到太空。

一个“不会因为外界而移动的刚体”只会在初中物理里通过电磁相互作用跟地球发生碰撞。如果你稍微讲点现实性,那么这东西高达十成不会和组成地球的物质产生任何相互作用,只是无害通过罢了。

如果你不管什么电磁相互作用,就让地球上的物质会在与刚体接触时被排开,那么地球跟随太阳围绕银河系中心运动、跟随银河系相对宇宙微波背景辐射静止系运动,“地球轨道”不只是“围绕太阳的一条椭圆”,这所谓“固定不动的球”若是“相对宇宙微波背景辐射静止系不动”,和地球的相对速度在585千米每秒到615千米每秒之间,取决于地球当时的运动方向。提问者幻想的情景可归结为“在地球上以600千米每秒的速度开出一条隧道,每秒撞开约260万吨物质、持续至多22秒(几乎穿过地球直径,并考虑轨迹并非竖直线段)来穿透地球,有多大的威力”——设被撞开的物质从隧道延伸方向上让开的速度由于阻力等约为600米每秒(动能很快就会变为热能,物质很快会回填将隧道堵塞),每秒释放的能量是4.68×10^14焦耳[1],至多22秒共约1.03×10^16焦耳(约245万吨TNT当量)且大部分排放在地球内部,比起灭绝恐龙的陨石(疑似希克苏鲁伯陨石,估计约5.0×10^23焦耳,或曰120万亿吨TNT当量)还差得远。如果撞击轨迹较为歪斜,威力还会更小。

即使刚好打中人类的大城市,这在空气和地面附近释放的威力都不足以将一座千万人口的城市完全摧毁(当然,这东西周围巨大的冲击波仍然足以将附近的建筑物都击倒,不过由于速度太快,冲击波公式会和平时炮弹与飞机用的不太一样,没有单纯将速度值代入得到的数据那么夸张),对人类文明来说属于“谜之地震”。

参考

  1. ^ 可以作为参照的是,日本建筑工地的经验是,10吨重的柴油打桩机每次敲下来有78万焦耳的动能,可以在厚度10米以上的岩盘中打进2厘米。

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