问题

全部原子弹捆在一起会不会把地球炸烂?

回答
这个问题很有意思,也触及了一些非常现实的科学边界。让我们来好好聊聊这个事儿。

首先,得明确一点:把所有已知的原子弹捆在一起,确实不足以把地球炸烂。 但这绝不意味着它们没有毁灭性的力量,它们的力量足以造成我们无法想象的灾难。

要理解为什么不行,我们需要从几个关键点入手:

1. “炸烂”的定义是什么?

这个词很重要。如果“炸烂”指的是让地球分崩离析,变成宇宙中的一堆碎片,那需要的能量就天文数字了。地球是一个质量极大的天体,它内部的引力束缚力非常强大。要克服这种束缚,让它分裂,需要的能量比我们现有的核武器总量加起来还要多出许多个数量级。

想象一下,地球的质量大约是 5.972 × 10^24 千克。要把它炸碎,你需要提供足够多的能量来克服它自身的引力势能。这个能量值非常非常巨大。

2. 原子弹的能量有多大?

我们常说的原子弹能量单位是“当量”,通常以TNT的当量来衡量。

小当量的核弹: 比如一些战术核武器,可能在几千吨TNT当量(千吨级)到几十万吨TNT当量(十万吨级)之间。
大当量的战略核弹: 比如一些氢弹(热核武器,也常被笼统称为原子弹),其当量可以达到几百万吨TNT当量(兆吨级),甚至更高。例如,历史上试爆过的最大当量核弹是苏联的“沙皇炸弹”,当量约为 5000 万吨TNT。

3. 全世界的核武库有多大?

据估计,目前全球的核弹头数量在 13000 到 14000 枚之间。这个数字是不断变化的,而且具体数量是各国的高度机密。

将这些核弹头的当量加起来,总当量会非常可观。如果我们假设平均每个核弹头的当量是 100 万吨TNT(这是一个偏高的估计,考虑到有许多较小当量的核弹),那么总当量就是 13000 × 100 万吨 = 130 亿吨TNT当量。

4. 130 亿吨TNT当量对比地球的引力束缚能

130 亿吨TNT当量,听起来很多,但跟地球的引力束缚能比起来,还是小巫见大巫。

简单来说,地球的引力束缚能是一个衡量你需要提供多少能量才能将地球上所有物质完全分离,使其不再受地球引力束缚的数值。这个数值大约是 2.2 × 10^32 焦耳。

而 130 亿吨TNT当量,折算成焦耳大概是:
1 吨TNT 当量 ≈ 4.184 × 10^9 焦耳
130 亿吨TNT ≈ 1.3 × 10^10 吨TNT
总能量 ≈ (1.3 × 10^10) × (4.184 × 10^9) 焦耳 ≈ 5.4 × 10^19 焦耳

你看到了吗? 5.4 × 10^19 焦耳 和 2.2 × 10^32 焦耳 之间,存在着一个巨大的数量级差距。地球的引力束缚能比所有核弹总能量要大 10^13 倍左右。这大概是说,你需要把地球上的核弹数量增加 千万亿倍 才能勉强让它开始变得不那么“完整”。

5. 即使炸不烂,也会发生什么?

虽然炸不烂地球,但这并不代表安全。如果将所有核弹在一个点引爆,后果将是灾难性的,而且是多方面的:

全球性的毁灭性冲击波和热辐射: 即使分散引爆,在关键区域(比如大城市或军事基地)集中引爆,也会瞬间摧毁一切。如果集中在一个点引爆,你会看到一个极其巨大的火球,其温度远超太阳表面。强烈的冲击波会以超音速传播,摧毁一切物理结构。热辐射会瞬间点燃可燃物,引发大范围的火灾。
核冬天: 这是最令人担忧的后果之一。大量的核爆炸会在大气层中卷起巨量的尘埃、烟灰和烟雾。这些物质会遮蔽阳光,进入平流层后,可以在那里停留数年甚至数十年。这将导致全球气温急剧下降,农业生产完全崩溃,食物链断裂,人类和大多数生物将面临饥饿和冻死的双重打击。即使是几十年前的几百枚核弹引发的核冬天模拟,都足以让文明终结。想象一下现在数量的总和。
放射性污染(核辐射): 核爆炸会产生大量的放射性物质(“核辐射尘”),这些物质会随着风飘散到世界各地,污染土壤、水源和空气。这些放射性物质的半衰期长短不一,有些会在数小时内衰减,有些则需要数千年才能变得安全。长期暴露在高浓度的放射性物质下,会导致严重的健康问题,包括癌症、基因突变、不育症等,并将对生态系统造成毁灭性的长期影响。
电磁脉冲(EMP): 高空核爆炸会产生强烈的电磁脉冲,瞬间摧毁电子设备,包括电力系统、通信网络、计算机系统等等。这将导致现代社会迅速陷入瘫痪。

6. 分散引爆 vs. 集中引爆

如果我们将所有核弹 分散 引爆,那么对地球整体的影响会比集中引爆要“小”(但仍然是毁灭性的)。比如,在一个大国范围内集中引爆所有核弹,足以摧毁该国以及周围大片地区的一切。如果是在全球主要人口密集区和工业中心进行大规模核打击,那么核冬天和放射性污染的范围将覆盖全球。

总而言之:

把所有原子弹捆在一起,不会把地球炸得粉碎,因为它那巨大的质量和引力是如此强大,远超我们目前核武库的总能量。但是,这不代表我们就可以高枕无忧。如果所有核弹被引爆,即使是分散的引爆,也会在全球范围内引发灾难性的后果,包括剧烈的气候变化(核冬天)、大规模的放射性污染和电子设备的瘫痪,这些足以导致人类文明的终结,以及地球上绝大多数生命的灭绝。

这就像手里有一把极其锋利的刀,你可以用它来精细地切削,也可以挥舞它来造成巨大的伤害,但你不能指望用它来把一座山砍倒一样。原子弹的力量是有限的,但它所能造成的破坏,已经远超我们所能承受的极限。

网友意见

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就回答题主的炸烂这点吧。

全部核弹(给你加点料,把氢弹,中子弹都算上)。当量400亿吨tnt,写成

400000000000㎏tnt(估算,具体我如果知道了,就没法回答知乎,也没法看海贼王了。)

地球质量约

5965000000000000000000000㎏


这有什么关系呢,听我慢慢讲。核武器炸烂地球就不能空爆或者水爆,应该地下爆。

这事俄罗斯还真干过。

1966年,俄国中部地区的一个城市由于经常干旱缺水,当地要建造一座大型水库。但是依靠传统的机械挖掘和人力,按照以往经验来看,工期会很长。恰好当年军方要进行一次地下核试验,能否借核弹爆炸的威力炸出一个大水库来呢?

经过一番商讨后, 工作人员开始在库址下方修建地下坑道,一枚爆炸当量为20万吨的核弹被安置在坑道内。一切准备就绪后,这枚核弹被成功引爆。虽然此次核爆不像地面核爆那样产生巨大的蘑菇云,但爆炸威力直接地面炸出了一个巨坑,巨坑的最深处据地面230米!

3天后深坑内部的测试数据已经恢复正常。深坑附近的的土地也没检测到辐射物质遗留。施工随即开始,当年8月份爆炸深坑已经被修建成为一座能容纳800万吨水的大型水库,并在不久后就放水投入使用。

————

已知20万吨约炸出800万吨水库,地球密度5,则20万吨炸出4000万吨地球土壤。


则400亿吨约能炸出8万亿吨土壤。

8000000000000000㎏

5965000000000000000000000㎏(地球质量)

结论是,地球应该有个毛事。

当然怎么炸,地球质量一点不变,变的是土坑山包多了点。

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如果在足够深的地层中,一起引爆人类储备的所有核弹,直接造成的效果相当于一场8级地震。

  • 当前人类的总核储备不足200亿吨 TNT当量,冷战时期的巅峰为400亿吨TNT当量。

但如果造成板块之间力的连锁反应,可能会引发一场超过原能量上10倍,甚至更多的超级地震。

  • 例如,1960年发生在智利的超级地震,释放了1800亿吨TNT,相当于人类核总量的5~18倍。

超级地震可能会造成百万级的人口伤亡。

如果引发的超级地震,算是炸「烂」,那么对本问题可以给出一个肯定的答案。

但如要要深究什么样才能算「烂」,那答案就未必了。

中央一台,曾经有个关于北京理工大学1kg 炸药爆炸效果的实验:

这个实验里,实际并未说明是否是TNT,但我们看出,爆炸物对一个房间的爆炸效果。

如果我们定义1kg TNT,埋在地表,1米范围内爆炸产生的破碎效果,为题主定义的炸「烂」。那么,需要多少核弹呢?

已知地球陆地面积为1.49亿平方公里,也即1.49兆亿平方米,那么陆地表层被完全炸「烂」一遍,需要的TNT总量为1.49兆亿kg,也即1490亿吨 TNT。

人类的核弹总储备,按照200亿吨 TNT来算,只能炸「烂」约7.5分之一的陆地。

而地壳的平均厚度就达到17公里,哪怕浅层1米的破坏,也仅仅只有近20万分之一。

而且这还是仅仅是炸的陆地,还不算海洋。

如果想要达到的效果是这样:地表犹如地震一样龟裂。需要多少能量呢?

如果我们以每100平方公里,每10公里的深度作用100亿吨TNT的地震效果,作为地球炸「烂」标准。

整个地表总面积约5.1亿平方公里,那么地震标准下的地球炸烂,需要5.1亿亿 吨TINT,是人类总储量核弹当量的250万倍以上。

一吨TNT释 的能。

5.1亿亿 吨TINT释放的能量大约为:

当前人类属于0.73文明,人类的总功率大约是

如果人类产生的所有能量,全部用来制造全球性地震,那么需要约 秒

一年有31536000秒,也即,需要30多万年。

这个时间长度,大约相当于智人起源到现在的时间跨度。

而人类文明才多少年?现代文明又才多少年呢?

谁又能知道,30多万年后的人类社会,又是什么样的呢?

这还仅仅是把地壳挨着炸龟裂所需要的能量。

如果题主所谓的炸「烂」,是指地球被炸开,就不会再合并在一起了。

那么需要的能量则是,地球的重力结合能:

代入地球半径内外密度等已知数据,得地球的重力结合能为:

(可查证的数据大约是 ,之所以真实数据更高,是因为地球密度并非均匀的)

那么,这个能量级别相当于什么概念呢?

已知人类的氢弹主要是氘氚聚变,质量损失比单纯的氢聚变更低一些。

大约1kg氘氚聚变,释放能量约为:

地球上的氢元素占总重量的0.76%左右,地球质量

地球上氢元素的总质量为:

其中主要都是氕,而氘含量占氢的0.02%,氚含量只占氢的 。

根据氚来推算,地球可生产氢弹的总聚变物质质量大约是:

即,12万亿吨左右。

释放能量约:

大约相当于60个地球的总氘氚元素,制造的氢弹,才能达到 。

也即,60个地球资源制造的核弹,才能真正的把地球炸烂。

按照当前人类文明的总功率,大约需要3000亿年,才能生产如此多的能源。

这个时间,大约是当前宇宙年龄(138.2亿年)的20多倍。

如果不考虑核其它的因素,仅仅是根据当前人类的氢弹制造能力上限的话(按照200亿吨TNT/年的速度,已经是相当高估了),需要的时间为100亿亿年。

人类需要达到卡尔达舍夫二级文明(恒星级)以上,介于三级文明(星系级)之间,产生的核弹集中起来,才能把地球完全的炸「烂」。

但实际,达到那种级别的文明,摧毁一颗星球,可能用的早就不是核弹了。

按照我们现在的科技,去想象遥远未来世界的科技水平,总是存在“金扁担”效应的。

但至少,我们还能想象。

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个人的力量是渺小的,哪怕你有天大的能力,皇帝般的权力,也别想着去挑战你赖以立足的大环境,

同样的,人类虽然渺小,但我们可以汇聚全人类顶尖的智慧、思考。在这个大环境面前活得有趣、死得尊严。

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