Khi vận tốc cây kim này đạt ngưỡng 0.9999999999999999999999999999999999999999999 vận tốc ánh sáng, Trái Đất sẽ bị hủy diệt hoàn toàn, không thể tồn tại lại được nữa.
Dưới đây là quá trình tính toán:
Chúng ta coi cây kim được nhắc đến trong topic này là kim khâu quần áo.
Một cây kim khâu dài khoảng 5cm, dày khoảng 0.1cm (Số liệu có thể tra được), như vậy thể tích sẽ không vượt quá:
V = πr^2 l=0.03927〖cm〗^3
Biết mật độ của sắt (Fe) bằng: 7.86g/〖cm〗^3, suy ra khối lượng của cây kim này không vượt quá 0.3g.
Do kim thì có kim this kim that, chúng ta coi cây kim phóng tới Trái Đất có kích thước khá lớn, trọng lượng đúng bằng 0.3g, thì:
3 × 〖10〗^(-4) kg
Vận tốc ánh sáng: 299792458m/s
Theo “Thuyết tương đối hẹp”, dễ thấy, động năng của cây kim có vận tốc cận ánh sáng bằng:
mc^2 (1/√(1 -v^2/c^2 ) – 1)
Với vận tốc bằng (1-1/〖10〗^2) vận tốc ánh sáng (tức bằng 99% vận tốc ánh sáng), động năng sẽ bằng:
1.64×10^14 J
Hiện tại, năng lượng tiêu thụ của nhân loại trong mỗi một giây khoảng 2×10^13 J, chưa là gì so với năng lượng chứa trong cây kim này.
Biết 1 tấn thuốc nổ TNT sản sinh một năng lượng khoảng 4.2×10^9 J, suy ra, cây kim này có sức công phá tương đương 3.9 vạn tấn TNT, gấp hơn 2 lần sức công phá của bom nguyên tử Little Boy được ném xuống Hiroshima của Nhật Bản.
———————————————————————————————
Do mình lược dịch nên một số bạn đặt ra khá nhiều thắc mắc phản bác, mình xin dịch thêm lời tác giả để giúp các bạn có cái nhìn đa chiều hơn.
———————————————————————————————
Có người cho rằng cây kim này sẽ trực tiếp đâm xuyên qua Trái Đất, tôi sẽ giải thích rõ hơn về điểm này:
Khi di chuyển với vận tốc cận ánh sáng, các nguyên tử Sắt sẽ va chạm với phân tử không khí, nguyên tố Heli (He), Oxi (O) sẽ xảy ra phản ứng hội tụ, nhiệt độ cao lên đến hàng nghìn vạn, thậm chí cả trăm triệu ℃. Trong vũ trụ này của chúng ta, bất cứ vật thể nào khi nằm trong trung tâm của vụ nổ hạt nhân, sẽ ngay lập tức bị plasma hóa, chứ đừng nói đến là nguyên tử Sắt.
Nguyên tử Sắt sau khi bị plasma hóa vẫn giữ vận tốc cận ánh sáng, va chạm với các phân tử trong không khí, sẽ tạo thành luồng sóng xung kích khổng lồ.
Vì thế, chỉ cần là vật chất trong vũ trụ, tại vận tốc cận ánh sáng, sẽ không thể có chuyện đi xuyên qua Trái Đất được.
Cho dù có biến thành đám mây nguyên tử sắt, cũng không thể xuyên qua được Trái Đất, chứ đừng nói là Neutrino.
Đương nhiên, sẽ có người cho rằng, nguyên tử Sắt sau khi bị plasma hóa, uy lực sẽ bị suy giảm, vậy Định luật bảo toàn khối lượng vất đi đâu? Do nguyên tử Sắt va chạm với không khí sẽ sản sinh phản ứng hội tụ, năng lượng thực tế bộc phát ra sẽ cao hơn tổng động năng của cây kim.
Đương nhiên, sẽ có bạn đặt ra giả thuyết rằng cây kim là một vật rắn không bị phá hủy. Để thỏa mãn niềm mong mỏi được khám phá của mọi người, tôi sẽ bổ sung thêm ở phần sau.
Do vận tốc quá nhanh, sau khi cây kim này va chạm với không khí, phân tử trong không khí sẽ xảy ra phản ứng hội tụ. Đồng thời việc phát ra nhiệt năng khổng lồ khi va chạm với không khí, cũng có thể khiến nguyên tố Sắt trong cây kim bốc hơi thành thể khí. Nguyên tố Sắt với vận tốc cận ánh sáng, tiếp tục va chạm với không khí, sản sinh sóng xung kích cực mạnh.
Tuy chúng ta thường cho rằng độ dầy của khí quyển là 1000km, nhưng trên thực tế Tầng ngoài khí quyển dày đến 3000km.
Do cách bề mặt Trái Đất quá xa (Bán kính Trái Đất là 6371km), hơn nữa thời gian duy trì vụ nổ hạt nhân là cực ngắn, nên con người có thể nhìn thấy sóng xung kích ở độ cao 1000km, nhưng không đến mức nguy hiểm đến tính mạng.
Tổng khối lượng không khí đạt ngưỡng 5×10^18kg, lấy tốc độ gió trung bình là 2~3m/s, tổng động năng sẽ đạt 4×10^19 J, năng lượng xung kích của cây kim, rơi vào tầm 1 phần 20 vạn tổng động năng của không khí.
Khi vận tốc bằng (1 – 1/10^4) vận tốc ánh sáng, năng lượng bằng: 1.88×10^15 J, tương đương với 45 vạn tấn TNT.
Nhân loại một khi đã nhìn thấy vụ nổ hoành tráng trên không trung, thì sức gió mà sóng xung kích sản sinh ra, cũng có thể gây ảnh hưởng lên bề mặt Trái Đất.
Khi vận tốc bằng (1 – 1/10^6) vận tốc ánh sáng, năng lượng bằng: 1.9×10^16 J, tương đương 450 vạn tấn TNT.
Năng lượng này tương đương với vụ nổ Tunguska, sóng xung kích đã có thể chạm đến mặt đất, gây ra tổn hại tương đối lớn. Dưới song xung kích vận tốc lớn, các nguyên tố xảy ra phản ứng ngưng tụ như He, C, O,… sẽ bắt đầu gia tăng với cấp số mũ, những người ở ngay dưới vụ nổ sẽ bắt đầu chịu ảnh hưởng từ một lượng phóng xạ nhất định.
Khi vận tốc bằng (1 – 1/10^8) vận tốc ánh sáng, năng lượng bằng: 1.9×10^17 J, tương đương 4500 vạn tấn TNT, ngang với sức mạnh bom Tsar.
…
Khi vận tốc bằng (1 – 1/10^14) vận tốc ánh sáng, năng lượng bằng: 1.9×10^20 J, tương đương 45 tỉ tấn TNT, vượt qua đương lượng hạt nhân vào thời đại tích trữ nhiều nhất. Sóng xung kích siêu cường sinh ra, có thể gây nên cái chết cho hàng nghìn tỉ người.
…
Khi vận tốc bằng (1 – 1/10^39) vận tốc ánh sáng, năng lượng bằng: 6×10^32 J, vượt gấp 2 lần năng lượng liên kết của Trái Đất, sau khi Trái Đất nổ tung, vĩnh viễn không thể hội tụ lại được nữa. Trái Đất bị hủy diệt hoàn toàn.
