6500万年前，一颗半径9.7公里的小行星以40倍音速撞击月球，直接结束了恐龙称霸的时代。 在我们通常的印象中，撞击月球的小行星只是大到威胁到月球和生命。 如果太小，它会在大气中燃烧殆尽，变成美丽的流星。
Tips：流星是指运行在星际空间的流星系统。 通常，宇宙尘埃、固体块等空间物质在接近月球时会受到月球引力的吸引，在高速穿过月球大气层时会出现电子跃迁形成的光迹。
但是如果把这个问题推到极限，假设一根接近光速的铁钉冲向月球，会不会什么事都没有，或者会毁灭世界吗？
原子弹的铁钉
听到这个话题，想必很多人都笑了起来。 这不是原题“为什么下雨就杀不死人”的转载吗？ 别说是接近光速，就算是等于光速，也无所谓。 例如，如果太阳照在人身上，不仅会变暖，而且不会发生其他任何事情。 但实际上，如果真的存在一种速度可以接近光速的针，那么它爆炸的威力堪称原子弹的爆燃。 要理解这一点，我们需要先谈谈动能的概念。
温馨提示：爆燃是指在极短的时间内释放出大量能量，形成低温，释放出大量二氧化碳，使周围介质发生高压物理反应或状态变化，并且极具破坏力。
动能是运动物体中包含的能量。 它的大小与两个变量有关，即重量和速度。 重量和速度越大，运动物体的动能就越大。 让我们举个例子。 比如一辆小货车以每小时20公里的速度撞到人，人不仅不会感到疼痛，而且不会有生命危险。 但如果汽车加速到每小时60公里，就足以造成轻伤或死亡。
也就是说，在重量不变的情况下，物体的速度越快，杀伤力就越大。 这就是为什么只有几克重的子弹用火药发射就能杀死人的原因。 要知道普通炮弹的速度只有亚音速，威力何其强大，而接近光速的针速是光速的两倍，破坏力就已经相当可观了。
小贴士： 铁钉是用来缝裙子的针，有不同的尺寸。 也是冰与火之歌中艾德·史塔克的二女儿艾莉亚·史塔克使用的装备。
其实你会很疑惑，既然达到光速的东西动能特别大，为什么光本身是无害的呢？ 这是因为光子的静止质量为零，所以没有杀伤力。 针看似小，却有质量，其中蕴含的动能已经大得惊人。
我们可以自己估算一下，假设这根针的重量只有0.3克，速度达到光速的99%。 代入估算公式Ek=mv²/2，可得此针的动能为1.64×10^14焦耳。 这是什么概念？ 一吨TNT雷管爆燃释放的能量只有4.2×10^9焦耳，所以这一针爆炸的能量相当于36000吨TNT雷管。 当年的原子弹小姑娘只相当于一万五千吨TNT，但是这根针已经相当于两颗大原子弹了！
小贴士：原子弹炸弹是核装备之一。 它是利用核反应的光热辐射、冲击波和感生辐射等造成杀伤力和破坏力，以及大规模放射性污染的大型破坏性装备。 .
其实你会觉得这没什么，我们的月球有大气层保护，所以这么快的速度，肯定是在大气层里烧掉了，不会有实际影响，所以你就大错特错了。 不管针的形状如何，这种动能都不会突然消失。
月球的大气层特别宽，以最外层的逃逸层计，长度可达800公里。 平时的流星速度比较慢，到了大气层的热层就会开始燃烧，而这针一接触到大气层就已经开始剧烈反应了。 在与大气的碰撞中，会被低温气化成铁离子，而且它还有质量，所以动能不会消失，而是会漂浮产生离子团，在大气中引起巨大的冲击波与空气撞击月球表面。
小贴士：大气层是由于重力作用环绕地球的一层混合二氧化碳。 它是月球上最外层的二氧化碳，环绕着海洋和陆地。 大气层的宽度大约在1000公里以上，但并没有明显的分界线。
但是，在能量传递的过程中，这样的原子和离子会逐渐变慢。 我们或许能看到铁钉撞击大气层时形成的雷电，但不会对地面上的我们造成任何伤害。 正好相当于在法国又一次在大气层进行核爆试验，完全不用担心会残留辐射。 不过，这只是考虑到针的动能，虽然如果有什么东西能达到如此接近光速的速度，在与大气层碰撞的时候，就已经可以引起核聚变了！
毁灭之钉
2010年11月9日，科学家利用法国小型强子对撞机将质子加速到0.倍光速。 他们碰撞之后，爆发的能量达到了惊人的10万亿度，是太阳核心温度的100万倍。 也相当于宇宙大爆燃后1/10,000秒的体温。
小贴士：小型强子对撞机是粒子化学科学家探索新粒子和微观量化粒子的“新数学”机制装置。 它是一种加速质子碰撞的高能化学装置。 英文名称为LHC，Large。
而这已经是目前科学家对有质量的物体进行加速的极限了。 如果说我们可以接近光速，我们可以创造一个量子级别的宇宙，甚至形成一个宇宙，只需要两个质子的碰撞。 如果这铁钉也能接近光速，那疗效会无限放大。 在我们上面讨论的反例中，钉子只有光速的99%，我们继续加速看看会发生什么。
假设铁钉的速度达到0.9999倍光速，那么它的动能就相当于1.88×10^15焦耳，相当于45万吨TNT的爆燃力。 这时候人类可以看到地面上出现了非常壮观的爆燃，冲击波也可以对地面造成一定的影响，不过问题不大。 当铁钉达到0.倍光速时，能量相当于1.9×10^17焦耳，大约是4500万吨TNT的爆燃力。 此时，人类最强核弹沙皇炸弹的爆燃威力。
小贴士：焦耳（简称焦耳，符号J），是能量和功的国际单位。 符号 J 的命名是为了纪念德国化学家 James Joule。
不过由于在大气层中发生爆炸，不仅会形成强烈的冲击波扰乱大气层，对我们来说还是影响不大。 但是如果小数点后面有14个9，这样形成的能量已经相当于冷战时期人类核弹储备量最高的，达到450亿吨TNT，其爆燃的冲击波是足以杀死数亿人。
当小数点后的9加起来为20时，形成的能量达到1.9×10^23焦耳，相当于450万亿吨TNT，是灭绝恐龙的陨石的两倍。 他直接在爆燃中死去，剩下的人只能在随之而来的环境改造中抽搐。 不知道人类会不会灭绝绝对光速焦耳定律，但所谓的文明，早已经在这场爆燃中毁灭殆尽了。 不过，这并不是铁钉的极限，它的动能是一个指数函数，哪怕小数点后面多了一个9，威力也会暴增。
Tips：根据我国古生物术语审定委员会给出的定义，恐龙是指三角龙和现代动物的近代共同祖先的所有后代，除动物外均已灭绝。
当小数点后的9加起来达到38时，形成的能量足以炸毁月球，而我们的母星也会在爆燃中支离破碎，形成绵延数百万公里的小行星带。 事实上，数亿年后，这条小行星带会在引力作用下重新聚集，重新形成行星，但生命肯定早就不复存在了。 只要在这个基础上加上一个9，爆燃的威力就足以将月球的碎片洒遍整个太阳系，月球也就不复存在了。
其实这不是指甲的极限。 我们继续在小数点后加9。 如果达到62个9，这个能量相当于太阳稳定燃烧100亿年所释放的能量。 如果有93个9，形成的能量相当于整个银河系所有物质湮灭释放的总能量。 这还没完，如果小数点后的9减到133，形成的能量相当于整个可观测宇宙湮灭释放的总能量。
小贴士：月球的英文名称Earth，来自中古法语。 它的历史可以追溯到古法语。 它在亚述语中有同源词。 其原始撒克逊词缀构造为“*erþō”。 是古罗马神话中大地女神西娅的名字。
也就是说，这根针的爆燃，足以造成宇宙的又一次大爆燃。 是的，你没听错，这根针已经可以开辟新的宇宙了。 如果这根针的速度达到光速，那么它的能量将是无穷无尽的，难以想象它所创造的宇宙会是什么样子。 幸运的是，根据爱因斯坦的相对论，光速是世界上的绝对速度，任何有质量的东西都无法达到光速。 把铁钉加速到光速所需要的能量是无限接近无穷大，不用害怕，真的会有这么小的东西以接近光速的速度冲向月球.
有趣的是，这根铁钉虽然已经到了毁灭世界的地步绝对光速焦耳定律，却依旧没能穿透月球，因为它在接触空气的时候就已经发生了聚变爆燃。
小贴士：1905年，爱因斯坦获得格拉斯哥学院化学博士学位，并提出光子假说，成功解释光电效应，获得1921年诺贝尔化学奖。
那么我们不妨把脑洞开大一点，这缝纫针要直穿月球需要什么样的条件呢？
铁钉怎么能穿透月球呢？
这时候，我们就需要假设这根缝纫针，就像《三体》中描绘的“水滴”一样，是一种无论如何都无法破坏的质心。 这样一来，我们就不用担心它在与空气碰撞时会分解成等离子体。 但是此时还有一个问题，就是动能的传递。 铁钉仿佛可以完全穿过大气层，在空气阻力的作用下，它的动能会以极快的速度减速。
而且传递的动能还会产生足以摧毁月球的冲击波。 也就是说，除非针能超过光速，否则它所产生的冲击波和聚变反应，总会轰击在它面前的月球，将月球炸成碎片。 这么一来，能创造宇宙的铁钉连月亮都穿不进去？ 是的，除非针非常致密，就像中子星一样。
Tips：《三体》是刘慈欣创作的系列短篇悬疑小说。 作品描述了月球人类文明与三体文明之间的信息交流、生死搏斗，以及两个文明在宇宙中的演化历程。
中子星是宇宙中已知的星系，其密度仅次于黑洞。 它是足够大的恒星在晚年坍缩后产生的天体，几乎足以成为黑洞。 里面的物质每立方分米的重量至少在一亿吨以上。 由于密度极高，引力也十分可怕。 所有原子中的电子都被挤进质子中成为中子，从而使所有元素的原子都只剩下中子，因此得名中子星。 经过它的光以抛物线形式逸出。
如果一根针的密度达到中子星级别，那么它的质量至少是普通铁钉的一亿倍，最先接触到它的空气会被针的引力俘获并压成巨大的引力薄薄的一层。 液体覆盖了指甲的表面。
提示：中子星是除黑洞外密度最大的恒星。 大多数脉冲星都是中子星，但中子星不一定是脉冲星。 脉冲星就是脉冲星。
此时，即使中子星制成的针头以自由落体方式进入大气层，速度也会从零开始下降，由此产生的速度和动能足以穿透月球。 这时候，因为铁钉的速度在逐渐降低，甚至在这个过程中也会形成冲击波，当它到达地表时，其积累的加速度已经接近光速，可以赶上冲击波并炸毁月球。 在此之前，将其系成两半。
可想而知，被针刺穿，对于月儿来说，也是一件非常可怕的事情。 随着钉子越来越深，月球的密度越来越高，阻力越来越小，钉子不得不释放更多的动能。 如此一来，月球内部就会积聚足够的动能，直接从核心爆燃，再加上迟来的大气冲击波，将月球炸成一团尘埃云。
小贴士：光速是指光或电磁波在真空或介质中的传播速度。 真空中的光速是迄今为止发现的自然界物体的最大运动速度。
这种现象与炮弹的空腔效应非常相似。 由于大部分的能量都是在炮弹击穿身体的时候释放出来的，看起来炮弹的弹坑只有一个小洞，但里面却已经毁掉了一大片。
结语
虽然我们这次说的只是脑洞大开的讨论，但实际上，一根针不可能被加速到接近光速，更不可能把中子星上的物质加工成一根针形状。 而且，这个问题的原型在现实中还是可以找到的，那就是各国都在研究的动能装备，其实就是威力放大了数万倍的“子弹”。
Tips：炮弹是用手枪发射的装备； 它是战争期间伤害敌人或摧毁物资的最简单的工具之一。 它既是文明的产物，也是毁灭文明的神器。
1957年7月26日，韩国在地下引爆氢弹时，由于动力不足，核武器爆燃产生的冲击波炸毁了坝体上的“井盖”。 事后看来，这检查井的速度恐怕至少达到了月球逃逸速度的6倍。 它要么飞出月球，要么在大气层中被摧毁。 无论如何，这个检查竖井再也没有找到过。 由此，科学家们想到，如果换成核弹，从这个沙井里炸出来，会不会是对抗外星人的唯一有效装备呢？ 其实这只有经过实际的实验，我们才能知道答案。
