火星撞地球，或针尖大物体光速撞地球，两者后果有什么区别？

这是回答一位初一小朋友的问题，原问题引用如下：

火星撞地球会发生什么？

问题说明：假设一个针状物体以光速撞击地球会发生什么后果？（这个物体硬度等其他条件按能接受光速来），说一下，我初一。

初一的小朋友有这种好奇心是好事，这既是人类的天性，也是人类不断认识自然规律的动力。时空通讯支持你，愿意和你一起来探讨一下这个问题。

你的问题有两个，一个是题目“火星撞地球会发生什么”，一个是说明里的“针状物以光速撞击地球会发生什么后果”。这是两个不同的问题，我们得分开来说。

先来说说火星撞地球会怎样。火星质量为地球的11%，也就是约9分之一。这么巨大的一个行星撞击地球，地球生态肯定全部完蛋，但地球会不会完蛋从此消失呢？我的回答是不会。

因为早在45亿年前，地球刚刚诞生不久，还处于熔融状态，没有凝固冷却时，就被一颗火星大小的天体碰撞过。现在的科学家把这颗火星大小的天体称为“忒伊亚”。

研究表明，当时的地球几乎被撞散了，但没有完全散开，而是以一团炽热的火球状继续在轨道上运行，随后渐渐凝聚成了一个比先前稍大的地球。这是因为地球吸收了“忒伊亚”绝大部分质量，让自身质量增加了约9分之一。

而迸溅到太空的岩浆和碎渣开始围绕着地球成一个火环，随后在引力作用下，渐渐凝聚在一起，成为一个较小的星球，这个星球有地球质量的1/81，这就是月球。这个理论是月球成因的主要理论，得到科学界更多的支持和认同。

地球与“忒伊亚”恋爱结出了硕果。火星般大小的“忒伊亚”撞击地球，地球并没有完蛋，只是脖子（自转轴）被撞歪了，使自己的赤道面与公转黄道面形成了一个23.44°的夹角。正是这个夹角，让太阳照射到地球的角度发生了变化，使地球气候变化更生动，有了一年四季。而月球的诞生，对地球引潮力发生了重大变化，从原来主要承受太阳引潮力，变成承受月球更大的引潮力，让地球海洋潮起潮落更大了，地球更有生机和动感了。

两者的结合为地球生命孕育和诞生提供了更有利的条件。因此45亿年前那惊天动地的一撞，地球，或者更贴切地说是人类因祸得福。没有这一撞，或许地球就像金星和火星一样，不会孕育出生命，也就没有今天的你我他在这里评头论足。

所以时空通讯把地球与“忒伊亚”的亲密接触比喻为爱恋之舞，正是它们轰轰烈烈一吻后的结合，成了我中有你你中有我，诞生了月球这个女儿，还孕育了繁衍不息的无数生命。

那么如果再来这样的一撞，又会有什么发生呢？这将是地球的重组。地球又会被撕裂重新融合，增加了更多的质量。会不会又迸发出几个大大小小的月球，随机性很强，无法定论。

但可以确定的是，现有动植物类生物将全部灭绝，当然包括人类。因为这种撞击下，地球地壳将破碎不堪，甚至从里到外撕裂重组，海水将全部被蒸发，烟尘水汽遮天蔽日。地球冷却恐怕要经历数百万年，才会渐渐恢复气候。但这一撞，很可能会改变地轴角度，脖子又伸直了呢还是更歪了呢？这要看撞击的速度和角度。

如果这一撞杀灭了所有生命，哪怕最隐秘和细小的生物也死翘翘了，地球从此就成为一个废球了。如果有幸残留一些细菌孢子类低级生命，在数百万年后或许会渐渐复苏，重新开始进化。

但重启后的生命已经完全不可能是原来的生命状态了，地球的气候和条件发生了改变，生命的进化路线也将随之改变，或许要经历数亿年，又一个寒武纪生命大爆发才会来临。再经历数亿年的演化，或许会进化出新的地球主宰者，是恐龙类的无智慧动物，还是类人类智慧生物呢？谁也不知道，但可以肯定的是，绝不再是人类了。

再来说说针状物体光速撞地球的可能性和后果。这个世界没有什么物质能够达到光速。这里的物质是指具有静质量的物体，哪怕一个质子，质量只有1.672621637×10^-27kg，也只能无限接近光速，永远也无法达到光速。在欧洲大型强子对撞机里，科学家们用巨大能量催动，费了九牛二虎之力，也只能将一束质子加速到光速的99.9999991%。

1个针尖有多大？最小的针尖约100nm，根据圆面积计算公式S=πr^2，可得针尖面积为7853.9nm^2。质子直径约10^-15m，就是0.000001nm，每个电子占据面积约0.0000000000007854nm^2，这样1个针尖就可以排下近亿亿个质子。这还了得，1个质子都无法达到光速，亿亿个质子大的针尖达到了光速，那还得了？

结果就是这个世界不存在了。为什么这么说呢？

因为速度越大动质量越大，质速关系限制了速度。物体质量会随着速度的变化而变化，速度越快其动质量就越大。在低速状态下，动质量变化不大，随着趋近光速，动质量变化就会越来越大。任何有质量的物体，不管其质量大小，随着趋近光速，其动质量就会趋于无限大。

何谓无限大？有许多人喜欢动辄用无限这个词，实际上这个世界无限的东西非常少，严谨的科学角度，只有奇点才有4个无限，即无限小、无限密度、无限曲率、无限高温。这4个无限是因为第一个无限小，既然小得无可限量，当然就无法测出其密度、曲率、温度了。

还有黑洞史瓦西半径内的曲率，也就是引力是无限大的。这也是因为其中心有一个奇点，这个奇点无限小，与其质量成正比形成了一个围绕着奇点的球状空间，这个空间就叫史瓦西半径。在这个范围里，其引力是无限的，我们所知的任何东西一旦进了这个空间，就会有去无回，掉落到其中心奇点那个无底深渊。

除此之外，这个世界似乎再也没有什么无限的东西。因此希望这位小朋友从现在开始养成严谨态度，少用慎用“无限”、“无穷”、“永远”这样的词语。

有静质量物体达到光速是一个悖论。现在的动态宇宙标准模型认为，宇宙起源于138亿年前的奇点大爆炸，宇宙在不断的膨胀，迄今为止，可观测宇宙半径达到465亿光年。因此宇宙也是有限的，即便目前科学观测数据并不很精确，但至少可以认为，既然宇宙是动态的，有始有终的，就是有限的。

因此有质量的物体如果达到光速，其动质量就达到了无穷大，超过宇宙质量，这岂不是一个悖论？因此是不可能的。这就是爱因斯坦狭义相对论得到的一个结论，用质速关系公式来表达，其表达式为：M=m/√[1-（v/c）^2]

这里的M为物质的运动质量，m为物质的静质量，v为运动速度，c为光速。根据这个公式，我们可以计算得到，当速度达到99%时，动质量增加约7倍；当速度达到99.999999%时，动质量增加7000多倍。

以后速度每提升百分点后面2个9，动质量就增加1个数量级，当达到光速的10^100分之一时，动量将增加了7x10^50倍，这样1个质子的质量就达到：

（1.67×10^-27）x（7x10^50)=1.169x10^24kg

当一个质子的速度达到只差10^100分之一就达到光速，其动质量已经相当地球质量的5分之一了，再在后面增加两个9，即达到光速只差10^102分之一时，一个质子的动质量就达到近20个地球质量。

这就是质增效应，当物质运动速度达到光速时，这个公式给出的答案为零，无限大表述为无法计算。

因此，任何物体无法达到光速，如果一定要说一根针达到光速刺向地球会怎样，那就是世界毁灭。这个毁灭不光是地球的毁灭，而是宇宙，是宇宙自然规律的毁灭。

人类对自然规律的认识现在还处于初级阶段，光速限制和质增效应是现阶段人类对自然界的认识，后面会不会有所突破呢？不知道。在没有突破前，我们只能够按照现有理论来推论，否则就成了民科的瞎扯了。

综上所述，火星撞地球和针尖大物体光速撞地球结果都是毁灭。但这两种毁灭不是一个数量级，前者只是地球生物的毁灭，后者是宇宙毁灭，而且是永远不可能实现的。

我的这些回答不知道这位小朋友满意不？谢谢阅读，欢迎讨论

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