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一滴水以無限接近光速的速度撞向太陽,在蒸發之前撞的到太陽嗎?

水滴雖然只是一滴,但是要達到接近光速是很困難的。歐洲的大型強子對撞機把質子束加速到接近光速都要那麼大的設備和能耗,要把水滴加速到接近光速,幾乎不能想像的。假設有辦法使水滴達到接近光速,那水滴自身的能量就可以讓自己直接粉碎,直接水分子都會碎成原子或質子等狀態,還想飛一段距離?

哪怕水滴有接近光速的速度,和太陽又足夠近,那這時問題來了。怎樣才是算撞到太陽?太陽可不像地球有地殼的,太陽內部和邊緣很不一樣,最外層的邊界很難說清楚。所以,到達哪個位置得先確定。

我們就對上句作兩點分析:

假設水滴的初速度是無限逼近光速的,那麼根據狹義相對論,那麼這顆水滴的壽命在外面地球人眼裡,怕是接近永恆了。但是對於水滴自身來講,可能連萬分之一秒都沒過去,並且從地球到太陽的距離也縮短到接近為零。好像這麼說的話,水滴真的可以打到太陽上了,但是我們要注意一點,太陽在無時無刻的對外發出大量高速帶電粒子流,所以說,如果接觸到水分子,結果可想而知。那麼到了太陽,連基本的原子結構都不保了。實際狀況下,這麼高的速度是需要加速的,不可能一上來就這麼快。問題就出在這了,水滴在這個加速過程中,早就四分五裂消散了。更別談與空氣的摩擦了。

這個問題的前提是假設,按我的理解,一滴水以光速撞向太陽,八分鐘到達完全沒有問題,水滴在光速條件下不但不會蒸發,,反而會固態化,如同一粒子彈,讓子彈飛吧......

因為當我們看到水滴以接近光速飛向太陽的同時,我們也會發現水滴參照繫上的時間正在凝固!

簡單起見,我們姑且把兩個參考系都理想化成慣性系。這麼快的速度,相對論效應當然是必須考慮的。根據狹義相對論對參考系之間的時空變換(洛倫茲變換):

其中T是我們站在地球上看到的水滴參照系中的時間流逝,t0是水滴參照系中的實際的時間流逝,v是水滴相對我們的速度,c是真空中的光速。從這個式子不難看出,當v無限接近c的時候,右邊的分母趨向於0,分數值趨向於無窮大。也就是說,在水滴參照系中實際只進行了1秒的過程,從我們的參考繫上看過去,它經過的時間將接近於無限長。


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