如果人类在地球上挖出一个万米深坑,在里面放置几千枚核弹,同时引爆,反复操作,能把地球炸开吗?
地球:把老夫炸开至少上1千万亿颗沙皇炸弹吧,几千枚核弹完全不够看。
核弹威力的恐怖,是在人类面前。对于地球来说,完全就是小儿科。
你把地球上所有的核资源集中起来,制造一个超级核弹,都不可能把地球真的炸开。
首先对于接近于行星级的能量面前,地球的性质更加接近液态。即便是你用远远超过地球所能承受的能量轰炸地球,地球也不可能撕开成两半,而是被撕裂成无数的碎片。
参考,忒伊亚撞击地球,月球诞生时的效果:
不过,这一次撞击后,地球的质量反而增加了!
原本火星大小的忒伊亚,最终主要物质都被地球吸收了,只抛出了小部分物质最终形成了月球。
为什么会这样?
小时候玩过踩水坑吧?
你即便用了比较大的力气,但只要水没有溅出水坑,水还会再流回去。
你炸地球就是这样的效果。
你反复炸,水反复流回去就是了。
更何况,对于地球来说,你那几千枚核弹仅仅是激起一点点水花,连浪都荡不出去。
你必须把水踩起来飞溅出水坑之外,水坑里的水才会越来越少。
对应在炸地球上来说,就是要把地球物质炸出引力显著影响的范围之外才行。
也就是说,至少需要炸到其它行星轨道上去。
依据万有引力公式,我们知道,引力是随着距离平方衰减的。
地球对于人类来说固然不小,半径6371公里,但仅仅只有与最近的行星金星距离的1/6500。
也就是说,把地球炸碎飞出数千万公里,大约可以形成连绵的小行星带,有望不再汇聚形成行星级的天体。
这么远的距离,需要的能量和把地球物质炸到无限远,已经相差不大(差距小于1‰)。
对于均匀的星球,引力结合能为:
- 引力结合能的大小,相当于把星球上的所有微元,移动到无限远,使得该星球无法再通过引力汇聚在一起。
也就是说,引力结合能就相当于把地球彻底炸开的能量。
地球平均密度是,求得的引力结合能为:
2.24 x 10^32 J
不过这个数据还有点小问题,因为地球明显不均匀,而且内外密度相差很大。
这里的计算过程可以跳过,直接看结论:
已知地球的地壳外层密度 ,地核最内部密度 。
假设地球密度,
从地壳到地心是均匀变化的,那么:
带入相关数据,得到地球的引力结合能约为:
2.45×10^32 J
2.45×10^32 J 是什么概念呢?
沙皇炸弹当量为5000万吨TNT,也即2.1×10^17 J。
2.45×10^32 J 相当于超过1千万亿颗的沙皇炸弹同时引爆。
所以,题主所说的几千枚核弹完全不够看。
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1/10^-7。
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:
那么,则需要60个地球的总资源,人类当前的核生产能力,才能产出把地球炸成千万公里的小行星带。
由于重元素资源在宇宙中更稀缺。
仅仅粗略推算,靠裂变弹炸成这样的地球,则需要1000万个地球的铀235资源。
人类的核当量,曾达到了200亿吨TNT,主要是冷战军备竞赛留下的的。最巅峰时,美苏大约每年能生产5~10亿吨TNT当量的核弹(1吨TN,释放能量 )。现在美国每年生产几十枚核弹头,估摸数千万当量。
如果现在全球恢复冷战时期的巅峰产能,也需要生产10^22年。
即,一百万亿亿年,是宇宙当前寿命的一万亿倍。
如果按照当前人类的能力,尽可能制造出最多的氢弹(把氚开采完),可以对地球造成什么样的伤害呢?
地球炸飞后的引力势能:
,而
可得, ,也即6479公里。
增加的半径为108公里,大约相当于1m直径的气球再吹大1.7cm。
由于膨胀不会均匀,大约能看到这样的效果(实际更接近液体效果,在地球这么大的尺度,地壳其实是流动的):
然后在数分钟内,重新结合在一起,地表瞬间回归原始状态,生命近乎全灭绝。
对于地球来说,只要你的威力能量级小于引力结合能,充其量就是回到46亿年前,洗个牌。
甚至人类的核弹威力,不及地球抖一抖皮肤(大型地震)、不及皮肤上的一颗逗逗爆发(大型火山),更是远远不级灭绝恐龙的一颗小小陨石(对于地球来说相当于皮肤擦破,甚至没有伤筋动骨)。
2004年,在印度洋发生的地震,相当于释放了900亿吨TNT吧,是人类核总量的9倍。
1960年,发生在智利的地震,释放了1800亿吨TNT,是人类核总量的18倍。
1815年,印尼坦博拉火山,相当于释放了1000亿吨TNT,是人类核总量的10倍。
2.65万年前,新西兰陶波湖火山爆发,相当于释放了7000亿吨TNT。
2700万年前,科罗拉多大爆发,相当于释放了5万亿吨TNT,是人类核总量的500倍。
6500万年前,小行星撞击地球,大约相当于释放了250万亿吨TNT,是人类核总量的2.5万倍。
更何况,41亿年前,还有超级流星雨。对于这场无与伦比的超级流星雨,很有可能正是忒伊亚撞击所产生的小雨花。
就像题主这样,很多人总是会低谷行星级的能量究竟有多么的庞大。
当前人类功率是1.6×10^13W,相当于0.72级文明。地球被炸成千万公里小行星带所需的能量,相当于全人类不停做功十亿亿年。
即便人类能达到卡尔达舍夫Ⅰ型文明,做到一丁点不浪费地球上的能量时,功率也才10^16W,相当于全人类不停做功十亿年的能量,才能炸开地球。
炸地球这种事情,地球才不会在乎。
我们需要关心的,永远是我们自己。