吉林
不少人刷到过极端物理场景的假设，比如一颗中子星的碎片掉在地球上会怎样，或者黑洞靠近太阳系会发生什么。今天咱们聊一个更贴近日常脑洞的问题，就是如果有一个粒子，速度达到了光速的99.99%，一头扎进人的身体里，最后会闹出多大动静。
很多人第一反应肯定是，这速度都快追上光了，不得直接把人打个对穿，或者直接把人体器官给轰碎了，分分钟就出人命吧？
粒子本身的质量是多少，决定了它最后能释放多少能量，光速的99.99%这个速度确实很快，相对论效应已经非常明显，粒子的动质量会比静止质量大很多，但问题在于，粒子本身的静止质量本身就极小。
哪怕是质量不算太小的质子，静止质量也只有大约1.67乘10的负27次方千克，这个量级小到咱们日常根本没法感知。咱们算一下能量，按照狭义相对论的动能公式计算，一个99.99%光速的质子，动能大概是1.3×10负9次方焦耳，换算成大家熟悉的电子伏特，差不多是80GeV。
这个能量听起来数字挺大，但放到宏观尺度，其实还不到一颗普通子弹动能的亿分之一，连一层薄纸都打不穿。
那这个粒子进了人体之后，到底是怎么运动的呢。其实高速带电粒子穿过介质的时候，主要通过电离作用损失能量，就是不断把自己的能量分给路径上的原子和分子，让原本中性的原子变成带电的离子。
人体主要成分是水和有机物，密度不算低，粒子在穿过人体组织的时候，每走一微米都会不断损失能量，速度也会慢慢降下来。
如果是质子这种带电粒子，它的能量损失特点是，大部分能量都沉积在射程的末端，也就是布拉格峰，这也是现在质子治疗癌症的原理。
那一个80GeV的质子，在水中的射程大概是几十米，也就是说，它其实根本不会在人体内停下来，而是会直接从人体的另一端穿出去，整个过程只在路径上沉积了很少一部分能量。
具体来说，整个路径上沉积的能量加起来，也就几千电子伏特，差不多只能让几千个水分子发生电离，这点损伤，人体细胞本身的修复机制随便就修好了，你甚至根本感觉不到任何异常。
那是不是所有粒子都这样呢。如果粒子的质量更大呢，比如一个阿尔法粒子，也就是氦原子核，质量是质子的四倍左右，同样速度下动能也是四倍，但是它的电荷也更大，电离能力更强，射程也更短。
那99.99%光速的阿尔法粒子，在水中的射程也有数米，还是足够穿过人体，沉积的能量也只是比质子多几倍，依然不会造成不可修复的损伤，更别说夺走生命了。
那如果是光子呢，光子本身没有静止质量，一直就是光速运动，99.99%光速的光子本身就是接近最高能量的伽马射线，单光子这个能量下，它和人体物质发生相互作用的概率很低，大概率也是直接穿过人体，被吸收的能量同样很少。
只有当大量这种高能粒子同时射向人体的时候，才会造成大面积的电离损伤，也就是咱们常说的辐射病，单颗粒子不管速度多快，都达不到这个效果。
很多人可能听说过宇宙线，其实地球表面每时每刻都有来自宇宙的高能粒子穿过人体，能量比99.99%光速还高的粒子也有。
比如超级高能宇宙线，最高能达到10的20次方电子伏特，比人工加速器加速的粒子能量高了好多个数量级，速度比99.99%光速更接近光速，这些粒子其实也一直在穿过地球，穿过咱们的身体，平均每平方米每个小时都会有几个这样的粒子穿过，从来没有听说过哪个人是被单颗高能宇宙线粒子穿过之后出事的。
就是因为单颗粒子的能量总量太小，哪怕速度接近光速，总的能量还不如咱们呼吸的时候吸进去一口带一点点辐射的空气带来的损伤大。
那有没有什么单颗粒子真的能伤到人的情况呢。其实只有在粒子能量非常非常高，同时粒子本身还参与强相互作用，能够在短距离内释放大量能量的时候才有可能。
但哪怕是能量达到10的20次方电子伏特的质子，单颗粒子穿过人体的时候，沉积的能量也不到一焦耳，还是不足以造成能够威胁生命的损伤，顶多就是路径上的一小撮细胞被杀死，人体完全可以承受这种程度的损伤，甚至你连感觉都没有，该干嘛干嘛。
一颗99.99%光速的粒子打进人体，其实什么大事都不会发生，你该活蹦乱跳还是活蹦乱跳，根本不会有生命危险。
之所以很多人会觉得会出大事，其实是把速度和总能量搞混了，速度再快，粒子本身的质量太小，总的能量就上不去，自然也就不会有什么可怕的后果。
很多听起来吓人的极端物理场景，放到真实世界里，其实远没有咱们脑补的那么可怕，科学计算出来的结果，往往跟直觉差得很远。
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