如果风的速度接近光速，被刮到会是怎样？ 第1页

且不说这些粒子突然获得如此高的能量会发生什么变化，只考虑流量就会知道，你会直接蒸发，不会有任何痛感（因为风的速度远远比电化学信号传导快），然后剩下的分子因为周围的高温发生电离。

被刮到，铁定是死了。不过为了让人死得明白，咱们得说下“接近光速的风”是啥概念。先放结论：

• 当风的速度是光速的0.999999991倍时，那这阵风中的质子的能量，与LHC加速所产生的质子束相当，也就是7 TeV。
• 其密度，大概是LHC质子束的10的三次方以上，也就是至少千倍于LHC对撞点位置的束流密度。
• 被刮到会死，但走得很安详，安详到连渣都不剩。

提到接近光速，那就不得不提欧洲核子中心（CERN）的大型强子对撞机（LHC）。其中的质子束，有着人类目前加速粒子达到的最大速度，也就是光速的99.9999991%。然而，只有速度是不够的，为了对撞实验，必须尽可能地将质子束聚拢，增加其对撞时的密度。只有这样，才能确保有足够的质子发生碰撞，产生人们感兴趣的新现象。所以，在所有的对撞实验中，包括LHC，有着各类聚焦磁铁，将带电粒子聚集，压缩束团的体积。下图就是LHC的两束质子束流，在碰撞点附近的尺寸变化。最终，束流的直径会被压缩到64微米，大概是一根头发的直径。

LHC每25纳秒进行一次对撞，其中每个束流有10的11次方量级的质子。听起来是不是很致密的感觉？然而，空气的摩尔体积是22.4升每摩尔，一摩尔有6.02乘10的23次方。换算一下，就是每立方微米有2.7乘10的7次方个气体分子。如果将束流的体积，近似看作是64微米边长的立方体，那以空气的密度，在这个立方体中就会有7乘10的12次方个气体分子。而空气的平均分子量是28.8，所以还要再乘上这个数值。最终可以得出，同样体积下，空气有10的14次方量级的核子，且更“可喜”的是，风是持续的。

接下来，咱们就从LHC的7TeV质子，来聊下这阵风的能量有多可怕。上图是我去年在Geant4模拟中，得到的7TeV质子在水中的能量沉积。可以看到，7TeV的质子并不能有效穿透25米深的水。且在最初的30公分内，其所沉积的能量，约占总能量的0.03%，也就是留下GeV级别的能量。也就是说，如果LHC的一束质子，打在人身上，大概有0.03%的能量会留下。

这么说可能有的知友还是没有概念，那我们换一种方式。下面是对LHC质子束较为具象的表达^[1]：

Each beam contains 280 trillion protons with the combined energy of a high-speed train going 200 kilometers per hour, squeezed into a stream much thinner than a human hair.
每个束流有两千八百亿个质子，其动能相当于一辆时速200公里的高速列车，且被压缩到比人类的头发还要细小的尺寸。

也就是说，三千多个LHC质子束，可以在头发丝截面大小的面积上，留下200公里高速列车的动能。巧了，我们的接近光速的风，其密度刚好就是千倍于LHC质子束。假设被这阵风吹拂了一秒钟，那相当于，你的一个毛囊，持续抵挡住时速200公里高速列车的四万六千八百四十二亿次撞击。而且，不幸的是，你全身都是这样的毛囊。

这种瞬间挫骨扬灰的死法，可比琦玉老师的认真一拳，还要来得猝不及防。

参考

1. ^Protecting the LHC from itself https://www.symmetrymagazine.org/article/december-2007/protecting-the-lhc-from-itself

你先别接近光速，我给你看看仅仅十几倍声速的气流有多厉害。

容我摆两个公式（假设气流性质不变，即比热比 和气体状态不变）：

是说马赫数为Ma（声速的倍数）的气流迎面而来你感受到的压力（总压）， 是实际压力。

是说马赫数为Ma（声速的倍数）的气流迎面而来你感受到的温度（总温）， 是实际温度。

我们用这么两个标准来对比感受到的压力和温度：

压力用100公斤、从20米落下、0.01秒内速度降为0、接触面积1平方毫米的铡刀落到人身上感受到的压力来衡量。通过计算它的压力有两千亿帕斯卡

你可能猜出来了，它就是下面这个的pro-pro-pro版：

那么温度呢？

我们用太阳表面温度6000K来作比较。

结果

压力算出来大概是这样，那么你被pro-pro-pro断头台当韭菜切的速度大概是多少呢？

不到18倍的声速，大概是光速的0.00002076。

温度算出来大概是这样：

所以你要像川皇一样登日，拿十倍声速的风吹吹就可以了。

那么问题来了，被高温快刀切得渣都不剩还不够么要光速……

有时候，还是要对自己好一点。