[自然科学] 假设，把地球上所有的铀235集中起来，做成一个大核弹，放到马里亚纳海沟里引爆，地球会不会被炸成两半？

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[自然科学]假设，把地球上所有的铀235集中起来，做成一个大核弹，放到马里亚纳海沟里引爆，地球会不会被炸成两半？

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假设所有的U235全部裂变，暂不考虑裂变弹理论上线，不然太没得玩了

怕你们看不到给你们放大一下

可能有点费眼睛再放大一下

一个像素点

马里亚纳海沟，深度接近11000米，
你感觉海沟在地球的地位：

而地球直径一万两千公里，
实际上海沟在地球上的地位：

即使量足够把地球炸两半的，但结果会变成这样：

U235造出来的是原子弹。
原子弹作为裂变弹是有上限的，多了并不增加威力，多余的材料只会炸飞，不会增加爆炸威力。
同时，你严重低估了地球君自身的体量，差了太多数量级。
所以，你既不懂核弹，也不懂地球。
应要求，补充部分数据：
马里亚纳海沟最深11km左右，地球直径是12742 km。
这个深度大约是整个地球直径的0.086%。
也就是不到千分之一。
也就是说，你在马里亚纳海沟无论多大炸弹，你也就是顶多在地球深度不足千分之一的小坑。

所以无论多大威力，你都不可能把地球炸成两半。
你至少需要把马里亚纳海沟加深，加深到多少？
加深到500倍以上，也就是至少深6000km，这样你就到达这个球的中间位置。
这样你也许能考虑多大的爆炸可以把这个球炸开了。
第二个问题是，U235只能制造原子弹，也就是裂变弹。
裂变弹有个问题，具有理论威力上先。
因为裂变过程是通过中子击中U235原子核，原子核分裂，同时释放新的中子，于是这个反应连续产生。

但是这个反应该是就会差生高温高压，能量就开始释放，而反应本身有一个过程，所以无论多少材料，能产生反应的只有那么多，多余的还没来得及反应，就会被前面反应的能量炸开了，自然就不反应了，这个就是原子弹有威力上限的原理。
纯裂变弹的理论上限大约是十万吨级TNT，再大的，一般都是要聚变参与了。
所以你无论多少U235，威力也就那么大。

那么最后一个问题，如果把所有U235分别做成极限威力都是10万吨级原子弹，是不是威力就充分利用，就能炸开地球了？
一样不可以。
很简单，即使所有U235裂变能，也不足以破坏地球本身的聚集能。
我们日常看见一个石头，炸开了就粉碎了，但是地球不一样。地球质量足够大，物质数量达到其相互引力作用可以聚集成一个球。
所以你要炸碎地球是需要把这个物质全部分散到足够远，以至于万有引力不能聚集。
且不说全地球U235能量不足，另一个回答中有计算我就不献丑了。
即使够，你将一次爆炸分散成很多次低能级释放，其破坏能力等于没有了。
简单来说，能把一个人打死的子弹的能量，其实并不比几根火柴燃烧的能量高，但是几根火柴烧不死人，子弹就能，其原因在于子弹能量释放速度足够快。
所以你无论多大能量，你要分成极小单位能级释放，对地球来说就没什么意义了，至少对地球本体没影响。
实际上，迎面吹过来一阵风的能量总量都比子弹大，你怕风不？
地球君也是这样，你如果不能集中释放的能量，其实持续释放的能量看看太阳照射到地球上的能量就知道多少了。
太阳晒坏了地球吗？

冷知识：如果把地球缩小成乒乓球大小，地球会比乒乓球还要圆。

不能！要把地球炸开，约需要 7e31 J 的能量，而全世界铀235裂变能释放的能量约为 4.2e22 J。
把地球炸开需要多少能量？
假如我们要把地球炸裂成两半，大概如下图这个意思。为了方便计算，我们先定义一些符号：地球质量 m = 5.9e24 kg，地球半径 R = 6.4e6 m，万有引力常数 G = 6.67e-11 Nm^2/kg^2。

如果我们只考虑万有引力的相互作用，可以将地球想象成由万有引力吸引在一起的两个半球（下图左）。把地球炸开需要多少能量这个问题转化为把两个半球拉开一定距离需要多少能量。我们假设这个距离为一个地球半径，即要将两个半球拉开 R 的距离。

半球的质心在距离球心 3/8 R 的位置。因此，原本两个半球的质心距离为 6/8 R，拉开后的距离为 (6/8 + 1) R。需要的能量（克服万有引力做功，系统势能增加） H=∫(6/8)R(1+6/8)RG(m/2)(m/2)r2dr=−Gm24r|3R/47R/4=4Gm221R=4×6.67×10−11×(5.9×1024)221×6.4×106≈6.9×1031J" role="presentation" style="font-size: 100%; display: inline-block; position: relative;">H=∫(6/8)R(1+6/8)RG(m/2)(m/2)r2dr=?Gm24r|3R/47R/4=4Gm221R=4×6.67×10?11×(5.9×1024)221×6.4×106≈6.9×1031J\begin{aligned} H &= \int_{(6/8)R}^{(1+6/8)R}\frac{G(m/2)(m/2)}{r^2}\, \mathrm{d}r=-\left.\frac{Gm^2}{4r}\right|_{3R/4}^{7R/4}=\frac{4Gm^2}{21R}\\ & = \frac{4\times 6.67\times 10^{-11}\times(5.9\times 10^{24})^2}{21\times 6.4\times 10^6} \approx 6.9\times 10^{31}\,\text{J} \end{aligned} \\
也就是说，要把地球炸成两半，大约需要 7e31 J 的能量。这可不是个小数字啊！
全球有多少铀235？能释放多少能量？
地球上探明的铀储量总共有 700 多万吨，其中所含有的铀 235 仅占 7.2% 左右，即约 51 万吨。铀元素裂变产生的能量是 3.2e-11 J 的能量，我们可以根据化学公式计算，一公斤铀是大约个 2.56e24 原子，将两者相乘得到一公斤铀裂变产生的能量，即 8.2e13 J 的能量。全球 51 万吨铀235 裂变可产生的能量约为
E=8.2×1013×51×107≈4.18×1022J" role="presentation" style="font-size: 100%; display: inline-block; position: relative;">E=8.2×1013×51×107≈4.18×1022JE=8.2\times 10^{13}\times 51\times 10^7\approx 4.18\times 10^{22}\,\text{J}\\也就是说，全世界铀235裂变能释放的能量约为 4.2e22 J。显然 E<< H，这离把地球炸两半所需的能量还差得远！

地球直径12756km=12756000m
马里亚纳海沟深度 11034m
珠穆朗玛峰高度 8848m
人类脸的宽度大概是20cm=0.2m
你把地球想象成一个人的脸。
这个人的脸上遍布“马里亚纳海沟”与“珠穆朗玛峰”，题主会惊奇的发现，这个人的脸简直就是如婴儿般细腻光滑！！！！！！！
有了这个值观的感受。
请问，一个人用头发丝狠狠的刺向这个肌肤如婴儿般光滑的人的脸上，这个人的头会裂开么？

铀235的临界质量52千克，也就是说你只要做出一个52千克的铀它就会自动爆炸。
你还想聚全球的铀？

曾经有个面壁者也是这么想的，只不过他要引爆的是水星。
然后，就没有然后了

正好可以估算一下这个可能性，首先假设一层层拆地球，那么大概需要克服引力做功为:
W=3GM25R" role="presentation">W=3GM25RW=\frac{3GM^2}{5R}
这里的字母含义和你想象的差不多，估算下来，数量级大约为 1031J" role="presentation">1031J10^{31} J ，这个能量按照质能方程
E=mc2" role="presentation">E=mc2E=mc^2
大概需要 1015kg" role="presentation">1015kg10^{15} kg 的铀，当然实际上裂变是非常不充分的，大概只有千分之一的铀会发生裂变，所以实际需要 1018kg" role="presentation">1018kg10^{18} kg
地球上的铀含量大概是 10−6" role="presentation">10?610^{-6} ，而地球的质量大约是 1024kg" role="presentation">1024kg10^{24} kg ，也就是刚刚好可以在理性情况下把地球拆散
但是前提是，你先把地球里里外外刨一遍，把这些铀提炼出来。

临界质量：“我宣布这问题不成立。”

爱因斯坦沉默片刻说：
你不如让80亿地球人，同时跳起来然后狠狠的踩到地面上！如果所有人都同步的话，这80亿人的力量就可以把地球震裂！

现在地球内部大概五六千度吧，这个温度一半是铀235裂变导致的。你一次全炸了的话，最多最多把日本汽化了。

原子弹，或者叫裂变武器，制作有两大难点：
一是铀235的制备提纯需要大量的电力支持，这里不细说。
二是要实现较高的反应率。原子弹引爆原理很简单，超过临界质量52千克的高纯度铀235放一起，自动就炸了。所以爆炸之前把铀分成几块，每块不超过临界质量，要爆炸的时候再凑一起就行了。但是一旦爆炸，没充分反应，这些铀就会被炸得散开，反应停止，最终只有一小部分的铀参与反应。如何提高反应率是第二个难题，需要通过常规炸药爆炸形成高压，配合精巧的设计来实现。
一颗原子弹用的铀量越大，就需要分成越多块，那要保持一个较好的反应率就越难。威力到了某个级别之后，再加大用料，由于反应率的下降，也难以提升威力了。所以原子弹的威力是有上限的。
以目前目前五常已有的当量较大的原子弹为参照，威力上升空间已经比较有限了，凑再多铀235也没用。
氢弹，或者叫热核武器、聚变武器，目前还没有理论上限，或者说上限目前人类完全无法触及，毕竟太阳就是聚变反应。

与其这样
我觉得我们不如讨论一下
建设一万座行星发动机的事

先说结论，想多了。
咱们拿数字说话：
地球直径大约12700公里，最高处海拔8.848公里，最深处约11.04公里。
手机屏幕咱们就当它是标准1920*1080，宽为1080像素。
你如果一个标准圆形，占满整个屏幕，那么圆的直径是1080像素。
如果这个圆是地球的投影，算下来每个像素就是11公里还多。
所以，珠峰应该是球上面凸起不到一个像素，马里亚纳海沟应该是凹下去一个像素。
基本上就是这个图上的样子。
你能看出来珠峰和马里亚纳海沟在哪里吗？我认为你应该是找不出来的。

因为我根本就没画。

材料的fracture(断裂)，指的是分子间距被打碎。就像三体中的古筝计划一样。被切成两半的物体不需要间隔几纳米的距离，但是已经拼不成原先的状态了（切嗣的子弹？）。。。
这和万有引力没啥关系，因为让地球断裂，又不需要让两块离开很远，更不是让地球碎成小颗粒。它仅仅只是一个接触面被破坏，以及是否生成新的接触面。
下面可以简单分析一下
[1] 最简单的理论，当属基于能量守恒的griffith理论。在极端理想的情况下，所有的炸弹的能量都毫无损耗地转成了分子间的adhesion。
目前全世界所有的原子弹爆炸可以产生的能量是
3.14x10^10 GJ。
（毁灭地球需要多少枚核弹？ - 知乎 (zhihu.com)）

根据地球的结构，只有地壳和内核是固体，地幔近似固体。外核是近似液体。液体没有办法承担断裂的，所以我们假设只有地壳，内核和地幔的部分断裂。
然后我是一个大懒蛋，我不想分析任何粘塑性，，所以我假设地球是个玻璃球，那么玻璃的表面能是83.4 mJ/m2。
内核的半径是1,220公里，则内核断成两半的能量是390 GJ。
地壳的厚度是，30公里，地球的半径是，6,378公里，那么地壳断裂成两半的能量是100GJ。
地幔的区域位于3500公里到6400公里之间，地幔断裂成两半的能量是。7500GJ。
总共需要的能量是，7990GJ。
3.14x10^10 GJ >>> 7990GJ , 所以全世界原子弹爆炸让这两层断掉绰绰有余。
当然，这个假设有点粗糙，比方说内核其实是金属材质，而且肯定存在塑性变形，塑性会释放能量。同时呢，万有引力肯定会一定程度上增大分子间作用力。
但我自己实在不觉得，这些能量的差距可以有10^7倍。
所以从简单的能量理论，地球是可以被当前的原子弹炸成两半的。
[2]
但是呢，这样分析就对不起从20世纪以来长期发展的断裂力学的理论了。从griffith往后，人们逐渐发现了，就算你能给足够多的能量，就决定裂纹是否扩展的，应该是能量释放率，而不是单纯能量多少。
不是有一个经典的理论是，“一个筷子可以掰断”但是”一把筷子没办法掰断“。因为后者的筷子会储存更多的弹性能量，你掰筷子的能量，更多作为弹性势能储存起来了，
地球也是一样的，你可以给能量，但是地球本身是一个巨大的“蓄水池”，大部分核弹冲击的能量，往往会通过应力波（地震）的形式，在地球内部来回反射，最后通过粘性耗散掉。
更糟糕的是，地球还是一个受到万有引力作用的球体，内部很多地方是承受静水压的状态。然后承受静水压的物体，从一定程度上，是可以抵御裂纹的形成和扩展的。
核弹也是一样的，核弹爆炸本身，属于一种冲击（impact）。一般而言，基于我朴素的断裂力学知识，高速冲击状态下，结构一般会有mode I断裂。假设地球是一种ceremic材料，问题就变成了，应力波和地球残余应力所造成的能量释放率，是否足够客服地球的toughness。
答案是，我不知道。
我还没学dynamic fracture的。要是这是一个课题，能发文章，我可以花一周时间仔细读一下ben freund的dynamic fracture，然后做俩仿真，随便投个期刊。
要是有时间的话，我就做个fem模拟，模拟一下地球碎成两半的过程。

你在城墙上找个裂缝塞一根鞭炮，能不能把城墙炸开呢？
马里亚纳海沟的深度对于地球直径来说不过千分之一，铀235再牛逼，把海沟炸成一个圆坑有可能，把地球整个炸裂则没可能。

如果在马里亚纳海沟深处，引爆一颗威力最大的核弹会发生什么？
大家还记得将亚洲大陆被炸得平移了9毫米的世界上最大核弹—大伊万沙皇氢弹吗？

它爆炸后所产生的火球将近10公里，蘑菇云的高度高达64千米，相当于珠穆朗玛峰高度的7倍还多，爆炸点方圆20公里内的三米厚的冰层被融化，所有凸起被削平，如果将它在世界上最深的海沟引爆，那会发生什么？

一、会将日本从世界地图上抹去？
说道世界上最深的海沟，那当然是马里亚纳海沟了，它全长2550千米，平均宽度70千米，平均水深在8000米以上，最深处的马里亚纳海沟更是深达11034米，可以说将“世界屋脊”珠穆朗玛峰整个塞进去，也不在话下。

马里亚纳海沟位于菲律宾东北马里亚纳群岛附近的太平洋海底，距离日本列岛最近处只有200公里，那么将大伊万沙皇氢弹投入这世界之最的海沟里，到底会发生什么呢？

它真的能炸响吗？会不会被马里亚纳海沟最深处的压墙给压成饼子？一切都有可能，于是就有人在网上发布了虚拟的爆炸实验。
在实验中，我们可以看到，起初在海面上还没有什么反应，但是那时候海地的链式反应就开始了，5秒钟之后，海面上就出现了一个，直径约为10公里的巨大凹陷，倒灌的海水和猛烈的低气压，将附近所有的船只都卷了进去。

随后上千万的海水被炸到几万米的高空，海面上也掀起了500米高的巨浪，就连海上的航母都会被这恐怖的巨浪轻松拍碎。

因为海水的密度是空气的800倍，所以爆炸所产生的能量更快、更集中的以冲击波的形式传递出去，爆炸点方圆200公里以内的生物全部危及生命。

一分钟之后，冲击波已经到达了日本列岛，然后在10分钟内横穿日本的整个国土，并且摧毁地面之下的地壳，之后我们就会看见“大日本帝国”整个儿被马里亚纳海沟吞没。

当然冲击波也不会就此消失，它们还会向四面八方扩散，并且在之后的几个小时内，西太平洋诸岛和东南亚诸国都将饱受大地震的摧残。

大概在6个小时之后，海啸会横推过整个太平洋，冲上南北美州，因为马里亚纳海沟位于亚欧板块和太平洋板块交界最薄弱处，所以剧烈的爆炸会扰动两块板块，位于环太平洋火山地震带的日本，甚至会爆发9级以上的超级地震。
然而地震还不是最大的威胁，威胁更大的是海啸会接踵而至，它们简直是人类最为恐怖的梦魇，由于海沟崖壁的对能量和水流的横向阻挡作用，会迅速抬升水位，最终形成一个平均高度近百米、直径达到10公里的超级海啸。

海啸的最中央甚至会上升到数百米，包括整个东南亚、中国沿海地区、俄罗斯阿穆尔州以及大洋彼岸的美国东海岸诸州，都将遭受特大洪水的包围，之后所有的滨海城市都将沦为一片沼泽。

同时位于海洋板块和大陆板块交界的马里亚纳海沟地方结构十分脆弱，此处如果被亿吨核弹袭击，必然会引起一系列的连锁反应，附近的很多火山都会大肆喷发，富士山也会哎地震的影响下，出现7级以上的火山喷发，其威力相当于10万颗广岛原子弹同时爆发。

而大量的火山灰涌向天空，可能会导致地球局部出现短暂的“核冬天现象”，直接进入冬季，食物也会因为没有阳光而逐渐枯死，全球的也会面临断粮，人类社会只能依靠存粮生活。
当地的生态系统也将遭受重创，火山灰中的酸性物质与水蒸汽相结合形成酸雨落到地表，对建筑土壤河流造成腐蚀污染，很多物种可能因此灭绝，人类社会会损失惨重。

至于有的人在猜测，大伊万沙皇氢弹爆炸能够使地球脱离原来的轨道，这个确实有点夸张了，因为据了解，就算是目前全世界所有的核弹加起来，都不足以撼动地球原来的位置，那么当年苏联的核试验又发生了什么呢？
二、揭秘人类史上威力最大的核弹“沙皇炸弹”试爆的细节
1961年10月30日，苏联在位于北冰洋的新地岛，投下了代号为“伊万”的氢弹，它是人类历史上引爆过的所有炸弹中，体积、重量和威力上最强大的炸弹。

它初始设计当量为1.7亿吨TNT，因为担心核子落尘引发国际纠纷，苏联将实际爆炸当量削减到了5000万吨，威力约等于3800枚广岛原子弹。

只是那次试爆的影像一直被严格保密，这枚巨大的核弹是在名为“产品202”的项目下开发，多年以后西方国家才知道这种武器被称为“沙皇炸弹”。
2020年8月20日，俄罗斯国家原子能公司的一个官方账号上，发布了一部长达30分钟的纪录片，第一次向我们揭秘了“沙皇炸弹”试爆的细节。

这部纪录片虽然讲的都是对苏联时代大伊万的宣传，但它却揭露了大量有关那次核试验的细节。

纪录片内容显示，爆炸发生时图-95轰炸机距离投弹点已有28英里，但爆炸产生的火球在621英里外都能够看到。
伴随着异常强烈闪光之后爆炸，在距离爆炸点155英里的地方可以看到巨大的火球慢慢上升，最大直径达到12英里。
在爆炸发生40秒后，火球直径超过4600米，蘑菇云高度则超过了64公里，宽度则超过了40公里。
由于最初计算失误，距离爆心43公里的苏联核试验场观测所内的人员中，有很人的眼睛遭到灼伤，有些人直接患上白内障，而爆炸产生的热辐射，甚至让远在51公里以外的试验人员遭到3级灼伤。

要知道，这里是位于北极圈以内的新地岛，在如此冰天雪地的环境里，绵延51公里，还能烧伤人体，可见大伊万的威力。

根据后来的报道，爆炸产生的震动传播距离超过了1000公里，甚至连邻国芬兰都感觉到了，很多芬兰居民家中的玻璃被震碎，美国地震局对此次核爆测定的数据是里氏5～5.25级地震。

如果与美国向广岛投放的“小男孩”作比较的话，毫不夸张地说大伊万的威力就是4000颗“小男孩”同时爆炸。

那么苏联当时为什么研究如此恐怖的炸弹？“大伊万”氢弹现在是否还残存于世？
三、与美国相抗衡
一切还需追溯到“冷战时期”，那时美国与苏联两国之间的关系犹如“针尖对麦芒”，互看不顺眼，彼此都想在武器装备上更胜一筹。

于是美苏“装备竞赛”就开始了，然而1945年，美国先爆炸了一颗原子弹，使得苏联处于了被动状态，于是苏联紧接着也开始做氢弹爆炸试验，总之前前后后两个国家一共在地球上炸了不下600回。
直到美国突然爆炸了一颗1600万吨TNT当量的氢弹，使得赫鲁晓夫感受到了威胁，“敌方”氢弹的威力超过苏联，对于他来说不仅仅是威胁，也是心理无法迈过去的坎。

因此赫鲁晓夫便撸起袖子开始大搞研究，直接将氢弹TNT当量上升到以“亿”为单位，准备试射，于是“暴力美学”大伊万氢弹就诞生了。
但是在领教过大伊万爆炸所产生的威力，以及带来的环境问题之后，美英两国领导人就在1963年前往莫斯科签署了《部分禁止核试验条约》。

该条约主要说明关于核武器的研究，禁止在大气层和外层空间以及水下进行试验，旨在保护人类赖以生存的水资源与空气。
从此之后，这世上仅剩的一枚“大伊万”就被苏联收藏了起来，至今仍封存在俄罗斯境内，那么俄罗斯又将如何处置这颗大伊万呢？

随着俄乌战争的持续，俄罗斯在发表国情咨文的时候，对外宣布暂停参与美俄之间签署的《新削减战略武器条约》，之后不久，俄罗斯方面就传出风声，之前炸过沙皇氢弹的核试验场，已经开始进入重启的倒计时了。
根据报道早在今年2月初，俄罗斯实验物理科学研究所主任索洛维约夫，就将进行核试验的场地定在新地岛，他告诉塔斯社，俄罗斯目前正在实施一项特别计划，随时保证新地岛核试验场处于“准备状态”，只要出现需要试验的情况，新地岛核试验场就可以马上投入使用。

谈到俄乌战争就有点偏题了，回归正传总之，在深海中引爆核弹，可能出现的危机还不小，想不到原来一颗“炮仗”居然能造成这么大的破坏，看来核武器真的不能乱用。

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