本文发表于《大众科学》的前博客网络，反映了作者的观点，不一定反映《大众科学》的观点
雷神——北欧神祇、漫威超级英雄和好莱坞的颜值担当——给我们这些生活在现实世界中的人带来了一些难题。雷神是“半神”，任何科学地探索他超凡能力的行为都可以被如此驳回。但是，随着去年他在《复仇者联盟》中的复兴，并且看到今天是索尔之日（星期四），现在是时候用实际的术语来讨论他最珍视的财产了：妙尔尼尔（字面意思是“粉碎者”）——他的锤子。
关于雷神之锤的争论通常围绕它在雷神“飞行”中的作用。有些人认为雷神可以召唤风暴，因此可以利用风来保持漂浮。另一些人指出，他只是通过像直升机叶片一样旋转锤子来保持悬停。但最常见的解释是，雷神之锤非常巨大，被用来推动雷神升入天空，以充分展示动量。
在《复仇者联盟》和漫画中，雷神的主要交通方式是旋转然后投掷锤子，并紧紧抓住，听天由命。在尼尔·德格拉斯·泰森的帮助下，我们可以进行一些数字和假设，来看看要挥舞如此强大的力量，你必须有多么像半神。拥有能够真正抛掷数十亿磅物体的力量，你确实会“有资格”。
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惊人的…雷神之锤的质量
最近，世界上最受欢迎的天体物理学家在推特上向他的百万粉丝发布了这条消息
中子星是曾经巨大的恒星的微小（在天文意义上）残余物。虽然一颗中子星可以容纳在费城的边界内，但重要的不是大小。中子星非常致密，一茶匙的重量大约相当于一座相当大的山。
我将给予NdGT信任，并假设他对雷神之锤的尺寸做出了正确的假设。至于重量，“3000亿头大象（非洲品种）的象群”的重量将达到非常大的程度。我们谈论的是地球生物总量的九倍。我猜克里斯·海姆斯沃斯的肌肉不仅仅是用来展示的。
现在我们不得不在这里使用半神借口，因为举起如此重的物体是不可能的。雷神是“有资格的”，所以我猜他可以举起它。但是无论他如何举起它，我确信他会抓住它，因为如此致密的物体如果让他掉到地上会一直沉到地球深处。
半神动量守恒
事实证明，虽然像我这样的书呆子一直在争论雷神飞行的机制，但漫画至少尝试解决这个问题
当然，有时我们看到雷神在漫画中飞行时没有旋转锤子，显然他可以用魔法般的半神力量控制它的飞行，但我们将坚持我们可以探索的解释——投掷然后抓住妙尔尼尔。
任何有质量的物体在移动时都会获得动量。这个值只是质量和速度的乘积。同样，当有质量的物体绕某个轴移动时，它会获得角动量。
两种动量都是守恒的。你不会创造或破坏动量；你只是将动量从一个地方转移到另一个地方。想想将两个台球撞击在一起。当一个球向另一个球移动时，它具有动量。当它击中另一个球时，一些（或全部）动量被转移，另一个球移动。角动量以相同的方式守恒。花样滑冰运动员可以通过将手臂靠近胸部来增加她的旋转速度——通过将质量移动到更靠近她的旋转轴的位置，速度会增加以守恒动量。动量守恒也解释了为什么牛顿摆会工作（如果它们不将能量损失给热量和空气阻力，它们将永远运行下去）。
雷神的飞行是牛顿摆或台球的增强版。正如上面漫画面板中所解释的那样，这位半神首先将他的锤子投掷出去，然后迅速抓住“坚不可摧”的带子，从而升入天空。飞行之所以成为可能，仅仅是因为动量是守恒的。
如果你在一个圆圈中旋转某个物体然后松手，它会从你松手的地方沿直线飞出。锤子的路径将是来自圆形路径的某条直线——切线——进入天空。因此，虽然角动量可以解释旋转锤子产生的惊人能量和力，但线动量将解释雷神如何飞行。
现在是时候进行一些数字计算了。《漫威维基》将雷神的体重定为惊人的291公斤，或640磅。而且，我假设雷神可以像棒球大联盟投手投球一样快地旋转他的锤子——大约每小时100英里或每秒45米。
如果你松开一个以每小时100英里旋转的锤子，它将以该速度沿直线飞出（至少直到重力接管）。要计算它的动量，我们将它巨大的质量乘以这个速度。计算结果为3.0*10^16牛顿-秒的动量（这有很多个零）。如果雷神迅速抓住具有这种动量的锤子，他会将质量添加到系统中（他的身体+锤子）。如果质量发生变化，速度也必须变化以守恒动量。
这是一个奇怪的结论：雷神释放锤子的速度就是雷神和锤子将要移动的速度。但这从数学上讲是有道理的。因为锤子非常重，所以对其质量的微小增加根本不会减慢它的速度。
这就像在航天飞机起飞时跳到航天飞机上：凭借如此大的质量和速度，增加你微小的身体并不会改变太多。
你可能已经亲自测试过这个原理。小时候，只有当你能先让游乐场上的旋转木马快速旋转时，它才有趣。无论它转得多快，一旦你跳上去，它都会减速。这是因为系统的质量增加了，所以系统的速度必须降低。但在雷神的情况下，锤子的重量超过了他天文数字倍。质量增加，速度降低，但幅度微不足道。
如果你可以抛掷像雷神之锤一样巨大的东西，没有什么可以阻止它。风阻和其他因素很难减慢它的速度，使得用它“飞行”（更像是抓住弹道导弹）成为可能。
仅动能就巨大得不切实际。以每小时100英里（45米/秒）的速度投掷锤子会产生688,500,000,000,000,000焦耳的能量。这几乎是曾经爆炸过的最大核弹沙皇炸弹的三倍，沙皇炸弹以相当于57兆吨TNT的威力震撼了地球。不用说，有了这种能量，托尼·斯塔克应该让雷神简单地将他的锤子扔向复仇者联盟结尾处的外星飞船，然后观看烟花。
绕开足够重以至于沉入地球的质量，并且能够拿起它并挥舞它的唯一方法是使用半神借口。但是将现实世界的物理学应用于他的飞行只会让雷神更加v?ndr bacraut（我在古诺尔斯语中能找到的最接近 badass 的词）。他不仅能够“飞行”，而且雷神几乎可以用一锤子击打蒸发一座山。
图片来源：托尔与巨人战斗，1872年，作者：莫顿·埃斯基尔·温格，漫画面板来自Scifi+Fantasy Stack Exchange——有人能认出是哪一期吗？雷神梗图，来自Meme Center
