¿Cuánto daño haría un cubo de 20 toneladas del material más duro conocido si golpeara la Tierra a la velocidad de la partícula Oh-My-God?

Como el Sr. Toth ha desactivado los comentarios, me veo obligado a agregar mi propia respuesta. El objeto, independientemente de la dureza, sufriría una fusión a lo largo del borde de ataque tan pronto como tocara la atmósfera. No creo que ningún objeto de apenas 20 toneladas logre atravesar intacta la atmósfera, sino que crearía una explosión nuclear como nunca quisiéramos ver. Estas también serían extrañas fusiones, e inmediatamente se descomponen en otros átomos, poco antes de fusionarse en cosas aún más extrañas. Incluso es probable que haya elementos desconocidos e iones imposibles creados.

Sin embargo, el resultado es una bola masiva de plasma que aplastaría la superficie de abajo. Si alguno de los objetos sobreviviera, golpearía inmediatamente después, y la roca más densa debajo se convertiría en más combustible para la explosión nuclear.

Esto solo probablemente encendería el mundo en llamas. Asumiendo que no solo volara la corteza al espacio.

Pero digamos que sí, sin las consecuencias nucleares. Como mínimo, es casi seguro que la Tierra tendrá dos nuevos supervolcanes, en lados opuestos del globo. Ahora hay una zona destrozada de corteza flotando sobre un mar de magma con dos agujeros principales sobre ella.

Al menos uno, probablemente ambos, de estos agujeros está en el fondo del océano. A medida que este mar de magma se vierte para llenar las nuevas líneas de falla, el océano se vierte. Comienza a hervir. El mejor de los casos es eso, y el efecto invernadero cataclísmico nos cocina.

Pero creo que esos agujeros serán demasiado grandes. El fondo del océano estalla con una violencia que no podemos imaginar. Este agujero, recuerda, atraviesa el núcleo de la tierra. El océano todavía se evapora, pero lo hace en el aire mientras el resto del planeta intenta establecerse en esa brecha en el medio.

Esto crea una Onda de Choque de tierra fundida que casi instantáneamente atraviesa ambos lados de los agujeros, conduciendo a través del océano hacia el cielo, y no se pueden imaginar los terremotos que desencadenan estos disparadores. Y no me refiero simplemente a las nuevas fallas: solo dos placas tectónicas se hicieron añicos, pero ahora todas las demás cambian, al mismo tiempo (o más cerca).

Supongo que casi todos los volcanes, incluidos los inactivos y los muertos, entran en erupción con casi la misma ferocidad. Casi al mismo tiempo. Las calderas se forman donde antes había montañas. Cada temblor, en conjunto, envía al planeta a una nueva Era de los Andes, donde la superficie estaba básicamente fundida e incómoda.

La vida, toda la vida, termina. Pero.

El planeta tiene 4.500 millones de años. Y tenemos otros 5 más o menos para ir.

Asumiendo que no se vierte demasiado en el espacio, eventualmente el planeta se establece y se forman nuevos océanos. Formas de vida. Un tiempo después, se vuelve lo suficientemente inteligente como para cometer los mismos errores que cometimos. Pero también los descubrimientos que hicimos.

Observa el cielo, las estrellas, la luna, los planetas, los planetas rápidos, los cometas. ¿Esperar lo?

Lo siento. Ve nuestros satélites, todavía flotando por encima. No muchos … la mayoría se han ido hace mucho tiempo, pero algunos fueron puestos en órbitas mejores en los últimos días. Las formas de vida hacen un telescopio y ven un pequeño anillo de basura flotando alrededor de la luna. Finalmente, en la luna. Los restos destrozados de nuestro intento fallido de sobrevivir.

Y encuentran teléfonos celulares. Y el almacenamiento de datos blindado, suficiente para que puedan ser rescatados para que puedan aprender. Entonces pusieron sus corazones colectivos en ello, para preservar el legado combinado de la Tierra para todo el universo. ¡Para dejarnos vivir para siempre!

Ocho minutos después del lanzamiento de la primera nave extrasolar de la colonia, la onda expansiva del sol de ahora nova incinera todo.

Creo que la frase es “Todos mueren ™”

Primero calculemos el volumen de la masa que golpearía la tierra.

Se cree que un agujero negro tiene una densidad de 6 × 10 * 18 kg / metro ^ 3. Esa es la sustancia más densa conocida.

Su objeto tiene una masa de 20 toneladas o 40,000 libras o 18,144 kg. Cuando dividimos por la densidad de un agujero negro, esto da un volumen de .000000000000003024m ^ 3. Ajuste para la precisión de las cifras de entrada que es 3x 10 ^ -14 metros o 3000 micras ^ 3. Esto es aproximadamente 14.5 micras por lado.

A continuación, debe saber cuánto golpeará el objeto. El diámetro de la tierra es de 12756 km (por internet). Eso significa que este objeto alcanzará aproximadamente .0000145 x .0000145 x 12756000 m ^ 3 de volumen de la tierra. Eso es alrededor de 0,3 decilitros de la tierra a medida que pasa.

Esta es una partícula muy pequeña, pero tiene una enorme energía cinética ya que viaja a .99999999999999999999999510c.

No soy un físico, por lo que pueden decirle mejor si causará interrupciones en función del impulso de impacto. Tengo más curiosidad sobre el efecto de todos los átomos destrozados a medida que pasa a través de la Tierra. Dudo si toda la masa de una galaxia la ralentizaría mucho (excepto el agujero negro en el centro). A medida que pasa a través de la tierra, se mueve con una velocidad mayor que la velocidad de los átomos aplastados en el acelerador de partículas CERN y la diana se mueve aplastando todo a su paso. No estás sacando átomos de tu camino, estás golpeando electrones, neutrones, protones, bosones, muones, …

¿Puede uno de los físicos de la multitud decir si esta masa golpearía como un automóvil o pasaría de manera relativamente inofensiva de esa manera (debido al tamaño)? ¿Cuáles serían los efectos de todos esos átomos que se rompen con la liberación de energía concomitante?

Creo que es bastante seguro decir que si transfiere cualquier energía cinética significativa al planeta, ya que los efectos relativistas aumentarían en gran medida la energía / masa y, por lo tanto, el impulso, que el planeta esté tostado. Considero que podría pasar casi desapercibido o sin más efecto que el Evento Tunguska.

Le pediré a Viktor T. Toth que intervenga ya que es al menos un físico a tiempo parcial.

Victor T. Toth ha bloqueado los comentarios. Por lo tanto, le he pedido a William Boyer que intervenga.

Goofy pensó experimento, pero por alguna razón me haces querer jugar.

Hace aproximadamente una década, vi un programa en una de las redes Discovery sobre algo similar. De la descripción de la Partícula Oh-My-God (enlace a continuación) incluso puede haber sido lo mismo.

No recuerde la masa postulada del objeto que golpea la tierra, pero fue algo diferente (más pequeña) de lo que propone y mucho más densa. El objeto fue presentado como fraccionalmente tan denso como un trozo de enana blanca y acercándose a C que los objetos que normalmente encontramos. Se pensaba que atravesaba nuestro planeta con solo unos pocos científicos notando la señal de que había sucedido.

El objeto no fue visto ni encontrado, solo sentido.

Se postuló su existencia, luego se encontró evidencia de apoyo al analizar los datos de todos los sismógrafos en la tierra. Hubo un leve apoyo a su teoría, pero no pudieron obtener fondos para recaudar y perfeccionar sus números.

Perfeccionar los números incluyó comprar relojes mejorados en todos los instrumentos sísmicos para sincronizarlos mejor.

Postula un cubo de diamante de 18,144 kg moviéndose a la velocidad de la luz que impacta nuestro pequeño planeta de 60,000,000,000,000,000,000,000,000 kg (6 × 10 ^ 24) con su corteza / manto / caparazón relativamente duro y su gran centro de hierro líquido.

P: ¿Qué sigue?
A1: nadie lo sabe a ciencia cierta.
A2: Por mi parte, realmente no quiero saberlo.

Las respuestas aquí por doctores tendrán números mucho mejores que mi pequeño WAG, pero sospecho que estaremos lo suficientemente cerca para este tipo de trabajo.

Lo más probable es que su proyectil de diamante se desacelere un poco, pero no mucho, y atraviese exactamente como las partículas Oh-My-God.

El proyectil transferirá parte de su impulso al objetivo. El proyectil y el objetivo cederán algo de masa.

Eso se traducirá en calor, muy probablemente lo suficientemente caliente como para fusionarse en el punto de contacto y a lo largo del camino de penetración. Llámalo> 100 Megatones (un WAG) de auges de fusión en los puntos de impacto y salida. Esto esterilizará un radio de al menos 100 millas (otro WAG). El brazo de fusión (como un brazo sónico en movimiento) a lo largo de la línea de penetración causará maremotos a través del núcleo líquido. Combinados causarán eventos sísmicos medibles en todo el planeta.

Las opciones son

• Vaporización del Planeta Tierra

• El fin de toda la vida multicelular.
• Los escombros conservarán la mayor parte de la masa planetaria. Gravity volverá a ensamblar un planeta de tamaño comparable en los próximos millones de años. La gravedad de nuestra luna será el centro de esta nueva masa. Estará totalmente enterrado bajo la masa que atrae.
• Es poco probable que la Tierra 3.0 tenga una luna mayor. Cualquier vida que evolucione de cualquier organismo unicelular sobreviviente será totalmente diferente a la que actualmente vive aquí.

• Plumas de múltiples megatones en los puntos de entrada y salida.
• Grandes eventos sísmicos y supervolcánicos en los puntos de entrada y salida.
• Eventos sísmicos y volcánicos menores a nivel mundial.
• Alguna supervivencia de plantas, insectos, peces, aves, anfibios, reptiles y mamíferos. <10% de probabilidad de que algunos humanos sobrevivan.

Partícula Oh-My-God – Wikipedia

Masa de la tierra – Wikipedia

La partícula Oh-My-God tenía una energía cinética de aproximadamente 300 millones de teraelectronvoltios, o 48 julios.

Si se tratara de un solo protón, eso equivale a viajar a 99.999999999999999999999508% de la velocidad de la luz *.

Una masa de 20 toneladas que viaja a esta velocidad tiene una energía cinética de casi seiscientos millones de julios (32 ceros en total).

Esto equivale a más de 17 días de la producción total de energía del Sol. O para ponerlo en una perspectiva diferente: es varias veces la energía de unión gravitacional de la Tierra.

No hace falta decir que si toda esta energía se deposita en la superficie de la Tierra de una vez, estamos tostados. Literalmente (¡todo ese calor!) Y figurativamente también, ya que la Tierra está hecha pedazos. Piensa en la Estrella de la Muerte contra Alderaan.

Sin embargo, si la masa en cuestión es una masa compacta del “material más duro conocido” … Bueno, la dureza realmente no importa aquí. Lo que percibimos como dureza se debe esencialmente a los enlaces químicos. Con la energía de impacto de esta masa, los enlaces químicos podrían no estar allí; son tan irrelevantes como poner una delgada hoja de papel en el camino de un tanque de batalla. En realidad, mucho menos relevante.

Pero si la masa es compacta, puede atravesar la Tierra y salir del otro lado sin perder gran parte de su energía cinética en el proceso. Eso sería una buena noticia; en lugar de que el planeta se convierta en una nube de gas sobrecalentado, podemos terminar con “solo” dos explosiones gigantescas y eventos sísmicos globales en una escala sin precedentes. Parte de la humanidad en realidad podría sobrevivir.

* En una versión anterior de esta respuesta, tenía los números equivocados. No estoy seguro de lo que salió mal, pero parece que la masa de protones en mis cálculos estaba fuera de unos cinco órdenes de magnitud. No es que realmente importe al final. Ya sea que la energía del objeto se mida en octillones o no billones de julios, de cualquier manera estaríamos en un gran problema. No obstante, agradezco amablemente a Yakov Shalunov por alertarme de mi error.

Si define más duro como algo que no modifica su superficie a fuerza externa, entonces el material más duro es la materia degenerada de un agujero negro.

A esa velocidad, un agujero negro de 20 toneladas, o incluso material de neutronio, atraviesa la Tierra sin consecuencias serias. Alguna radiación, ruidos extraños en los sismógrafos, pero ningún otro resultado.