¿Qué pasaría si todo el mundo experimentara la gravedad 10,000 veces más de lo que es ahora por 1 nanosegundo?

Todos experimentarían una fuerza de 10 000 g durante [matemáticas] 1 \ por 10 ^ {- 9} [/ matemáticas] segundos. Esto es más que la fuerza g experimentada por los pistones en los motores de Fórmula Uno, que pueden acelerar hasta 15 000 rpm.

La fuerza g sostenida más alta que una persona ha sobrevivido en condiciones experimentales, según Wikipedia, es de 25 g durante 1,1 segundos con un pico de 46,2 g. Según este estudio, una persona solo puede sobrevivir 100 g durante 0.003 segundos de aceleración hacia arriba (“globos oculares hacia abajo”) o 0.01 segundos de aceleración horizontal (“globos oculares hacia adentro”) antes de sufrir lesiones graves. Estos son similares a las fuerzas g experimentadas en accidentes automovilísticos letales.

Pero, solo estamos hablando de un nanosegundo.

¿Hasta dónde colapsará su cuerpo en un nanosegundo? Usemos nuestra cinemática simple de la escuela secundaria.

[matemáticas] \ text {distancia} = (\ text {velocidad inicial}) (\ text {time}) + \ dfrac {1} {2} (\ text {aceleration}) (\ text {time}) ^ 2 \ etiqueta * {} [/ math]

que se simplifica a:

[matemáticas] d = \ frac {1} {2} en ^ 2 \ etiqueta * {} [/ matemáticas]

[matemáticas] = \ frac {1} {2} (9.806 \ text {m / s} ^ {2}) (10 \ text {} 000) (10 ^ {- 9} \ text {s}) ^ 2 \ etiqueta * {} [/ math]

[math] = 4.9 \ times10 ^ {- 14} \ text {meters} \ tag * {} [/ math]

No está mal. Eso es solo unas pocas veces más grande que un núcleo atómico grande y miles de veces más pequeño que un átomo.

Entonces, ¿qué tan fácil es sacudirse la energía de todo su cuerpo colapsando repentinamente por el ancho de unos pocos núcleos atómicos con una fuerza de 10 000 g?

Veamos la velocidad con la que las cosas se moverán después de un nanosegundo.

[matemáticas] \ text {velocidad} = \ text {velocidad inicial} + (\ text {aceleration}) (\ text {time}) \ tag * {} [/ math]

[matemáticas] v = en \ etiqueta * {} [/ matemáticas]

[matemáticas] = (9.806 \ text {m / s} ^ 2) (10 \ text {} 000) (10 ^ {- 9} \ text {s}) \ tag * {} [/ math]

[math] = 9.8 \ times10 ^ {- 5} \ text {m / s} \ tag * {} [/ math]

o aproximadamente 0.1 milímetros por segundo. No muy rápido en absoluto.

Ahora necesitamos saber cuánta energía se traduce en eso. Para un humano de 100 kg,

[matemáticas] \ text {Energía cinética} = \ frac {1} {2} (\ text {mass}) (\ text {velocity}) ^ 2 \ tag * {} [/ math]

[matemáticas] T = \ frac {1} {2} mv ^ 2 \ tag * {} [/ matemáticas]

[math] = \ frac {1} {2} (100 \ text {kg}) (9.8 \ times 10 ^ {- 5} \ text {m / s}) ^ 2 \ tag * {} [/ math]

[matemática] = 0.48 \ text {microjulios} \ tag * {} [/ matemática]

Entonces, un cuerpo humano sujeto a un aumento de gravedad de un nanosegundo a 10 000 g tendría que absorber aproximadamente medio microjulio de energía. Eso es aproximadamente la mitad de la energía de la colisión de protones en el Gran Colisionador de Hadrones en el CERN que creó la “partícula de Dios” del bosón de Higgs. Quizás eso suena impresionante, pero dicho de otra manera, es menos que el impacto que sentirías de un solo mosquito volando hacia tu cuerpo.

Entonces, si la raza humana puede absorber los impactos de los mosquitos, deberíamos estar de acuerdo con una aberración de un nanosegundo de 10 000 g, siempre que instantáneamente vuelva a la normalidad.

No parece que vaya a obtener una respuesta de marca registrada Todos mueren esta vez.

Nota: todos pusieron cálculos similares mientras escribía esto. También gracias a Kumar Saurav por ayudarme con mi formateo. ¡Aprendí un par de etiquetas nuevas!

Por supuesto, la aceleración aumentaría de 9.81 m / s [matemática] ^ 2 [/ matemática] a 98 km / s [matemática] ^ 2 [/ matemática], sin embargo, esto ‘traduciría’ cosas sobre:

[matemáticas] \ begin {align} \ Delta x & = \ frac {1} {2} gt ^ 2 \\ & = \ frac {1} {2} 98,000 \ left (10 ^ {- 9} \ right) ^ 2 \\ & = 4.9 × 10 ^ {- 14} \ end {align} [/ math]

que es 50 femtometer, que no es nada …

1 nanosegundo es 1 billonésima de segundo. Este es el tiempo que tarda la luz en viajar 0.3 m.

Este es un período de tiempo muy breve que la vida normal y las cosas a escala planetaria no notan, incluso una reacción de fusión tarda entre 20 y 40 nanosegundos.

El efecto desaparecería antes de que algo tuviera tiempo de reaccionar.

Bueno, la fuerza en un cuerpo de 100 kg ahora es 981 N, por lo que será de 9,810,000 N por 1 * 10 ^ -9 s.

La aceleración sería entonces (F = ma, a = F / m) 98,100 m / s ^ 2

Usando una fórmula de cinemática, suponiendo que comience en reposo, que es s = ut + 0.5at ^ 2, obtenemos un desplazamiento de 5 * 10 ^ -14 metros … que es una distancia más pequeña que una “molécula” de plástico …

Yendo más lejos, el trabajo realizado = fuerza * distancia que equivale a ~ 5 * 10 ^ -7 julios, eso es menos energía que levantar un grano de arena (¡de hecho, mucho menos!)

En conclusión, ¡nada sucederá realmente que cualquiera de nosotros note!

(¡Se agradecería un voto positivo!)

Wow, esa es una aceleración de casi 100,000 m / s2, seguida 1 ns después por la desaceleración correspondiente. ¿Qué tan cuadrado es ese pulso? La razón por la que pregunto es que si tomara 1 ps (.001 ns) para aumentar, sería un tirón (derivado de la aceleración) de [math] 10 ^ {17} [/ math] m / s3.

Dado que la gravedad solo puede viajar a la velocidad de la luz, [matemática] 3 \ veces10 ^ {8} [/ matemática] m / s, eso podría rasgar la estructura misma del espacio-tiempo cercano en pedazos de Planck. El borde posterior del pulso sería irrelevante. Podría ser interesante de ver, háganos saber cuándo va a suceder.