¿Qué efecto tendría un solo átomo, viajando a 99.99999% de la velocidad de la luz, en la Tierra si tuviera un impacto directo? ¿Qué pasa con el 99.9999999999999% de c?

Dado que cualquier masa solo puede acelerarse a velocidades inferiores a la velocidad de la luz, esta pregunta parece apuntar al tema del peligro que podrían tener esas partículas de alta energía. Para ser claros, hay un límite de velocidad, pero no hay límite de energía (a pesar de que la energía finita y la conservación de energía también plantean un límite).

En teoría, transferiría la energía que tiene a la Tierra, por lo que una vez que esa energía sea lo suficientemente alta podría volverse peligrosa, pero no la mire desde el punto de vista de la velocidad, solo concéntrese en el aspecto de la energía y cuánta energía podría ser puesto en tal partícula de manera realista.

El récord de la Tierra sobre esto (al menos hace unos años) estaba en el LHC con algunos TeV que todavía es solo un múltiplo de 1/10 de un µJoule o un múltiplo de [matemáticas] 10 ^ {- 7} [/ matemáticas ] Joule Alguien podría señalar un error de exponente aquí, todavía está muy por debajo de un solo Joule.

Ahora supongamos que alguna civilización alienígena más avanzada o humanidad en el futuro es capaz de producir partículas con energías comparadas con las del impulso o la energía cinética de un asteroide o de un planeta entero, ¿de dónde debería venir esa energía? ¿Crees que una especie mucho más inteligente tiene la energía de todo el universo a su disposición y puede transferirla como quiera? ¿O incluso el de un planeta dentro de su sistema solar?

Bien, podrían intentar un impacto idealmente elástico de un planeta con un protón, que detiene el planeta y pone todo su impulso a este único protón … Sugerencia: en este punto debería ser obvio que esto es hilarante, pero aún podría tomar eso grave.

Nuestra forma de transferir TeV a partículas es usar campos electromagnéticos, la producción de estos campos requiere más energía de la que una sola partícula extrae, por lo que necesitaría encontrar una forma mucho más efectiva de transferir energía a partículas. No puedo pensar en uno, tampoco espero que los expertos en el campo sean tan tontos para construir aceleradores de partículas cada vez más grandes si hubiera una forma más barata con alguna catapulta gigante o explosiones.

Otros ya mencionaron la partícula Oh-My-God y puedes encontrar una referencia al límite de Greisen-Zatsepin-Kuzmin , que estima la energía máxima de las partículas como 8 Joules, puedes ver que desde una partícula detectada de 50 Joules no es un límite difícil como la velocidad de la luz, pero no necesitarías esperar energías magnificadas más altas que esta.

Por cierto, cuando ya estamos en eso, también puede esperar cualquier experimento de colisión que cree algunas partículas que en el momento de la colisión tengan una densidad mucho mayor que dentro de la masa del agujero negro, no crearían el núcleo para atraer más partículas a un agujero negro generado Al final, estas partículas al máximo tienen el mismo efecto de larga distancia (aquí incluso podemos hablar de que los milímetros son de larga distancia) que un punto de masa con esa masa, lo mismo que puede haber aprendido sobre el efecto de la gravedad de la Tierra podría pensarse de como un punto de masa (que incluso tendría densidad infinita) con la masa de la tierra. Por lo tanto, esta densidad no importa, no se queda de todos modos, las colisiones conducen a la creación de partículas dispersas, que se están descomponiendo o finalmente están colisionando con el casco exterior y las matrices de detectores. Incluso si piensas en una colisión que crea algo pegado, solo tendría unas pocas masas de protones / neutrones y sería tan peligroso como cualquier molécula. Un efecto de agujero negro necesita tanto la alta densidad como la cantidad de masa para alimentarse con lo que se interponga en su camino.

No hay peligro en estas partículas cósmicas o humanas de alta energía.

La masa en reposo de un átomo de hidrógeno es 1.67 x 10 ^ -27 kilogramos. El factor de escala relativista para la energía total es cosh (arco tanh (.999999999999999)) = 22,360,679. La velocidad de la luz c es 299,792,458 m / seg. Por lo tanto, la energía total es

E = mc ^ 2 = (1.67 x 10 ^ -27) x (22,360,679) x (8,986 x 10 ^ 16) = 0,003356 julios,

una cantidad bastante pequeña, aproximadamente equivalente a un BB que viaja a 3 metros por segundo.

Asustaría a los demás átomos que estaban cerca y les daría a los físicos algo de qué hablar, pero por lo demás no mucho.

Aunque hay una cantidad loca de energía involucrada en relación con la masa, es casi insignificante a escala macroscópica. Para ponerlo en perspectiva, un solo grano de arena tendría billones de átomos.

La partícula Oh-my-God entró en la atmósfera de la Tierra a ~ 99.99999999999999999999951% de la velocidad de la luz. Por supuesto, no alcanzó la superficie, chocó con un átomo y produjo una miríada de partículas recién nacidas, que a su vez produjeron aún más partículas finalmente detectadas en un laboratorio. Para más detalles, lea aquí: Partícula Oh-My-God – Wikipedia.

Se detectó un protón (un átomo de hidrógeno, menos un electrón si lo desea) que viaja a 99.99999999999999999999951% de la velocidad de la luz de los rayos cósmicos en 1991.

Se llama “Oh My God Particle”. Partícula Oh-My-God – Wikipedia

Podría ser detectado, pero la energía era aproximadamente una millonésima de un Joule.

Si alguna vez quieres recordar cuánta energía es un “Joule”, es la cantidad de energía que una manzana que cae de una rama baja habría tenido en la cabeza de Isaac Newton.

Entonces, una millonésima parte de una manzana … cayendo a través de un metro … ¡no va a hacer un gran cráter!

PERO es un INFIERNO de mucha energía para un solo protón.

… y si tu átomo es un átomo de uranio … entonces 200 veces más energía … aún no es suficiente para hacer nada remotamente emocionante.

En primer lugar, la Tierra tiene un campo magnético. Hay una gran cantidad de radiación ionizante que nunca impacta la tierra debido a este campo. Si bien el campo magnético no cambiará la velocidad del protón (al menos en un sentido clásico no relativista), lo hace girar en una trayectoria helicoidal y finalmente se combina con otras entidades cargadas en los polos, lo que le da una hermosa Aurora. Pero eso es todo.

No soy un físico, pero, dado que los fotones golpean la tierra cada segundo en sus billones de billones, ¡sugeriría absolutamente ninguno!

Me imagino que la energía de un solo átomo ni siquiera sería detectable (excepto para una máquina altamente sensible hecha para ese propósito).

Hay una ley que dice que algo en la línea de cada acción tiene una reacción igual y opuesta que parece aplicarse aquí. La energía de un solo átomo (no importa cuán rápido viajara) nunca podría competir con toda la energía cinética almacenada en la Tierra.

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