Hipotéticamente, si alguien fuera apuñalado con una cuchilla irrompible y un átomo delgado, ¿qué pasaría?

Dejando a un lado cómo esta espada hipotética apoyó las fuerzas necesarias para entrar allí, esto abre algunas preguntas interesantes en el régimen de la química.

El cuerpo humano (y prácticamente todo lo demás) está formado por varias moléculas que ejercen fuerzas entre sí: fuerzas intermoleculares. Por ejemplo, la bicapa lipídica que separa las células de su entorno y contiene elementos para la adhesión celular entre células adyacentes, es un complejo de fuerzas intermoleculares. Dentro de esas moléculas, hay fuerzas intramoleculares que mantienen unidos a los átomos constituyentes.

Todas estas fuerzas (creo) son campos : una función de la distancia entre los átomos involucrados. Si su “cuchilla irrompible” fuera completamente inerte, dependiendo del grosor de su estructura “delgada como un átomo”, aumentaría esa distancia en un ångström más o menos. Cuando se retira la cuchilla, muchas de las moléculas encontrarían su camino de regreso a su posición de equilibrio anterior, uniéndose como antes. Sin embargo, algunos de ellos probablemente se instalarían en una nueva posición de enlace de equilibrio en su estado desplazado, y los enlaces anteriores se romperían incluso después de que se retirara la cuchilla. Algunas células se romperían irreparablemente y morirían, pero otras probablemente podrían repararse a sí mismas utilizando los mecanismos existentes de reparación celular. Con suerte, ninguno de ellos se dañaría de tal manera que se volviera canceroso.

La pregunta más interesante es qué pasaría si el material de la cuchilla no fuera inerte, como presumiblemente tendría que ser para mantenerse unido en una estructura de cuchilla. Por ejemplo, grafeno, “una red hexagonal de un solo átomo de átomos de carbono [math] \ mathrm {sp} ^ 2 [/ math]”. † Esa cuchilla de átomos de carbono estaría rompiendo una gran cantidad de otros enlaces ya implican carbono, y presumiblemente algunos de esos otros enlaces rotos intentarían volver a unir a los átomos de carbono en la cuchilla en lugar de aquellos de los que se separaron. Dado que muchas de las estructuras en el cuerpo humano son compuestos alifáticos, cadenas de hidrocarburos, sospecho que muchos de ellos probablemente tolerarían la absorción de un enlace adicional de hidrocarburos insaturados sin afectar significativamente su función, pero no soy bioquímico. Otros elementos que componen la cuchilla serían más interesantes, pero no conozco otros que admitan el mismo tipo de estructura monoatómica para hacer la cuchilla en primer lugar. En cualquier caso, toda esta rama de pensamiento esencialmente rechaza la suposición “irrompible” que se plantea en la pregunta, por lo que tal vez viola lo hipotético.

† Me resulta difícil ver que el grafeno soporta cualquier tipo de fuerza de flexión o pandeo para soportar el “apuñalamiento”, pero de nuevo, hipotético.

Inspirado por mi comentario sobre la respuesta de Jess H. Brewer aquí.

Mucha gente del lado de “¡básicamente no pasaría nada!” Pero eso no tiene sentido.

Primero, ayudaría si estuviéramos de acuerdo en lo que queremos decir con cuchilla. Cualquier cosa con un borde afilado tiene una cuchilla, pero como apuñalamos y no cortamos, nos preocupa más la punta, no el borde. No estamos hablando de un palo, sino de una cuchilla, por lo que hay una punta y luego la cuchilla se ensancha a partir de ahí.

Básicamente, con una cuchilla tan delgada, tenemos una espátula puntiaguda excepcionalmente mortal.

Ser apuñalado con esta espátula (o cuchillo, para los que no tienen imaginación) creará una herida muy limpia. Pero no será insignificante. La punta pasará fácilmente a través del tejido blando y posiblemente del hueso. A medida que se desliza, los bordes entran en juego, porque se ensancha después de la punta. Estos cortan, haciendo la herida más grande. Debido a que muy poco podrá resistir, la cuchilla se deslizará en toda su longitud y habrá mucha sangre. Dependiendo de lo que se rompa, habrá daño orgánico, daño óseo potencial, daño nervioso, pero mucha sangre.

Quitar la cuchilla no hará que toda esta puntada se vuelva a unir al instante. El daño ya está hecho y la sangre quiere salir.

Este apuñalamiento probablemente dolería menos que con un cuchillo afilado, pero tiene más daño potencial, debido a la facilidad con la que se corta.

Editar: errores tipográficos importantes de publicación en mi teléfono. ¡Lo siento!

Depende de la duración en que la cuchilla permanezca insertada en el tejido. Veo dos posibilidades:

  1. Apuñalar y retirar de inmediato. Esta situación es muy similar a ser bombardeado con partículas alfa, aunque en este caso un haz de partículas extremadamente estrecho. El resultado sería una ruptura generalizada de los enlaces moleculares en la trayectoria de la cuchilla. Al retirar la cuchilla, algunos enlaces moleculares se volverían a conectar al estado original, pero (muchas) otras moléculas habrían encontrado nuevas formas de enlace; resultando en enzimas inactivas o defectuosas, etc. Muchos mecanismos de reparación y escalado están integrados en la estructura celular, pero algunos daños, notablemente el daño del ADN, pueden pasar desapercibidos por estos mecanismos y pueden causar cáncer a largo plazo.
  2. Apuñalar y dejar in situ. Esto, dependiendo de la inercia de los átomos de la cuchilla, podría compararse mejor con un inesperado ‘divisor de habitación’ o una pared de algún tipo. A medida que las células realizan su metabolismo y función, el tráfico intracelular y extracelular sería imposible a través de la barrera, lo que obstaculizaría su función. Si es lo suficientemente grave, esto provocaría apoptosis o muerte celular programada.

Un movimiento de “apuñalamiento” no implica una simple inserción, pero también habrá un grado de torsión y corte. Algunas partes del corte sanarán inmediatamente, pero para la mayoría la separación significará que las presiones internas superarán el área. Lo más probable es que la víctima no sienta nada de inmediato, la humedad del sangrado, la confusión, seguida de un shock. Tal perfección podría curarse rápidamente, pero el sangrado sería el gran problema. Una persona lesionada por una cuchilla de este tipo podría desangrarse rápidamente de un vaso sanguíneo importante si se corta. Pero habría muy poco trauma en el tejido, por lo que, potencialmente, la herida podría calentarse sin cicatriz si la persona sobrevive al trauma inicial.

El problema es que Brad no tendría prácticamente fricción. Y el cuchillo ordinario tendría cierta resistencia al movimiento lateral, pero esta cuchilla actuaría como un cuchillo caliente sobre la mantequilla en una pelea, si la cuchilla se empujara hacia la víctima, se podría esperar que la lucha provoque que el cuchillo salga horizontalmente o incluso verticalmente R; por lo tanto, se podría esperar que un cuchillo de origen empuje a un lado algunos órganos vitales, pero así la cuchilla definitivamente los atravesaría, lo que da como resultado la posibilidad de falla orgánica múltiple.

Realmente no quiero imaginar cómo se sentiría tal cosa, pero imagino que la conmoción golpearía primero, luego tal vez el dolor, seguido de una sensación de escalofrío, hormigueo en las extremidades, aturdimiento, desmayo y muerte.

Si la cuchilla tiene un átomo de grosor (delgado, lo que sea) puede ser tan irrompible como desee, también será tan increíblemente flexible como inútil. Básicamente, no habría una razón física por la que no se pudiera doblar básicamente el doble del ancho de ese átomo e ir a la inversa prácticamente sin una fuerza físicamente medible.

Mientras tanto, el borde que penetra en una persona va a encontrar al menos algo de resistencia, primero desde el borde mismo embistiendo en enlaces moleculares de cadena larga y luego desde la adhesión y la fricción a medida que las paredes celulares fluidas y dérmicas están en contacto con la superficie de la cuchilla .

La cuchilla no puede penetrar la piel, la fuerza que la impulsa hacia adelante solo hace que la cuchilla se pliegue como si fuera una envoltura de plástico. Si lo cortara hacia adelante y hacia atrás, podría infligir un corte de papel notable, pero no mucho más, a menos que lograra envolver la cuchilla alrededor de algo, en cuyo caso lo cortaría casi sin esfuerzo (a menos que lo hiciera de lado en lugar de borde) , en cuyo caso sería como una envoltura de plástico otra vez).

Y si solo apuñalas, ni siquiera hace más que rascar la capa epidérmica. Básicamente, la punta no ejerce ninguna fuerza, con un átomo de espesor es imposible que la resistencia de la cuchilla se exprese como algo más que integridad a la tracción.

Demonios, olvídate de atravesar la piel, sería difícil evitar que se doble solo por la resistencia al aire y las turbulencias mientras empujas hacia adelante. Tal vez podría darle una carga electrostática para mantenerla mayormente desplegada, pero aún así sería bastante flexible.

Una cuchilla gruesa de átomo no haría nada.

Cuando cortas a alguien, simplemente estás encajando algunas cosas entre otras cosas. El corte ocurre cuando la carne y los huesos se salen del camino del cuchillo. En un nivel subatómico, las fuerzas eléctricas en el átomo están desplazando los átomos de la persona a medida que se acercan entre sí. Los átomos son 99% de espacio vacío, por lo que si esto no sucediera, sus órbitas de electrones y nuclios se fusionarían.

Por lo tanto, una cuchilla gruesa del átomo desplazaría cualquier cosa que se encuentre aproximadamente al ancho del átomo. No mucho. A esa escala, las fuerzas electromagnéticas son muy fuertes, por lo que los átomos desplazados casi siempre volverían a la posición exacta en la que se encontraban antes de ser desplazados (después de todo, así es como llegaron allí, las fuerzas eléctricas débiles mantienen todo materia en la forma en que lo encontramos).

* Vale la pena señalar que las mismas fuerzas unen la materia, hacen que una cuchilla de cualquier material con un espesor de átomo sea imposible. Los elementos en la atmósfera ciertamente se unirían con la cuchilla, creando moléculas mucho más gruesas que los átomos, o fuerzas electromagnéticas más débiles alejarían a los átomos de una alineación perfecta.

Bueno, si te refieres a apuñalar como en ‘jab’ o insertar con fuerza. Entonces estás viendo el asesinato más pequeño de la historia.

Una cuchilla como esa que es 1) irrompible 2) un átomo delgado sería científicamente imposible de fabricar. Pero hagamos esto “hipotéticamente” como dijiste. Una cuchilla tan delgada causaría un corte atómico delgado, no notarías lo que sucedió y la vida continuaría. Sin embargo, si la hoja alguna vez se oxida, tendrías el caso más pequeño de tétanos. Y la persona que blandía el cuchillo se vería loca al hacerlo.

¿Cómo podría una cuchilla del grosor de un solo átomo ser capaz de mantener alguna rigidez cuando entrara en contacto con la superficie de su piel? Necesita una red tridimensional de átomos para tener rigidez. En ausencia de eso, su “espada irrompible” simplemente se derrumbaría.

Por lo general, “apuñalar” significa pegar la cuchilla a lo largo. Si fuera lo suficientemente hábil para hacer esto, y luego retirara la cuchilla sin movimiento lateral o torsión, no tendría un efecto notable . Las células son muchos, muchos átomos de ancho.

Si realmente quiere decir “corte” en lugar de “apuñalar”, probablemente importaría si existiera una fuerza de corte en la carne y / o el hueso en cuestión: si existiera, podría romperse de la misma manera que lo haría después de cualquier corte; de lo contrario, una rebanada con un grosor de átomo podría “sanar” más o menos al instante.

(Realmente solo estoy adivinando aquí, pero sé que cuando dos superficies metálicas perfectamente limpias se tocan en un vacío duro, a menudo se convertirán en una pieza sólida por “soldadura al vacío”).

Depende de las dimensiones más allá del grosor, como la longitud y el ancho. Sin embargo, haría muy poco daño si fuera una cuchilla 1 × 1. Probablemente pasaría por el cuerpo sin obstáculos y la persona no notaría la diferencia.

Para que una cuchilla sea “irrompible”, debe ser imposible aplicar una fuerza suficientemente fuerte como para separar la cuchilla de sí misma. Esto significa que si tuviera que aplicar una fuerza de cualquier fuerza en el exterior de la cuchilla dirigida lejos de la cuchilla, no podría romper la cuchilla. La única forma de que esto sea posible es si hay una fuerza infinitamente fuerte que empuja la cuchilla hacia sí misma.

Desafortunadamente, tratar de asignar valores “infinitos” a las cosas en física no funciona muy bien, así que usemos el modelo más cercano que podamos.

Los agujeros negros tienen fuerzas extremadamente fuertes que empujan las cosas hacia sí mismos (aunque menos fuertes que nuestra cuchilla irrompible). Si asumimos que nuestra cuchilla irrompible actúa de manera más o menos equivalente, llegamos a la conclusión de que, independientemente del tamaño o grosor de su cuchilla, todo el planeta estaría condenado.

Te refieres a los miles de átomos que pasan a través de nuestro cuerpo todos los días por la radiación. Lo peor que podría suceder es que el átomo golpee un pedazo de ADN y luego la célula que lo contiene podría morir.

Entonces, básicamente, nada en absoluto.

Un punto afilado es para apuñalar, un borde afilado es para cortar / cortar. Te gustaría un borde afilado en tu cocina y una punta afilada si eres un asesino. ¿Un átomo delgado? Eso no es posible y ¿cuál sería la ventaja?

Cuanto más afilado es el filo de la cuchilla, menos presión se necesita para hacer el mismo corte. Como tal, la cuchilla no se rasgaría sino que se cortaría limpiamente. La cuchilla causaría daños a la menor cantidad de nervios y vasos sanguíneos. En el lugar correcto, incluso podría no sangrar tanto o causar tanto dolor.

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