¿Qué sucedería si un pedazo de una estrella de neutrones del tamaño de un grano de arena golpeara la tierra a una velocidad de 100 mph o 161 Kph?

Ahhh, me encantan esas preguntas, con tantas respuestas apocalípticas pero totalmente incorrectas.

Respuesta corta: masa de 30 000 toneladas con energía cinética equivalente a 7 100 kg TNT y penetrará en la Tierra al menos hasta el límite entre el núcleo interno y externo …
¡Nadie se dará cuenta!

¿Cómo es eso? Bueno, la explicación completa a continuación.

Entonces, un grano medio de arena tiene 0,002 ″ o 0,5 mm de diámetro. Eso da como resultado 0.065 milímetros cúbicos

La densidad de estrellas de neutrones está en algún lugar [matemática] 3.7 × 10 ^ {17} [/ matemática] a [matemática] 5.9 × 10 ^ {17} [/ matemática] [matemática] kg / m ^ 3 [/ matemática] así que tomamos un promedio de [matemáticas] 4.5 * 10 ^ {17} kg / m ^ 3 [/ matemáticas] y eso equivale a 450 000 000 kg por milímetro cúbico.

Entonces, la masa de nuestro grano será de 29 250 000 kg o redondeada a unos 30 000 toneladas métricas o 66 138 679 libras.
A 100 mph, la energía cinética correspondiente será de alrededor de 30 000 000 000 de julios o equivalente a 0,0071 Kt TNT

Eso corresponde a aproximadamente el doble de la energía cinética de un Boeing 747 que viaja a velocidad de crucero, o, apenas 1/2000 de la bomba de Hiroshima (15kt)
Así que no hay terremotos ni grandes devastaciones.

Pero lo más importante, lo que todo el mundo parece ignorar es que una masa tan grande, 30 000 toneladas, hecha del material más denso posible y condensada en una superficie tan pequeña ([matemática] 0.2 mm ^ 2 [/ matemática]) no se detendrá instantáneamente en superficie y disipa su energía cinética en una gran explosión, pero penetrará en la Tierra mucho más fácilmente que una bala en queso. Esta cosa también tiene una enorme energía potencial.
Incluso sin esa velocidad inicial, ¡imagínense el peso de 15 completamente cargados listos para lanzar Space Shuttles, sentados todos en una aguja! O 5 torres Eiffel en una aguja.
Los 30 000 tonos caerán limpios a través de la Tierra, hasta al menos el núcleo interno sólido.
Si cae sobre el agua, la nieve, la tierra, el prado, la arena, etc., el efecto será totalmente similar al de un grano normal de arena que cae allí. No notarás nada. Un ligero efecto más importante será cuando llegue a la roca madre, pero para entonces será demasiado profundo para notarlo. Además, notará una pequeña explosión si cae sobre granito u otra superficie de roca dura mientras está cerca.

Entonces, no hay catástrofe y lo más probable es que, a menos que esté muy, muy cerca del impacto, ni siquiera lo notará.

(descargo de responsabilidad: obviamente, por diversión de OP, hemos torturado la buena física e ignorado desde el principio cómo esos neutrones han logrado llegar a ser tan libres y estables hasta la Tierra 🙂

Gracias por leer, y lo siento por mi pobre inglés, pero lucho lo mejor que puedo para explicarlo con la mayor claridad y mantenerlo lo más simple posible. Porque es bueno aprender algo nuevo todos los días.

Editar: Lo siento, no sabía cómo escribir poderes y todo. Perdón por mis errores. Espero que no te confundas.

Entonces aquí viene mi respuesta.

Tomemos la masa de una estrella de neutrones como 2 masas solares. También considere que 1 masa solar = [matemática] 2 × 10 ^ [/ matemática] [matemática] 30 [/ matemática].

Entonces, ¿cuál será la masa de un grano de una estrella de neutrones?

Usando el método unitario para encontrar la masa de una estrella de neutrones del tamaño de un grano.

Aquí el radio de la estrella de neutrones = 10,000 mo 10 km.

[matemáticas] {\ frac {4 × 22 × (10 ^ 5) ^ 3} {3 × 7}} metro ^ 3 -> 2 × 2 × 10 ^ 30 kg [/ matemáticas].

[matemáticas] 1 m ^ 3 -> {\ frac {7 × 3 × 4 × 10 ^ 30} {4 × 22 × 10 ^ 15}} [/ matemáticas]

Así que tomemos un radio de un tamaño de grano = [matemática] 10 ^ (- 3) m [/ matemática]

Entonces

[matemáticas] {\ frac {4 × 22 × (10 ^ (- 3)) ^ 3} {3 × 7}} -> {\ frac {7 × 3 × 4 × 10 ^ 30} {4 × 22 × 10 ^ 15}} × {\ frac {4 × 22 × (10 ^ (- 3)) ^ 3} {3 × 7}} [/ matemáticas].

Entonces la masa de una parte del tamaño de un grano de la estrella de neutrones sería,

[matemática] entonces masa = 16 × 10 ^ 6 kg o 1.6 × 10 ^ 7 kg [/ matemática]

Ahora consideremos que esta partícula colisiona con la superficie de la Tierra a una velocidad de 162 km / h (lo tomé así porque me ayudó durante los cálculos).

Entonces, como sabemos, el momento total antes de la colisión es igual al momento total después de la colisión.

Deje que m1 y v1 son la masa y la velocidad de la partícula. Y m2 y v2 son la masa y la velocidad de la Tierra después de la colisión.

La fórmula se convertirá, según la ley de conservación del momento,

m1 × v1 = m2 × v2

(Esto se debe a que la velocidad de la Tierra sería cero antes de la colisión y la velocidad de la partícula sería cero después de la colisión).

Considere la masa de la Tierra como 6 × 10 ^ 24 kg.

De esto,

[matemáticas] 1.6 × 10 ^ 7 × 162 × 5/18 = 6 × 10 ^ 24 × v2 [/ matemáticas]

Resolverlo te llevaría a

v2 = 1.2 × 10 ^ (- 6) m

Entonces, de acuerdo con esta velocidad, la Tierra experimentará un terremoto menor (puede ser de magnitud alrededor de 7 u 8).

Eso puede conducir a la distorsión de la Tierra desde un lado también.

He hecho estas suposiciones solo para llegar a mi respuesta, aunque solo iba a escribir la última oración.

Por lo tanto, no se preocupe por la pieza del tamaño de un grano de Neutron Star.

Espero que esto haya ayudado.

Gracias.

Tendría que ser algo más que un pedazo de una estrella de neutrones. Las composiciones de las estrellas de neutrones son complejas y no simplemente neutrones. El punto principal es que esta cantidad de una estrella de neutrones, sin importar la composición particular, no sería estable. Sería un plasma extendido antes de golpear la Tierra y no causar daños significativos.

Si de alguna manera una civilización avanzada lograra intacta esta cantidad de neutrones estrechamente unidos a la atmósfera de la Tierra, probablemente explotaría en la atmósfera superior y produciría un sorprendente espectáculo de luces.

La masa calculada simplemente escalando un neutrón a un tamaño de 10 ^ 12 veces el diámetro de un neutrón real (tamaño de neutrones del orden de 10 ^ -15 m en comparación con el grano de arena del orden de 10 ^ -3 m), sería algo menos de 10 ^ 36 veces el de un neutrón. Esa masa es más de 10 ^ -27 Kg. Poner estos números juntos da 10 ^ 9 Kg.

Muchos trozos de roca de casi esta masa golpean la Tierra a una velocidad mucho mayor que 100 mph cada año. Aparte de explotar en la atmósfera, no haría mucho.

1 centímetro cúbico de material de estrella de neutrones pesa alrededor de un millón de toneladas.

Un trozo de aproximadamente un milímetro de ancho sería de 1000 toneladas, y algo así como un grano de arena podría ser solo de 100 toneladas.

100 mph no es TAN rápido. La energía sería como una colisión entre dos trenes de ferrocarril.

El material de la estrella de neutrones está caliente, pero se enfriaría rápidamente.

En realidad, tan poco material no tendría la gravitación necesaria para mantener su estrella de neutrones y volvería rápidamente a un estado de materia caliente pero bastante normal.

Causaría mucho daño localizado, pero no sería suficiente para causar problemas generalizados.

bueno, antes de que incluso se acercara a la Tierra, digamos, aproximadamente 350,000 millas más o menos, simplemente empujaría la tierra, o incluso la rompería en pedazos porque la densidad de la estrella de neutrones crea enormes campos magnéticos y de gravedad.