¿Qué pasaría si Superman se sumergiera en la parte más profunda del océano a la velocidad de la luz?

Como se señaló en los comentarios de Gillis Danielsen y Steven J Greenfield, el problema está mal planteado, ya que la energía cinética de Superman se aproxima al infinito a medida que su velocidad se aproxima a la velocidad de la luz. La energía cinética relativista es:
[matemáticas] E = mc ^ 2 / sqrt (1- (u / c) ^ 2)) – mc ^ 2 [/ matemáticas]

Por lo tanto, necesitaría bajar su masa a cero para alcanzar esa velocidad, es decir, convertirse en fotones. Según los fanáticos (http://www.qwantz.com/fanart/sup…), no es totalmente inconsistente con el canon del superhéroe que tenga la capacidad de alterar la masa y / o la inercia de su cuerpo y su entorno.

Para hacer cualquier tipo de cálculo, podemos suponer que:

  1. Superman altera su masa y no gana energía cinética por encima del equivalente de energía de su masa en reposo.
  2. Superman no alcanza c sino una fracción significativa de ella.

La suposición n. ° 1 conduce a mi cálculo original:

Causaría un terremoto de 9.2 Richter y evaporaría 1.4 kilómetros cúbicos de agua de mar.

Hagamos un cálculo simplista y supongamos que Superman no es destruido por el impacto, pero aun así logra detenerlo. Entonces podemos calcular la energía impactada en la Tierra debido a la energía cinética de Superman
[matemáticas] E = mc ^ 2 [/ matemáticas]

  • Para una masa de 80 kg, la energía correspondiente es 7.2 * 10 ^ 18 J (EJ – ExaJoules).
  • Supongo que la mitad se convierte en energía térmica a partir de la fricción / compresión del agua, y el resto en energía elástica (una onda de choque).
  • Para las magnitudes de terremotos, la escala de magnitud de Richter se puede convertir en energía con la fórmula:
  • El terremoto del Océano Índico de 2004 tuvo una magnitud de 9.2R y una energía estimada de 4EJ.
  • El agua necesita 2589.5 kJ / kg para hervir a partir de 20 ° C en 1 atm.

Debajo están los calcs:
Energía liberada
Cantidad de agua que herviría a partir de 20oC
2/3 * log10 (3.6E18 / 6.3E4) – Google


Supuesto # 2, si seleccionamos u = 0.99c nos da una energía cinética que es aproximadamente 50 veces mayor que en el primer caso. 49.25 para ser exactos (1 / (1-0.99 ^ 2) -1 – Google). Para el terremoto, la magnitud es 2/3 * log10 (49.25 * 3.6E18 / 6.3E4) – Google

Por lo tanto, causaría un terremoto de 10.3 Richter y herviría 68.4 kilómetros cúbicos de agua de mar.

Como se necesitaría una cantidad infinita de energía para acelerar cualquier masa a la velocidad de la luz, la energía cinética total sería infinita.

E = mC ^ 2 es la energía de masa en reposo. Pero debes agregar esto a la energía cinética relativista:

Ek = mc ^ 2 / (√ (1- (v / c) ^ 2)) – mc ^ 2

Tenga en cuenta que cuando v (velocidad) se aproxima a c (velocidad de la luz), la energía cinética se acerca al infinito.

Entonces, habría una explosión infinitamente caliente que se expandiría en una esfera a la velocidad de la luz, destruyendo todo el universo, o al menos hasta que la expansión debido a la energía oscura haga que partes del universo se expandan a una velocidad mayor que la velocidad de la luz desde la porción que contiene La onda de choque.

Sería una cantidad infinita de energía, por lo que nunca se diluiría.

Por otro lado, podría colapsar en un agujero negro, pero uno con densidad infinita. En cuyo caso, el horizonte de eventos se expandiría a la velocidad de la luz, logrando exactamente lo mismo.

Fuente de la ecuación de energía cinética relativista:
Energía cinética relativista – Libro de texto abierto ilimitado