Si una nave espacial se acercara a la velocidad de la luz, ¿sería capaz de atravesar un planeta sin sufrir daños?

De ninguna manera. Como no hay una velocidad absoluta y, en consecuencia, todas las velocidades son relativas, piense de esta manera: si un planeta se dirigiera hacia una nave espacial a casi la velocidad de la luz, ¿podría hacerlo sin dañar la nave espacial? Puedes entender que golpear una nave espacial con un planeta entero de esta manera no será bueno para la nave.

También algunos asteroides han golpeado la Tierra a velocidades de más de 40,000 m / s. Eso no está realmente cerca de la velocidad de la luz, pero es más rápido que cualquier objeto grande que me gustaría tener cerca. Los resultados han sido la destrucción casi total de los asteroides con su material disperso completamente alrededor de la Tierra. La evidencia de lo que se dice que terminó con el reinado de los dinosaurios se encuentra en una capa delgada dentro de las rocas de toda la Tierra.

Como una bala, podría atravesar el planeta, pero no lo hará de ninguna manera ni se formará intacta … Literalmente, lo que sucede es que se producen eventos radiactivos en cascada cuando un objeto que se mueve cerca de la velocidad de la luz impacta material sólido. Hubo otra pregunta de quora donde calculé qué pasaría con un grano de arena de 1 g al 99% de la velocidad de la luz. La arena sería esencialmente una colección de partículas, y por lo que sé sobre el detector de física de alta energía, tomaría alrededor de 4 millas detener la mayoría de la “arena”. Entonces, en la superficie de la Tierra, no lo harías tanto.

Una nave espacial real sería demasiado grande para no “notar” el impacto cerca de la superficie. Si la nave iba lo suficientemente rápido, la distancia de frenado sería mayor que el diámetro del planeta. Eso no significa que verías un barco salir del otro lado. Significa que verías una gran explosión de material radiactivo salir del otro lado. Como una bala, la herida de salida a la Tierra sería mucho más grande que la herida de entrada. Y como una bala, golpear a una persona, la Tierra estaría muerta … Aunque imagino que si estamos hablando extremadamente rápido, uno podría tener un agujero limpio directamente, ya que la materia con la que interactúa la nave espacial terminaría en un marco de referencia mejorado eso no se extendería significativamente antes de abandonar la Tierra. Pero ni siquiera quiero pensar cuán rápido debería ser eso, para ser una posibilidad …

Ahora, para recompensarte por escuchar mi tontería, aquí hay un clip relacionado de mi programa de televisión favorito. Claramente, este bloqueo no es a velocidades relativistas, pero todavía me viene a la mente cada vez que pienso en esta pregunta:

No es improbable Las neutrinas lo hacen, pero este también puede ser el caso de la materia ordinaria a velocidades relativistas.

Tenga en cuenta primero que un fotón no está en un cierto punto en el tiempo t sino en un espacio de posiciones posibles, que probablemente sea igual a la longitud de onda. La velocidad de este espacio u onda es igual a c, no el fotón como un punto aislado.

En la teoría cuántica, los cuerpos bajo aceleración adquieren energía cinética, pero parte de esta energía parece perderse de una manera inexplicable. Los físicos afirman que no hay pérdida de energía a largo plazo * , pero esta interpretación probablemente sea incorrecta. De hecho, la energía cinética atribuida al cuerpo no está definida y se puede estimar en un rango de posibles posiciones de energía en función de la velocidad del cuerpo; nunca hay pérdida de energía.

Sin embargo, incluso si la fuerza ejercida sobre el cuerpo es constante, su energía cinética aumenta, lo que aumenta el espacio de posibles posiciones de energía, es decir, este espacio se está volviendo gradualmente más grande. Esto se debe a que la energía cinética tiene un carácter acumulativo y significa que la posición del cuerpo en el momento t se vuelve más indefinible a medida que su velocidad se aproxima a la velocidad de la luz. Para ser más claros, cuando la fracción de energía cinética indefinida aumenta considerablemente, esto hace que la posición del cuerpo se vuelva indeterminada en un intervalo cada vez mayor que depende exclusivamente de la velocidad del cuerpo.

Por lo tanto, si una nave espacial se mueve a una velocidad relativista y está en una órbita de colisión con un asteroide, es probable que los dos cuerpos se crucen intactos porque ninguno de ellos sabe exactamente la posición del otro, lo cual es un requisito previo en un conflicto.

Esta interpretación deriva de la teoría cuántica existente; No es un enfoque fantástico y arbitrario.

(*) Anexo.

Si una moneda se golpea n veces, no trae letras exactamente n / 2 veces. La desviación estará en el orden de la raíz cuadrada de n. Cuanto mayor es la n, mayor es la desviación. Por lo tanto, según los expertos, a la larga se debería crear una diferencia similar en la supuesta pérdida de energía, que no es el caso. En cambio, en cada unidad de energía hay una fracción pequeña pero constante de energía inherentemente indeterminada, que no se pierde. Por lo tanto, cuando la energía cinética aumenta considerablemente, esta fracción aumenta proporcionalmente con efectos obvios sobre la precisión con la que se puede detectar la posición de la nave espacial en un momento dado, ya que cuando no conocemos el valor de la fracción indefinida de energía cinética es No es posible, sabemos la posición precisa de la nave espacial. Naturalmente, desde el punto de vista del piloto, la posición del observador en la Tierra sería igualmente confusa ya que la medida de la indeterminación está determinada solo por la velocidad relativa. Si eso es cierto, surge la pregunta de si el precio de Planck es constante, y podría ser la clave para resolver las paradojas que crea la relatividad especial.

Mi primer pensamiento fue sí. La materia cercana a la velocidad de la luz actúa más como una onda que una partícula y tiene una energía tan alta que no encontrará un estado ocupado en esa energía en el planeta y el cohete pasará como la luz visible a través del vidrio. Las cosas solo parecen sólidas porque las energías iguales están excluidas del estado común. Relativamente todos los niveles de energía en el planeta estarán por debajo de los niveles de energía en el cohete si va lo suficientemente rápido.

Pero parece que me equivoqué principalmente como se señala en los comentarios.

Mi error fue doble. Primero estaba pensando que la velocidad más alta significaba una longitud de onda más larga, que es hacia atrás, tonto, la longitud de onda es inversa a la energía. En segundo lugar, hay un marco de referencia que puede considerarse donde las energías de los átomos en la nave y el planeta serán iguales. Eso es suficiente para que sean excluidos del estado común. Solo a la velocidad de la luz no habría tal marco.

Sin embargo, la noción de un cruce cuántico a través del planeta no es descabellada por el túnel cuántico. La alta velocidad aplana la tierra de manera relativamente tal que la barrera es muy delgada, lo que aumenta la probabilidad de túnel. Podría ser que los objetos de muy alta velocidad pasen a través de la tierra todo el tiempo, pero no vemos objetos que se acerquen a esa velocidad. Llegar a la velocidad requerida para un probable salto cuántico es la zona de peligro que eliminaría la mayoría de tales objetos.

Cualquier nave espacial que viaje incluso a un porcentaje de un dígito de la velocidad de la luz se vaporizaría por una colisión con un planeta. Sería un día muy malo para la tripulación.

Toda la energía cinética de la nave espacial se liberaría en una bola de fuego incandescente. Dependiendo del tamaño de la nave espacial, podría ser un día muy malo para cualquiera que viva en ese planeta también.

Es posible, pero el problema es que su “nave espacial” tendría que ser un electrón, con menos energía que la barrera potencial frente a ella. El electrón puede terminar en el medio de la barrera o al otro lado.

Este efecto se llama túnel cuántico.

Para obtener más información, busque túneles cuánticos en google

Los dos objetos impactarían y provocaría una reacción igual y opuesta.

Incluso si solo un objeto viaja a velocidades relativistas, la suma total de ambas fuerzas se aplicaría a todo el sistema de colisión.

Como si un Honda Civic golpeara una pared de ladrillos a 100 millas por hora.

Ambos objetos se desintegrarían con un impacto a la velocidad de la luz.