Si hubiera un asteroide hecho de algo realmente sólido (hierro, titanio?) Y tuviese suficiente velocidad (¿honda disparada alrededor del sol?), ¿Es concebible que pueda golpear un planeta muerto y seguir así? ¿yendo?
Respuesta
¿Demasiados anuncios?
Darth Android
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Cualquier cosa que cae desde el espacio se va a ganar una cierta cantidad de energía potencial de la caída. En este caso, es
$G \frac{M_E}{r_E} = G \frac{M_E}{r_E^2} * r_E = g * r_E = 9.8 \frac{m}{s^2} * 6.4*10^6 m = 6.3*10^7 J/kg$
de energía. Así que cada kg de (digamos) de hierro ganancias de 63 millones de julios de energía.
A temperatura ambiente, el Hierro tiene un calor específico de alrededor de 500 $\frac{J}{kg K}$. Pasé un poco de tiempo buscando su calor específico de la curva, pero para un regreso-de-la-envoltura de cálculo, vamos a suponer que esta es la media de los 3 kb de espacio para el punto de fusión del hierro, 1800K. Así que para llegar al punto de fusión del hierro, tendríamos $1800 K * 500 \frac{J}{kg*K} = 900,000 J / kg$, o un poco menos de 2% del total de nuestras KE. Si hay más de un 2% de nuestra energía se convierte en calor, estamos tratando con líquido, en vez de sólido hierro, y también muy por encima de eso, estamos empezando a ver a gaseoso de hierro.
Ahora, el núcleo de la tierra es de hierro, por lo que para tomar un fragmento de ella, le había necesidad de enviar un proyectil a través de, y ellos tienen que ir juntos. En otras palabras, sería una colisión inelástica. Suponga que el proyectil tiene una masa de $m_1$ y la velocidad de $v_1$, mientras que el pedazo de tierra que nos está llevando a distancia tiene una masa de $m_2$ y la velocidad de $v_2 = 0$. En una colisión inelástica, $m_1 * v_1 + m_2 * v_2 = (m_1 + m_2) * v_f$, por lo que en este caso, $v_f = \frac {m_1 * v_1} {m_1 + m_2}$, inicial KE es
$KE_0 = \frac {1}{2} m_1 v_1^2$
y el final KE es
$KE_f = \frac{1}{2} (m_1 + m_2) v_f^2 = \frac{1}{2} (m_1 + m_2) * (\frac{m_1 * v_1} { m_1 + m_2})^2 = \frac{1}{2} \frac{m_1^2 v_1^2}{m_1 + m_2}$
Tenga en cuenta que el porcentaje de KE se pierde es:
$\frac{KE_0 - KE_f}{KE_0} = \frac{\frac{1}{2}m_1 v_1^2 - \frac{1}{2}\frac{m_1^2 v_1^2}{m_1 + m_2}}{\frac{1}{2}m_1 v_1^2} = 1 - \frac{m_1}{m_1 + m_2}$
que vamos a aproximar como
$\frac {m_2}{m_1}$
Así, en el fin de mantener a menos de aproximadamente el 2% de nuestro KE se convierta en calor, el objetivo fijo (la parte de la tierra estamos sacando) debe ser de menos de 2% de la masa del proyectil golpearlo. En otras palabras, estamos ante un gigante de hierro el espacio de la barra con una longitud de al menos 50 veces el diámetro de la tierra (probablemente más como 100 veces sólo para estar seguro). Y ya que no han perfecto de la conductividad de calor, sí, un montón de va a licuar y/o vaporizar de todos modos.
También, me engañó. Supuse que nos acaba de caer desde una larga distancia, pero si acabamos de hacer eso, no tendríamos energía suficiente para llevar a cabo el gigante de hierro el espacio de la varilla más el pedazo de tierra que lleva con ella. Tendríamos que añadir la energía suficiente para también tomar el pedazo de tierra y llevarlo a cabo.
No quiero encontrar la proporción exacta de la eliminación de algunos en particular de la geometría, por ejemplo, de 1/6 de la masa terrestre; en lugar de eso me voy a fingir que me levante esta masa desde la superficie de la tierra) requeriría algo del orden de 63 millones de J/kg (como en la primera ecuación anterior).
Si nuestro espacio gigante de la varilla fueron de 100 veces la masa quiere "scoop", se debe tener 1/100 de que KE en cada kilogramo, por lo que inicialmente se mueve a una velocidad de al menos
$\sqrt{6.3 * 10^5 \frac{m^2}{s^2}} = 800 m/s$
Así que nuestro espacio gigante de la varilla debe ser de 100 veces el diámetro de la tierra, que se mueven de un kilómetro por segundo antes de que llegue, incluso cerca de la tierra, y debe golpear a lo largo del palo para que la tierra no se "dobla" la vara con su rotación como la varilla pasa a través de, y usted tendrá que apuntar en donde la tierra será cuando finalmente lo golpeó. A través de la pole. Y tendrás que darle un poco de "costado" de la velocidad, de modo que se mueve junto con la tierra en su órbita alrededor del sol.
El cataclismo podrían liberar una cantidad extraordinaria de energía, y el "donut" de la tierra rápidamente colapso de nuevo en una bola más pequeña, liberando la energía suficiente para matar a toda la vida en el proceso.
Suponiendo que nuestro donut "agujero" es de alrededor de 1/3 del diámetro de la tierra (por lo que el "agujero" es tan amplio como el resto), estamos buscando a un volumen de aproximadamente (aproximado con un cilindro)
$\pi (\frac{r_E}{3})^2 * 2r_E $ o acerca de $\frac{2 r_E^3}{3}$
en comparación con un volumen de tierra de alrededor de
$\pi \frac{4}{3} r_E^3$, o alrededor de $4 r_E^3$
Por lo tanto, estamos hablando de la eliminación de 1/6 de la masa terrestre, o alrededor de $3 * 10^{29} kg$. Que la varilla más pequeña si desea quitar menos de la masa terrestre, y más si desea eliminar más.
También, yo solo estoy esperando que el espacio gigante de la varilla de no doblar durante la colisión o empezar a colapsar en una esfera a sí mismo bajo su propia gravedad, incluso antes de que se golpeó, lo cual es totalmente haría.
