Sandkorn mit Lichtgeschwindigkeit?
Würde ein Sandkorn, welches sich mit annähernd Lichtgeschwindigkeit auf die Erde zu bewegt, in der Erdatmosphäre verglühen, oder würde es die Erde treffen?
5 Antworten
Ein Sandkorn mit annähernd Lichtgeschwindigkeit (99,9%) hätte eine kinetische Energie von mehreren tausend Atombomben. Es müsste also gar nicht mal die Erde treffen um sie zu zerstören.
Was das verglühen angeht muss man hier schon genauer achten wie Wahrscheinlich, dass das Sandkorn an Luftmolekülen gestreut werden wird. Die De-Broglie Wellenlänge wird in dem Bereich ziemlich hoch, es kann also sein, dass der Wirkungsquerschnitt zu den Luftmolekülen so klein ist, dass das Sandkorn die Atmosphäre passiert ohne, dass es an einem Molekül gestreut wird und damit auch ohne, dass es abgebremst wird.
Die De-Broglie Wellenlänge wird natürlich kleiner je schneller das Teilchen ist.
Wäre das physikalisch möglich, hätte es gar keine Zeit, sich in der Atmosphäre aufzuheizen.
Was ist denn nach - sagen wir nach dem halben Weg, also 100 Kilometern Atmosphäre - von den 300000 km/sec noch übrig?
Das ist komplett egal, da die Energie die es bei einer Kollision abgibt mit der Geschwindigkeit größer wird.
Es würde eher ungehindert durch die Atmosphäre kommen wenn es schwerer ist.
Btw die Leistung an dem Sandkorn wäre bei herkömmlicher Rechnung irgendwo im Petawattbereich angesiedelt. Das Teil schmilzt bei der Leistung in Femtosekunden weg.
Um es mal durchzuspielen:
Das Sandkorn wieg ca. 2 mg, kommt also mit einer kinetischen Energie von 90.000 MJ in die Erdumlaufbahn. Ein kg TNT hat ein Energieäquivalent von 4,184 MJ, damit hat das Sandkorn eine Energie wie ca. 21,9 kg TNT. Und dat haut die Erde nicht um. Es würde sicher in der Erdatmosphäre verglühen.
Tja der eine schreibt, das Sandkorn hat die Kinetische Energie von mehreren tausend Atombomben und der nächste sagt, es sind nur 21,9 Kg TNT. Was stimmt denn nun?
Hier kannst du die Energie selbst berechnen, wenn du Masse und Geschwindigkeit eingibst: https://www.wolframalpha.com/input/?i=relativistic+kinetic+energy+calculator
Du musst halt auch definieren, was "annähernd Lichtgeschwindigkeit" bedeutet. Bei 99,99% der Lichtgeschwindigkeit ist die Energie mehr als 10x so hoch wie bei 99%.
Und hier kannst du die Energie vergleichen: https://de.wikipedia.org/wiki/Gr%C3%B6%C3%9Fenordnung_(Energie)
Die Alternative heißt:
Selber rechnen, du weißt doch, Physik und Mathematik und so...
Definiere "annähernd" und "Korn". Je nach Definition zerlegt es einen Landkreis, Kontinent, das Sonnensystem oder unseren Galaxien-Superhaufen.
Ich denke, auch das Sandkorn würde verglühen.
Aber bis es verglühen könnte, hätte es die Erde doch schon längst erreicht, oder?
Es wird in der Atmosphäre abgebremst. ich kann zwar nicht sagen, in welchem Maße, aber gebremst wird es sicherlich. Und die dadurch entstehende Wärme wird das Sandkorn nicht unbeeindruckt lassen. Ich kann das nicht berechnen, nicht belegen - ist nur eine Vermutung von mir.
Es geht nicht um abbremsen, sondern um verglühen. Aus Sand wird halt Plasma.
Es wird die Erdatmosphäre sicher nicht mit Lichtgeschwindigkeit passieren können, sondern abgebremst werden.