Все люди, которые сказали: «Мы все умрем!» верны с хорошими ответами, но для большинства людей их убьют не землетрясения — они уже мертвы.

Утечка из луча излучения будет достаточно большой, чтобы поджарить почти все. Когда он пронзает атмосферу — еще до того, как упадет на землю — он рассеет огромное количество энергии, так как для того, чтобы луч прорезал 8000 миль скалы, ему нужно огромное количество энергии в ² или даже больше ³ раз. . (Этой энергии достаточно, чтобы испарить и рассеять диск скалы диаметром 8000 миль и толщиной 40 метров за полсекунды. Обратите внимание, что, поскольку он прорезает испарившуюся породу, ему нужно отталкивать пар в сторону, чтобы он мог удержаться. резка.)

В этом xkcd What If по похожему сценарию есть много намеков на то, что произойдет. Небольшой процент излучения будет рассеиваться в воздухе, нагревая воздух до раскаленного центра Солнца, который будет излучаться во всех направлениях. Этот нагрев подтолкнет воздух вверх и наружу, и все, что будет взаимодействовать дальше, создаст ударную волну, но, что более важно, выбросит в атмосферу достаточно энергии, чтобы поджарить предметы на большом расстоянии (по кривой Земли) за счет отражения от воздуха. . (Кроме того, «земной свет», отраженный от Луны, поджарит всю эту сторону планеты.)

Огромный импульс испарившейся породы создает ударную волну, которая распространяется сквозь скалу. Он сверхзвуковой на значительном расстоянии, но я не могу вычислить, является ли он сверхзвуковым на всем пути до поверхности в точке, перпендикулярной диску, где скала между ними самая толстая.

Между тем, разрыв между половинками Земли закроется за пару секунд, но толчок от его закрытия будет распространяться только со скоростью звука в горных породах, поэтому на это уйдет до часа (скорость P-волны составляет 1-8 км/с), чтобы толчок распространился повсюду на Земле. Большинство людей/растений/вещей поджариваются первыми.

Так высокоэнергетическая вспышка убивает почти всех, затем сверхзвуковая взрывная волна от выемки из всей испарившейся породы сбрасывает всех в воздух с большой скоростью и с большим ускорением и это убивает всех, кто пережил радиацию. Когда обломки падают обратно, чтобы заполнить 40-метровую брешь, никто не может быть убит ими.

Добавлено: в одном из других ответов отмечается, что эффект будет похож на огромную детонацию в срезе, и пара из них делает хорошие предварительные расчеты размера. Но эти расчеты являются нижними границами фактической величины, поскольку они предполагают, что большая часть энергии луча будет выделяться там, где она должна быть, а это, конечно, неверно — как отмечалось выше, кипящая плазма рассеет пучок и означает, что фактическая энергия луча намного превышает то, что необходимо для испарения среза в идеальных условиях.

Итак, происходит гораздо больший взрыв с невероятно сложной физикой плазмы.

Мы можем сказать несколько вещей. Во-первых, у поверхности энергии будет более чем достаточно, чтобы образовать кратеры — разнести вещество по обе стороны среза вверх и наружу. Поскольку срез представляет собой линию, а не точечный удар, одним из результатов может стать борозда — почти такой же эффект, как если бы вы одновременно взорвали цепочку из миллионов глубоко закопанных ядерных бомб. Но это был бы не просто одиночный БАХ!, так как из более глубоких слоев шел бы непрерывный поток испарившейся породы. Так что, может быть, это больше похоже на цепочку извержений горы Сент-Хеленс с длинной линейной кальдерой?

Наконец, эффект на дальней стороне Земли будет намного хуже, поскольку там луч ударит снизу вверх, и из многих кубических миль горной породы вырвется перегретый горный газ сверхвысокого давления, выбрасывая на соседней скале — возможно, некоторые из них убегают от скорости — и продолжают борозду, вероятно, даже глубже, чем со стороны входа.

На 90 градусов от среза вы бы начали с излучения, затем взрывная волна прошла сквозь воздух и скалу. Как я заметил, я ожидаю, что эффект исходящей волны из глубины будет гораздо более разрушительным, чем эффект, когда материал из двух половинок падает вместе.

В идеальных условиях энергии, необходимой для испарения 40-метрового куска, недостаточно, чтобы разрушить Землю, поскольку ее недостаточно, чтобы растопить Землю, а для полного разрушения требуется нечто большее. Не поднимет ли неэффективность, вызванная кипящей плазмой, потребность в энергии настолько, чтобы было достаточно энергии, чтобы плавить вещи? Я не знаю, и я не думаю, что мы можем легко смоделировать это.

Но несомненно, что много камней будет выброшено в небо, и хотя некоторые из них отправятся на орбиту или сбегут, большинство из них упадут обратно в течение следующих нескольких дней в виде ужасного метеоритного дождя.

Было бы интересно посмотреть. С Марса. С хорошей радиационной защитой.

Ой. О боже… это нехорошо, но не по той причине, по которой вы могли сразу подумать.

Причина в том, что пучок частиц, разрезая его, должен будет превратить материал, с которым он сталкивается, в плазму, чтобы заставить его уйти с пути. Это не сразу проблема. Проблема в том, что плазма с точки зрения пучка частиц довольно непрозрачна. Единственный способ, которым плазменный луч может добраться до материала под этой плазмой, — это буквально взорвать его с пути.

Вы можете заметить здесь проблему: довольно много этой плазмы находится внутри планеты. Не только это, но и цифры, которые вы дали (в частности, 0,6 секунды), означают, что луч должен доставлять поистине ошеломляющее количество энергии, чтобы «разрезать мир пополам», поскольку материал на дальней стороне Земля не может быть «разрезана», пока материал между ней и лучом не будет предварительно убран в сторону.

Теперь я не могу вычислить количество необходимой энергии, потому что такого рода физика достаточно сложна без безумных ограничений, таких как «две половины планеты не должны соприкасаться», как отметил Рэндалл Манро в XKCD «что, если где ». гипотетически гораздо менее мощный луч превратил поверхность Луны в сверхэффективный ракетный двигатель , но я могу с некоторой уверенностью сказать, что если ваш луч достаточно мощен, чтобы прорваться через самую толстую часть Земли, то он достаточно мощен, чтобы взорвать ближайшей к нему стороне Земли в облако очень-очень горячего газа. На самом деле меня не удивит, если вам потребуется превысить гравитационную энергию Земли, чтобы сделать это, но даже если вы этого не сделаете, то очень большая часть планеты только что была очень, оченьнасильно сбило с пути.

Если вы просто имеете в виду «этот луч немедленно удаляет все материю, к которой он прикасается», то другие ответы вас охватили.

Если, однако, вы действительно имеете в виду пучок частиц достаточной мощности, чтобы сделать это, то... гм... у вас больше нет планеты.

Прости за это.

тл; ДР --> Никто не выживет

Я не буду говорить о лазере, потому что это неважно, мы были бы уже мертвы, так что это не имеет значения.

Земля имеет$5.97237\times10^{24}\text{ kg}$массы, поэтому, если мы разделим его пополам, он будет иметь ту же массу, но будет разделен на два разных тела.$2\times(2.986185\times10^{24}\text{ kg} )$.
_{Я не буду рассчитывать потерю массы для лазера, потому что 1) я не знаю, как это сделать. 2) То же самое, потому что эта материя не распалась бы, поэтому ее масса все равно прибавилась бы к массе тела.}

Вы говорите, что разделение$40\text{m}$и наша гравитация$9.81\text{m/s}^2$. Если мы разделим землю пополам, гравитация также разделится пополам для каждого тела, как это происходит с массой.

Итак, каждое тело падает на другое тело со скоростью$4.905\text{m/s}^2$. Кроме того, расстояние равно половине, потому что оба тела падают друг на друга.

Уравнения падающего тела :

Мы можем рассчитать время столкновения:

$$\text{t} = \sqrt{\frac{2\times{d}}{\text{g}}}$$ $$\text{t} = \sqrt{\frac{2\times{20m}}{4.905\text{m/s}^2}}$$ $$\text{t} = 2.855\text{s}$$

Каждому телу потребуется 2,855 секунды, чтобы столкнуться с другой половиной.

Мы можем вычислить конечную скорость перед столкновением:

$$\text{v}_\text{i} = \sqrt{2\times\text{g}\times\text{d}}$$ $$\text{v}_\text{i} = \sqrt{2\times4.905\text{m/s}^2\times20\text{m}}$$ $$\text{v}_\text{i} = 14\text{m/s}$$

Каждое тело будет падать с конечной скоростью 14 м/с на другое тело.

И по этой скорости мы можем рассчитать влияние столкновения:

$$\text{E} = \frac{\text{M} \times \text{V}^2}{2}$$ $$\text{E} = \frac{2.986185 \times 10^{24} \text{kg} \times 4.905^2 \text{m/s}^2}{2}$$ $$\text{E} = 7.1844\times10^{25}\text{N} = 35.92\text{YJ}$$

В момент столкновения каждое тело производит около 36 йоттаджоулей энергии!

Но помните, что удар двойной , потому что каждое тело падает на другое: 72 YJ удара. тротиловый эквивалент

Другими словами, энергия столкновения будет$17.17\text{ Yg of TNT}$или же:

$$17,171,295,308,227\text{ Gigatons} = 17,171,295,308,227,772\text{ Megatons}$$ $$89,433,829\times\text{The asteroid who kill dinosaurs}$$

$$799\text{ Tons of mater-antimatter anihilation}$$

Никто не выживет. Кроме того, это столкновение расколет Землю на большее количество частей (ограниченных гравитацией).

Примечание. Из-за некоторых комментариев, которые я получил, я предупреждаю вас, что это всего лишь голое и простое представление о том, что произойдет. Если вы ищете более глубокий анализ, вы должны знать: вычислите силу тяжести с помощью комплексного интеграла из-за изменения силы тяжести на расстоянии от ядра. Рассчитайте декомпрессию ядра и взрыв, который он произведет. Знайте, что ударные волны будут распространяться со скоростью звука. Рассчитайте неупругое столкновение огромного ядра Земли и его влияние на несколько столкновений, которые оно вызовет (потому что оно будет отскакивать). Определите температуру плазмы от лазера, ее расширение и взрыв и определите, замедлит ли это столкновение с Землей.

Из других ответов ясно, что это не будет хорошо. Но как не хорошо? Один аспект, который не был рассчитан, — это какая энергия требуется, чтобы испарить 40-метровый кусок Земли за 0,6 секунды (почему 40 м и почему 0,6 секунды?)

масса

Сколько материала в этом фрагменте? Мы можем получить приблизительный ответ, рассчитав отношение ее объема к объему Земли. Объем Земли составляет около$10^{12} km^3$. Объем куска...

$$slice volume = area * height$$ $$slice volume = \pi r^2 * height$$

Подставляя средний радиус Земли в 6371 км, мы получаем примерно$5x10^6 km^3$. Это дает нам соотношение примерно$5x10^{-7}$. Масса Земли составляет около$6x10^{24} kg$так что наш кусок имеет массу около$3x10^{18} kg$.

Это примерно размер маленькой луны, скажем, Гипериона .

Вы только что взорвали маленькую луну посреди Земли.

Когда вы превращаете твердое тело, подобное камню, в газ, оно расширяется. Когда вы делаете это быстро, это, как правило, вызывает большое давление. Когда вы делаете это так быстро, что волна давления распространяется со сверхзвуковой скоростью, мы называем это детонацией, а то, что это делает, — «фугасными взрывчатыми веществами». Они горят со скоростью от 5 до 10 км/с.

Вы только что взорвали маленькую луну на скорости 21 000 км/с. Я даже не уверен, что это значит, так что давайте посмотрим на задействованные энергии.

Энергия

Я не уверен, сколько энергии потребуется, чтобы аккуратно разрезать Землю, но мы можем получить некоторое представление, просто взглянув на энергию, необходимую для того, чтобы поднять этот срез на 1 градус Кельвина.

Земля примерно...

• 32% железа
• 30% кислорода
• 15% кремний
• 14% магния
• 9% другое

Каждый из них имеет удельную теплоемкость , сколько энергии нужно, чтобы поднять 1 кг на 1 градус Кельвина? Если мы умножим каждую из их удельных теплоемкостей на их отношения, мы получим приблизительное представление об удельной теплоемкости Земли. О$670 \frac{J}{kg K}$.

Умножьте это на массу ломтика,$3x10^{18} kg$, и мы получаем$2 x 10^{21} \frac{J}{K}$.

Чтобы все испарилось, предположим, мы хотим поднять их температуру на 1000 К. На самом деле я не знаю, что для этого потребуется, но я предполагаю, что это больше 100 К и меньше 10 000. Так вот$2 x 10^{24} J$. Примерно столько энергии Земля получает от Солнца за шесть месяцев. Или о четырех метеоритах, убивающих динозавров .

Но подождите, есть еще! Фазовые переходы также требуют энергии. МНОГО энергии. Твердое тело в жидкое - это удельная теплота плавления. Жидкость в газ – это удельная теплота парообразования. По той же методике, подставляя соотношения, получаем удельную теплоту плавления$400,000 \frac{J}{kg}$и удельная теплота парообразования$4,700,000 \frac{J}{kg}$. это масса$3x10^{18} kg$означает дополнительный$1.2x10^{24} J$переход из твердого состояния в жидкое и$1.4 x 10^{25} J$из жидкости в газ.

Сложение всего этого вместе приводит нас к$1.7 x 10^{25} J$это энергия небольшой солнечной вспышки. Мы приготовлены.

Скорость

Мы можем оценить, как быстро это раздвинет половинки Земли, используя уравнение кинетической энергии:$e = \frac{1}{2} m v^2$Если известны энергия взрыва и масса Земли, то, найдя скорость, получим$\sqrt{\frac{2e}{m}}$.

Подставив наши числа, мы получим около 2,4 м/с или 8 км/ч.

По крайней мере, Землю не разорвет на части.

Вы имеете в виду, что луч достаточно мощный, чтобы убрать 40-метровый кусок всей планеты? Затем две половинки соединятся под действием силы тяжести. Это приведет к землетрясениям по всему миру и месяцам интенсивной вулканической активности. Атмосфера останется (в основном), но будет наполнена вулканическими газами и пылью. Большинство живых существ погибнет от землетрясений, ядовитых газов или голода. Я подозреваю, что некоторые примитивные формы жизни выживут в океанах.

Изменить для поддержки доказательств:

• Тектонические плиты обычно перемещаются со скоростью 1-10 см в год.
• Землетрясение на Фукусиме было вызвано (максимум) 30-метровым сдвигом тектонических плит в одном месте.
• Здесь у нас будет 40-метровая смена мгновенно и везде.
• Вот что случилось с динозаврами: Wiki .

Хорошо, возможно, я был слишком драматичен и готов понизить свои ужасные прогнозы до уничтожения 75% жизни, с немногими выжившими людьми, борющимися за истощающуюся еду и ресурсы среди руин цивилизации.

Тем не менее, Ender Look сделал правильный расчет и показывает, что это будет намного хуже, чем метеорит, убивающий динозавров.

РЕДАКТИРОВАТЬ:  Несколько ответов без тени сомнения продемонстрировали, что земля будет выглядеть как попкорн, который слишком долго находился в микроволновой печи. Но! Я оставлю это для дальнейшего использования, потому что было весело писать.

---

Земная кора не удерживает предметы, гравитация удерживает их и в результате вызывает давление.

• Ничего сверхдраматического не произойдет. Вы не допустите, чтобы две части соскользнули вбок или внезапно разлетелись, или одна вращалась против другой странным образом. Помните, гравитация удерживает все вместе. Ньютон учит, что вещи в основном остаются такими, какие они есть, если на них не действует сила. На данный момент есть только две силы:

  1. Гравитация, которая притягивает две части вместе. Жидкое ядро ​​и мантия воссоединяются и служат перевязками (коагуляцией) надрезов вблизи поверхности. Немного вулканизма, немного невнятного с океанами, но после страховых выплат на несколько миллиардов долларов жизнь продолжается.

  2. Не последнюю роль в этом играет давление. Магма стремится наружу, но она не может сверхкомпенсировать гравитацию, а поскольку подавляющая часть планеты жидкая, луч будет иметь эффект прохождения ножа через чашу с водой. Прекрасный шов, который ваш луч создает на поверхности, будет иметь несколько струпьев из-за локального сброса давления, но это все.

Но что происходит с массой, которой касается луч?

Вот тут может быть что-то интересное. Ваш луч перегрел массу, с которой он соприкасается, в плазму, которой нужно больше места, чем простой массе. У вас все еще не будет планетарной катастрофы, но могут быть некоторые крутые побочные эффекты. Во-первых, вы создаете пузыри плазмы в слоях магмы. Они могут найти свой путь к существующим вулканическим жерлам и, так сказать, посеять хаос среди туземцев.

Но вблизи поверхности плазма может разорвать верхний пласт. Нет, не разрывая планету на части, но вдруг этот струпчатый шов может стать чем-то более драматичным. Взорвавшаяся плазма пошлет ударные волны по атмосфере (вероятно, разобьёт все окна на планете). Это вызовет массу смертей и разрушений. Новый шов теперь намного больше, а это означает, что некоторые погодные условия и океанские течения изменятся.

Итак, принимая во внимание «все» (я уверен, что не все принял во внимание), 24 часа после того, как ваш луч ударит, будут ужасными, очень ужасными. Уборка будет массовая. Нам нужно найти новые места для рыбалки...

Но мы бы пережили это, имхо.

Я ловлю себя на мысли, что все пойдет немного не так, как представляет себе большинство плакатов.

Мы собираемся сбросить огромное количество энергии в этот кусочек Земли. Общий ответ, по-видимому, заключается в том, что плазма будет поглощать достаточно энергии, чтобы ее можно было вытолкнуть из среза, таким образом расширяясь в виде диска.

Однако помните, что он указал пучок частиц, а не лазер. Пучки частиц несут импульс. Представьте себе, что происходит, когда луч проникает внутрь — все, что попытается вернуться в дыру, будет запихнуто обратно в нее под действием энергии пучка частиц. Это не может убежать таким образом. Энергия будет нарастать до тех пор, пока не найдет новый выход (и помните, что пока она нарастает, никакого сокращения не происходит, и у нас очень короткий срок — наращивание должно быть чрезвычайно быстрым). Я вижу только один выход — толкать две половинки врозь. Конечно, это не пройдет гладко, но против такой энергии небольшая деформация планеты - ничто.

Плазма должна распространиться достаточно, чтобы стать достаточно тонкой, чтобы пропустить луч. Он довольно тонкий — кусочки быстро разлетаются . Я думаю, что две половинки разлетятся на скорости, намного превышающей скорость убегания. Я также думаю, что более тонкие части по краю будут сдуты. (И это при условии, что они не просто испарятся от энергии всей этой плазмы.)

Практические проблемы с идеей разрезать планету лучом.

Ваша фундаментальная проблема заключается в том, что если вы копаете траншею, последовательно применяя луч с неглубоким проникновением, шкала времени определяется тем, сколько времени требуется уже нагретому материалу, чтобы убраться с пути, и эта шкала достаточно длинна, чтобы отверстие продолжало разрушаться. на тебе. ¹

Вместо этого вы должны испарить весь разрез одним быстрым движением.

Итак, вам нужен проникающий луч, под которым я подразумеваю такой, который будет выделять энергию через весь диаметр Земли. И сделать это без чрезмерной разницы в мощности, выделяемой на ближней и дальней стороне.

Это исключает все лучи, которые взаимодействуют за счет сильного или электромагнитного взаимодействия, потому что шкала расстояний для этих лучей слишком мала (даже мюонам чрезвычайно высоких энергий повезло пройти несколько километров в камнеподобных материалах).

Итак, ваш пучок будет состоять из нейтрино или чего-то экзотического и еще не открытого (но с сечениями взаимодействия, сравнимыми или меньшими, чем у нейтрино).

Хорошая новость заключается в том, что на самом деле вам нужен нейтринный пучок довольно низкой энергии (сечения взаимодействия нейтрино линейно масштабируются по энергии в широком диапазоне), но плохая новость заключается в том, что пучок, который все еще будет выделять полезное количество энергии после прохождения через весь диаметр планеты будет тратить большую часть (даже большую часть) своей энергии на чрезмерное проникновение. ²

И тогда мы получаем, что стоимость энергии. Нынешний способ создания пучков нейтрино крайне неэффективен, и на горизонте нет лучших предложений. Таким образом, у вас есть огромные энергетические затраты на нанесение урона, значительные потери на сверхпроникновение (по крайней мере, в два раза) и высокий мультипликативный коэффициент для потерь при генерации луча.

Все вместе вы смотрите на стоимость энергии, по крайней мере, в десять раз превышающую энергию, затраченную на событие, которая уже превышает масштаб, необходимый для умеренно релятивистской межзвездной колонизации.

И вы должны делать все это в масштабе времени около нескольких сотых секунды или около того. ³

---

¹ Мантия вязкоупругая, довольно тонкая и медленно реагирует, но таково ее поведение под давлением. Когда порода мантии быстро выносится на поверхность, она образует лаву с низкой вязкостью, которая течет быстро и плавно. Мантия будет продолжать литься в траншею почти как вода.

² А поскольку ваш луч сильно коллимирован, вам нужно беспокоиться о том, что он делает на расстоянии, по крайней мере, в масштабе Солнечной системы. И помните, что вы подметаете луч, так что это веерообразная опасная зона.

³ Нет смысла двигаться намного быстрее, потому что время распространения луча примерно равно$0.04\,\mathrm{s}$, но вы не хотите идти намного медленнее, потому что это дает оставшейся структуре время отреагировать, и весь эффект будет разрушен, если край, с которого вы начали, снова слипнется, прежде чем вы закончите с другой стороны.

Согласно этому сообщению на форуме (которое, в свою очередь, ссылается на какую-то книгу), гравитационная сила, необходимая для разделения двух полушарий, равна

$$F = \dfrac{3GM^2}{4r^2}$$

с$G\approx6.67\times10^{-11}\ \mathrm{m^3/s^{2}/kg}$гравитационная постоянная,$M$масса полусферы, такая, что$2M\approx 5,97\times 10^{24}\ \mathrm{kg}$это масса Земли, и, наконец,$r$радиус Земли,$6371\ \mathrm{kg}$.

Чтобы немного облегчить себе жизнь, я предположу, что масса Земли не меняется при удалении этого 40-метрового среза, и что гравитационное притяжение не меняется из-за 40-метрового расстояния (и остается постоянным, когда расстояние уменьшается до нуля). . Поскольку уже установлено, что пучок частиц — плохой способ разрезать Землю пополам, мы просто выстрелим из нашей ручной пушки, которая удалит 40-метровый кусок Земли, не выделяя дополнительной энергии на Землю, и поместит его на Марс.

В момент удаления среза полушария будут ускоряться навстречу друг другу с ускорением$a=F/M$. [Заполняя некоторые числа]( http://www.wolframalpha.com/input/?i=3 G (земля+масса%2F2)%2F(4*(земля+радиус)%5E2), мы видим, что$a=3.67\ \mathrm{m/s^2}$. Каждое полушарие сместится на 20 метров, прежде чем столкнуться с другой половиной. Скорость, достигаемая в конце этого$v=\sqrt{2ad}$с$d=20\ \mathrm{m}$, что дает конечную скорость$12.12\ \mathrm{m/s}$(типичная автокатастрофа, но планетарного масштаба). Суммарная энергия, полученная каждым полушарием к этому времени, равна$E=\dfrac{1}{2}Mv^2$, что дает около$4.39\times10^{26}\ \mathrm{J}$на полушарие, или общая энергия$\mathrm{8.777\times10^{26}\ J}$.

Сколько это, правда? Обратимся к Википедии . Здесь мы можем обнаружить, что около 1000 кратеров Чиксулуб или эквивалент 100 лет солнечной энергии, которую Земля обычно получает. Без сомнения, это уничтожит большую часть, если не всю многоклеточную жизнь.

Кроме того, огромное количество материала, депонированного на Марсе, вероятно, окончательно положит конец и без того затруднительной миссии Opportunity, которая, по мнению большинства из нас, станет настоящей жертвой этого плана (хотя это может быть хорошим способом предотвратить этот сценарий).