Планета теряет свое ядро

Что произойдет с планетой, если ее ядро ​​внезапно исчезнет?

Я говорю мгновенно и без предупреждения ушел . Меня не волнует, насколько это будет точно с научной точки зрения, потому что я абсолютно уверен, что это невозможно. Вместо этого меня беспокоит, как отреагируют на это мантия, кора и другие части/слои планеты. Пожалуйста, предоставьте какое-то научное объяснение вашей претензии, спасибо.

Пожалуйста, уточните... что это за планета? Газовый гигант? Каменная планета? Карликовая планета? Ответ будет очень разным для каждого из этих типов планет.
+NL628 Земная планета, похожая на Землю
Могу ли я предположить, что планета точно такая же, как Земля?
+NL628 это нормально
Чем его заменить? Вакуум? Магма? Воздуха?
+bendl Это был бы вакуум
@SaltedAss, если вы хотите направить свой ответ, вы можете поставить @перед именем пользователя вместо того, которое +вы используете. Система распознает его и уведомит пользователя. Это работает только для пользователей, которые оставили комментарий хотя бы один раз.
Есть ли способ создать копию этого вопроса на physics.stackexchange.com , чтобы он не считался дубликатом? Я думаю, люди там могут дать нам реальный ответ. Я думаю, что это должно оставаться отдельным вопросом, поскольку на него есть интересные ответы, которые можно рассматривать как «не по теме» (или иным образом презирать) на другом сайте.
@computercarguy предпосылка может быть для них слишком нефизической.

Ответы (4)

Природа не терпит пустоты

Наиболее вероятным результатом будет мгновенный коллапс планеты как из-за гравитационных сил, так и из-за силы оставшегося вакуума.

Но за несколько мгновений до того, как это произошло, всех на планете стошнило от внезапного падения гравитационной силы. Сердечные приступы будут происходить, особенно среди пожилых людей.

Два человека, которые пережили эти моменты (вероятно, потому что они любители американских горок), заметили бы северное сияние мирового класса, поскольку магнитосфера испытывает огромные изменения в своей плотности потока.

Но они не успели даже улыбнуться, как произошел взрыв.

Что происходит после этого, так это выделение огромного количества тепла, когда миллиарды тонн массы начинают перемалываться в поисках равновесия. В массе не осталось жизни, но она может не полностью превратиться в обломки (в зависимости от ее начальной массы и количества оставшейся массы). Однако любые луны, которые когда-то были у планеты, теперь улетели в космос, превратившись во все, от астероидов до собственных планетоидов и метеоритов, сталкивающихся с Солнцем.

Тогда вся солнечная система содрогнется. Потребуются годы... столетия... эоны... чтобы все уравновесилось, но вы не можете существенно изменить планетарную массу, не затронув каждую другую планету в системе. Большинство просто попало бы на слегка измененные орбиты. Но это действительно заранее зависит от орбит и массы, о которых мы абсолютно ничего не знаем.

Сила притяжения на человека прямо пропорциональна массе планеты. Ядро составляет около 1/3 массы, поэтому гравитация упадет до 2/3 от нормальной. Не думаю, что меня бы стошнило. Я даже не думаю, что много людей погибло бы. Я имею в виду, до того, как Земля рухнула и мы все умрем.
Кроме того, влияние даже гравитации Юпитера на другие планеты не очень велико. Исчезновение Земли не будет иметь большого значения для любых других планет. Кроме луны, конечно.
@kingledion, возможно, вы правы насчет внезапного падения гравитации, но вы не очень внимательно прочитали мой последний абзац. Если только вы не думаете, что мое предпоследнее предложение с вами не согласуется.
@JBH, учитывая сохранение импульса и центра масс, центр масс Земли не может измениться, и сила коллапса не будет достаточно большой, чтобы отправить слишком много вещей в космическое пространство. Итак, не будет ли большая часть массы Земли все еще лететь в космосе примерно там, где она началась? Это просто больше не будет похоже на Землю.
Каким образом космический вакуум мог воздействовать на вакуум, оставшийся там, где было ядро?
@ NL628, природа взрыва состоит в том, чтобы держать все вместе ....
Также я думаю, что «не было бы возможности улыбнуться» — это немного экстремально. Я думаю, что людей подбрасывало бы в воздух, когда земля выпадала из-под них, но прошло немного времени, прежде чем все действительно рухнуло вместе, чтобы убить их.
@bendl Земля не будет «выпадать из-под них». Они упадут вместе с землей.
@Azuaron Я не думаю, что они будут, так как они падают только под действием силы тяжести, но земля буквально высасывается из-под них.
Вакуум не действует. Давление оказывает силу, которой вакуум не сопротивляется. В этом случае имплозия происходит только из-за гравитации и только в том случае, если силы сцепления не удерживают ее вместе в течение первых нескольких дней.
Это очень похоже на механику новой звезды, хотя и с расплавленными тяжелыми элементами, а не с плазмой.
Я надеюсь, что кто-нибудь подсчитает потенциал термоядерной реакции от имплозии.
@bendl Земля прижимается под давлением 14,7 фунтов на квадратный дюйм. Это намного ниже ошибки округления задействованных энергий. Не говоря уже о том, что народ придавливается с такой же силой. Это не чистое свободное падение, камень должен быть деформирован, что поглотит часть энергии. Хотя это будет близко к этому.
@Stephan Единственный сплав, который вы можете получить, - это кремний-кремний> никель. Для этого требуется миллиард+ температур. Ничего подобного вы не увидите.
@pojo-guy есть большая разница в том, что волшебное удаление железного сердечника из-под вас не заставит его лететь вам в лицо на релятивистских скоростях. Если звезда взрывается, она теряет массу, но она также дает достаточно массы, чтобы оттолкнуть вас еще больше, возможно, вместе с очень отвратительной дозой нейтрино .
@JohnDvorak согласился - масштаб и энергия планетарного взрыва на порядки меньше, но механика очень похожа.

Я собираюсь пойти в противоположном направлении от @JBH и сказать, что сразу ничего не произойдет.

Конечно, гравитация уменьшится мгновенно, но это все, что касается мгновенных эффектов. Конечно, есть много вещей, которые полагаются на гравитацию, чтобы «делать свое дело», но я сомневаюсь, что планета рухнет сама по себе.

https://en.wikipedia.org/wiki/Structure_of_the_Earth

Эта вики-страница показывает, что внутреннее и даже внешнее ядро ​​​​являются относительно небольшими частями внутренней Земли. Мантия имеет толщину почти 1800 миль и состоит из твердой породы. Страница объясняет, что при таком давлении он может двигаться, но только медленно. Даже если слои внутренней мантии взорвутся, чтобы высвободить давление, для этого есть только определенное пространство, поэтому со временем давление должно прийти в равновесие. Могут пройти тысячелетия, прежде чем что-либо из этого произойдет, или это может произойти за считанные минуты, потенциально без того, чтобы (средние) обитатели поверхности даже не знали об этом.

Есть много больших пещер, которые показывают, что Земля самоподдерживающаяся.

https://www.huffingtonpost.com/2015/12/26/son-doong_n_3873341.html

Подумайте об арке. Если она сконструирована правильно, вся арка воспринимает примерно одну и ту же силу, так как замковый камень распределяет силы, которые он видит, на опорную конструкцию внизу. Шар, даже полый, очень трудно сжать во всех направлениях сразу. Даже такая текучая вещь, как песок, перестанет двигаться и застрянет в воронке, если будет слишком много уплотнения и недостаточно свободы движения.

В конце концов и постепенно произойдет то, что планета переместится на другую орбиту. Гравитационная постоянная планеты изменится из-за изменения массы, что изменит притяжение растения к звезде, вокруг которой оно вращается.

https://en.wikipedia.org/wiki/Orbital_mechanics#Laws_of_astrodynamics

У меня больше нет ни времени, ни математических способностей, иначе я бы попытался выяснить, насколько это отличается. Это определенно изменило бы температуру планеты, но без математических расчетов я не знаю, останется ли она в околозвездной обитаемой зоне, чтобы жизнь легко оставалась жизнеспособной. Я даже не знаю, сколько времени это заняло бы, если бы оно не осталось там, но мне пришлось бы предположить, что тысячи или десятки тысяч лет.

https://en.wikipedia.org/wiki/Circumstellar_habitable_zone

Планета также будет медленно охлаждаться из-за расплавленного ядра (Земли), отдающего значительное количество тепла на ее поверхность.

https://en.wikipedia.org/wiki/Внутреннее_обогрев

Вы также должны учитывать, останется ли атмосфера, поскольку она удерживается гравитацией.

https://en.wikipedia.org/wiki/Атмосфера#Atmospheric_escape

Любой самолет, вероятно, разбился бы. Прижимная сила, противодействующая подъемной силе, резко изменится. У них была бы тенденция к слишком большой подъемной силе, поэтому, если пилот был недостаточно опытен, самолет недостаточно пилотажный или 1000 других проблем могли привести к тому, что самолет взлетел, свалился, перевернулся или иным образом стал неуправляемым. . Все, что летает на автопилоте, должно будет перейти в ручной режим, а автопилоты должны быть перепрограммированы, прежде чем их снова можно будет использовать. Но это проблема жителей поверхности, а не планеты.

Я не эксперт по физике, но я думаю, что этот ответ имеет больше смысла. Полая планета, по сути, представляет собой гигантскую яичную скорлупу, гравитация сжимающая ее со всех сторон в равной степени. Поэтому я думаю, что он не рухнет сразу. Однако куски мантии в конечном итоге оторвались (на внутренней стороне) и отпали. В конце концов гравитация преодолеет ослабление структурной целостности, почти так же, как обрушивается туннель через мокрый песок. На это могут уйти годы или даже больше.
Я думаю, что давление в мантии слишком велико, чтобы позволить какой-либо структурной целостности твердого тела стабилизировать структуру даже в краткосрочной перспективе. Вы можете подумать, что твердая порода сможет выдержать давление, учитывая геометрию, но когда вы находитесь на такой глубине, давление, особенно с вакуумом, заставит даже небольшие нестабильности разрушить всю систему. А приливные силы с Луны быстро нарушат равновесие, даже если у вас была идеально сбалансированная полость. Хотя Луна, скорее всего, будет выброшена в космос в этом случае довольно быстро.
Этот ответ, кажется, не справляется с задействованными огромными силами. 1,3 миллиарда ньютонов на квадратный метр достаточно, чтобы согнуть и раздавить любую скалу, которая не поддерживается океаном железа при равном давлении. Вместо моста из мокрого песка представьте мост из сухого песка. Однако Земля не будет сброшена с орбиты, «гравитационная постоянная» равна G(M+m), где M — масса Солнца, а m — масса Земли, так как Солнце не меняет массу. , Гравитационная постоянная почти такая же.
@JamesK, я никогда не говорил, что мой песок мокрый, и я видел, как сухой песок уплотнялся в воронке, где он не двигался, не постукивая по стенке. Несмотря на это, поскольку вы, похоже, разбираетесь в условиях, происходящих внутри Земли, и в соответствующей математике, я приглашаю вас опубликовать здесь свой собственный ответ. Кажется, у Vance49 тоже есть хорошее объяснение, но, может быть, вы сможете подробнее рассказать о том, что происходит с внутренней планетой.
@JamesK, ответчик не сказал «выброшен из космоса». Скорее, там говорится «тысячи или десятки тысяч лет». То есть он сместит свою орбиту из-за взаимодействия с другими телами. Например, солнечный ветер, который он теперь поглощает вместо того, чтобы отклонять из-за отсутствия магнитосферы или атмосферы, которой у него нет? Отсутствие луны также имело бы эффект.

Если бы ядро ​​Земли было удалено (постепенно или мгновенно), основным эффектом была бы потеря глобального магнитного поля.

Среднее расстояние Земли от Солнца изменится менее чем на 1 миллионную часть.

Хотя первые два являются реальными, я думаю , что поверхность не опустится значительно, по крайней мере, в краткосрочной перспективе.

Глобальное магнитное поле Земли обусловлено вращением Земли и (слегка не в фазе) вращением жидкого ядра. Если бы ядро ​​было удалено или просто превращено в стекло, глобальное магнитное поле разрушилось бы. Это приводит к двум проблемам, которые в конечном итоге уничтожат человеческую цивилизацию (по крайней мере, в том виде, в каком мы ее знаем сейчас).

Первая проблема заключается в том, что без магнитного поля у Земли не было бы защиты от солнечных бурь (и меньше защиты от космических лучей). Мы не сталкивались с крупными солнечными бурями более 150 лет, хотя одна из них только что миновала нас в июле 2012 года. Событие 2012 года было примерно такого же масштаба, как солнечная буря 1859 года. Согласно одному исследованию, если буря такой силы обрушится Земли сейчас, для полного восстановления электроснабжения и других услуг потребуется от 4 до 10 лет. И это если бы у нас было магнитное поле!

Второй проблемой является эрозия атмосферы солнечным ветром. У нас есть пример этого с Марсом. Поскольку Марс меньше Земли, он имеет меньшую теплоемкость и большее отношение поверхности к объему, поэтому его ядро ​​остыло гораздо раньше, чем волеизъявляла Земля. Согласно данным, собранным покойным Марио Акуной из Mars Global Surveyor, ядро ​​Марса начало кристаллизоваться примерно через 1 миллиард лет после его образования. Это объясняет, почему давным-давно у Марса была достаточно плотная атмосфера, чтобы поддерживать жидкую воду на поверхности, а сейчас ее почти нет (около 0,007% земной атмосферы).

Заглянув в Википедию или любой другой учебник по физике, вы увидите, что в уравнении для среднего орбитального расстояния в задаче двух тел сумма масс стоит в знаменателе. Масса Солнца примерно в 333 000 раз больше массы Земли. Поскольку ядро ​​​​составляет небольшую часть массы Земли, изменение суммы двух и, следовательно, изменение среднего расстояния Земли от Солнца будет составлять менее 1 части на миллион.

Земля устроена сложно, и точные механические свойства многих ее компонентов плохо известны, так что я могу только сказать, что думаю , что в краткосрочной перспективе ничего катастрофического не произойдет.

Это потеря магнитного поля, вот что важно.

/// Примечание: описанное выше описание эффектов потери магнитного поля является упрощением сложного события. Хотя магнитное поле Земли действительно защищает нас от прямой бомбардировки корональными выбросами массы (КВМ), именно наличие магнитного поля представляет наибольшую угрозу для нашего цифрового мира. При бомбардировке КВМ огромное движение магнитных полей по мере их коллапса индуцирует столь же огромные токи во всем, что проводит электричество. В результате почти все электрические устройства сгорели навсегда. ///

В приведенных ниже ссылках я отдал предпочтение Википедии, так как она бесплатна для всех, что часто не относится к научным статьям.

Солнечная буря 1859 года: https://en.wikipedia.org/wiki/Solar_storm_of_1859 .

Солнечная буря 2012 года: https://en.wikipedia.org/wiki/Solar_storm_of_2012 .

Расчет среднего орбитального расстояния: https://en.wikipedia.org/wiki/Orbital_mechanics#Laws_of_astrodynamics

Миссия Mars Global Surveyor Magnetic Field: https://mgs-mager.gsfc.nasa.gov/

Как создается магнитное поле Земли: https://en.wikipedia.org/wiki/Earth%27s_ Magnetic_field#Earth%27s_core_and_the_geodynamo

Без твердого ядра горная порода в мантии нависала бы над пустым пространством. Планета станет похожей на гипотетическую оболочку Дайсона, которая будет разрушаться под действием силы тяжести, пока не будет состоять из гораздо более твердого материала, чем камень. en.wikipedia.org/wiki/Dyson_sphere#Dyson_shell Так что мантия, вероятно, сразу же начнет разрушаться.

Посмотрим, как все будет на поверхности. Пойдем с Землей. Внутреннее ядро ​​имеет массу 10 ^ 23 кг, и если мы телепортируем его в космос, оно не только будет иметь достаточную массу, чтобы стать собственной планетой, но и будет совершенно разрушительным. Энергия гравитационной связи Земли составляет около 2,25· 10^32 Дж и должна снизиться до 2,17· 10^32 Дж. При наихудшем сценарии (или наилучшем, если учесть, сколько времени требуется всем и каждому на Земле ). планеты, чтобы умереть), где внутреннее ядро ​​мгновенно исчезает, а поскольку внутреннее ядро ​​имеет радиус 1221 км, энергия, высвобождаемая планетой, схлопывающейся сама на себя, составит 6,92· 10^31 Дж. Это более четверти достаточно, чтобы уничтожить его полностью.

Континенты рухнут, сильное тепло, создаваемое трением, расплавит планету, а удар вызовет ударную волну, которая разрушит все, что осталось, и сбросит значительную часть атмосферы планеты. Короче говоря, мы все умрем. И если он исчезнет в течение суток, угасание магнитного поля убьет нас всех, но это будет более медленная и мучительная смерть.

Планета теряет свое ядро
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v