O que aconteceria se uma Nave Estelar, digamos classe Intrepid, sofresse uma falha no núcleo da urdidura ou na contenção de antimatéria na ou perto da superfície de um planeta?
É possível calcular o tamanho da explosão com base na quantidade de antimatéria que uma nave estelar carrega? E quão devastador seria comparado a um ataque de meteoro ou uma arma nuclear?
Respostas da Canon ou da ciência real, por favor.
Supondo que a explosão do núcleo da urdidura "libere" automaticamente toda a antimatéria armazenada como combustível a bordo do navio, aqui alguns cálculos:
De: http://en.memory-alpha.org/wiki/Talk:Antimatter
(The Galaxy Class has thirty antimatter storage pods), each having a volume capacity of 1,000 cubic meters. now, going from the antihydrogen having the same mass as hydrogen, therefore weight, and using a standard of storing it at -257.87 at 1 atmospheric pressure... the weight of hydrogen in just one pod is 70,796 kilograms
Como a classe Intrepid é muito menor em comparação com a classe Galaxy, vamos supor que existem pods de armazenamento 5.
Quando os pods de armazenamento de antimatéria 5 aniquilados resultam em:
5 * (70796 * 2) * (300000000 * 300000000) = 63 716 400 000 000 000 000 000 joules
or
Joules 6.37164 * 10 ^ 22
Supondo que a classe Intrepid nem sempre tenha um "tanque cheio", vamos dividir isso por 2. Então, isso é o seguinte:
Joules 3.18582 * 10 ^ 22
Quanto é isso: a explosão da bomba atômica Little Boy é [estimada] (http://en.wikipedia.org/wiki/TNT_equivalent) para ter uma perda maciça de
46.55 mg
or
Joules 4.184 × 10 ^ 12
então, ignorando a antimatéria nos torpedos de fótons, a energia liberada será igual a:
10 000 000 000 Bombas atômicas de Little Boy
Mais pesquisa:
10 ^ 22 joules de energia NÃO são muito em escala planetária. A massa da Terra é de cerca de 5.97219 × 10 ^ 24 kg; portanto, na média, serão cerca de joules 0.01 por kg - praticamente nada.
O dano real causado por uma liberação de energia da 10 ^ 22 depende principalmente da distância da explosão ao planeta. Supondo que isso aconteça na superfície, temos um bom ponto de comparação - estima-se que o impacto do asteróide que causou a extinção dos dinossauros tenha liberado cerca de joules de energia 10 ^ 21 (consulte Impacto de asteróide Chicxulub).
Embora o impacto tenha causado tremendas mudanças, ele não destruiu completamente a vida na Terra, nem afetou o próprio planeta. No entanto, deixou uma cratera de largura 180 km.
Uma explosão de antimatéria da escala fornecida será muito mais focada em comparação com o impacto do asteróide. Entretanto, 74% da energia liberada será realizada por neutrinos, que passarão por toda a massa do planeta sem serem absorvidos (consulte Combustível Antimatéria) Portanto, podemos assumir com segurança que a explosão da antimatéria causará menos dano físico do que um impacto de asteróide da mesma magnitude.
É claro que grandes quantidades de radiação serão liberadas - os raios gama farão com que muitos isótopos radioativos sejam produzidos e se espalhem na atmosfera. Não posso adivinhar quanto serão, mas temos boas provas de que a vida pode sobreviver a lugares fortemente irradiados, como nas proximidades da usina nuclear de Chernobyl.
Portanto, como conclusão - uma violação do núcleo da urdidura na superfície do planeta provavelmente causará muitos danos e mudanças drásticas no ecossistema do planeta, mas é improvável que cause erradicação completa da vida ou danos significativos em escala planetária.
Segunda edição sobre o dano real na crosta do planeta:
Tomando a Terra como exemplo (a maioria dos dados extraídos de Artigo da Wikipedia sobre a crosta terrestre)
Como mencionei - apenas uma fração da energia liberada se tornará "calor". Como começo, 74% da energia será levada pelos neutrinos. Da energia restante, apenas cerca de 35% será convertido em energia térmica (A energia de uma arma nuclear ).
Portanto, aplicando essas porcentagens, permaneceremos com energia térmica de aproximadamente:
Joules 2.899096 * 10 ^ 21
Para derreter o metro cúbico de basalto 1 na temperatura inicial de graus Celsius 300, precisamos de:
790 * 2600 * 960 = 2 085 600 000 = 2.0856 * 10 ^ Joules do 9
Portanto, a energia térmica liberada pela explosão terá o potencial de derreter:
1.39 * 10 ^ 12 metros cúbicos de basalto
Parece muito, mas na verdade é um cilindro com um diâmetro de 6.6 e uma altura de 40.
Portanto, a explosão tem o potencial de derreter um "buraco" na crosta de apenas 6.6 km de largura. O efeito real parecerá realmente um cone - uma área muito maior na superfície, mas muito menor à medida que descemos a crosta. Apenas observe que derreter sozinho não é suficiente para quebrar a crosta. As partes principais devem ser evaporadas. Evaporação, é claro, leva novamente muita energia.
Os cálculos diferem um pouco se a explosão acontecer no oceano. Desde a crosta, o 10 é mais fino lá. Portanto, é mais provável que a crosta se quebre lá.
Mesmo lá, o "buraco" na crosta será relativamente pequeno e não causará danos em escala planetária (como romper o planeta ou mudar significativamente a órbita).
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