Релятивистский бейсбол.
Что будет, если вы попытаетесь отбить бейсбольный мяч, брошенный со скоростью 90% световой?
- Элен МакМанис
Давайте обойдем стороной вопрос, как нам удалось разогнать мяч до такой скорости. Предположим, это был нормальный бросок, за исключением того, что мяч волшебным образом мгновенно разогняется до скорости 0.9с. С этого момента все начинает происходит по законам нормальной физики.
Отвечая на вопрос, можно сказать "произойдет множество вещей", причем произойдет очень быстро и все это плохо кончится как для бросающего, так и для отбивающего. Я сел с несколькими книжками по физике, фотографией бейсболиста и связкой видеозаписей ядерных испытаний и попытался разобраться в ситуации. Последующее - наилучшее описание происходящего процесса, которое мне удалось придумать, наносекунда за наносекундой.
Мяч будет двигаться столь быстро, что все остальное практически неподвижно. Даже молекулы в воздухе неподвижны. Молекулы газов носятся взад и вперед со скоростями порядка нескольких сотен километров в час, но наш мяч движется сквозь них со скоростью 1 миллиарда километров в час. Это значит, что когда мы рассматриваем движения мяча - молекулы просто висят, словно замороженные.
Аэродинамика нам здесь не поможет. В нормальных условиях, воздух обтекает любой объект, движущийся сквозь него. Но у мяча просто нет времени оттеснить в стороны молекулы перед собой. Мяч будет бить их столь сильно, что атомы в газовых молекулах начнут сливаются с атомами поверхности мяча. Каждое столкновение породит выбросы гамма-лучей и раздробленных частиц.
Гамма-лучи и частицы будут расходиться в стороны в виде сферы с центром в точке начала броска. Они начнут разрушать газовые молекулы, срывая электронные оболочки с атомов и превращая воздух стадиона в расширяющийся пузырь раскаленной плазмы. Стенка пузыря будет двигаться в сторону отбивающего примерно со скоростью света, лишь немного впереди мяча.
Протекающие реакции в передней части мяча будут противодействовать движению мяча, тормозя его, словно мяч - ракета, летящая хвостом вперед со включенными двигателями. К сожалению, скорость мяча столь велика, что даже неимоверная мощь происходящих термоядерных реакций практически его не замедлит. Однако, реакция начнет разъедать его поверхность, разбрасывая во все стороны мельчайшие частицы мяча. Эти частицы будут двигаться столь быстро, что при столкновении с газовыми молекулами будут активироваться еще несколько шагов реакции.
Спустя примерно 70 наносекунд мяч долетит до отбивающего. На самом деле, спортсмен еще даже не знает того, что мяч брошен, так как свет, несущий информацию, доберётся до отбивающего практически одновременно с мячом. Взаимодействие с воздухом практически полностью уничтожит мяч и в этот момент он будет представлять собой облако в форме пули, состоящее из расширяющейся плазмы (большей частью углерод, кислород, водород и азот), продирающееся сквозь воздух и вовлекающее в термоядерные реакции вещество на своем пути. Сначала по отбивающему ударит фронт рентгеновских лучей, а спустя несколько наносекунд - и облако частиц.
В этот момент центр облака будет все еще двигаться со скоростью, составляющей значительную долю скорости света. Сначала оно ударит по бите, потом по отбивающему и ловящему, подхватит их , потащит назад и полностью уничтожит. Полусфера из рентгеновского излучения и сверхгорячей плазмы продолжит расширяться вверх и в стороны, поглотит обе команды, стадион и все вокруг в течение нескольких первых микросекунд.
Предположим, вы будете наблюдать за процессом с вершины загородного холма. Первое, что вы увидите - это ослепляющий свет, много ярче Солнца. В течение нескольких секунд он постепенно погаснет и растущий огненный шар превратится в грибовидное облако. Затем, с громким ревом придет ударная волна, ломая деревья и разрушая дома.
Все в радиусе примерно полутора-двух километров от стадиона будет снесено до основания и огненный шторм поглотит окружающий город. На месте же бейсбольного поля появится немаленький кратер.
[Здесь была тонкая шутка на тему того, как можно интерпретировать ситуацию с точки зрения бейсбольных правил, но, на мой взгляд, совершенно непонятная большинству русских читателей.]
Оригинал.
- Элен МакМанис
Давайте обойдем стороной вопрос, как нам удалось разогнать мяч до такой скорости. Предположим, это был нормальный бросок, за исключением того, что мяч волшебным образом мгновенно разогняется до скорости 0.9с. С этого момента все начинает происходит по законам нормальной физики.
Отвечая на вопрос, можно сказать "произойдет множество вещей", причем произойдет очень быстро и все это плохо кончится как для бросающего, так и для отбивающего. Я сел с несколькими книжками по физике, фотографией бейсболиста и связкой видеозаписей ядерных испытаний и попытался разобраться в ситуации. Последующее - наилучшее описание происходящего процесса, которое мне удалось придумать, наносекунда за наносекундой.
Мяч будет двигаться столь быстро, что все остальное практически неподвижно. Даже молекулы в воздухе неподвижны. Молекулы газов носятся взад и вперед со скоростями порядка нескольких сотен километров в час, но наш мяч движется сквозь них со скоростью 1 миллиарда километров в час. Это значит, что когда мы рассматриваем движения мяча - молекулы просто висят, словно замороженные.
Аэродинамика нам здесь не поможет. В нормальных условиях, воздух обтекает любой объект, движущийся сквозь него. Но у мяча просто нет времени оттеснить в стороны молекулы перед собой. Мяч будет бить их столь сильно, что атомы в газовых молекулах начнут сливаются с атомами поверхности мяча. Каждое столкновение породит выбросы гамма-лучей и раздробленных частиц.
Гамма-лучи и частицы будут расходиться в стороны в виде сферы с центром в точке начала броска. Они начнут разрушать газовые молекулы, срывая электронные оболочки с атомов и превращая воздух стадиона в расширяющийся пузырь раскаленной плазмы. Стенка пузыря будет двигаться в сторону отбивающего примерно со скоростью света, лишь немного впереди мяча.
Протекающие реакции в передней части мяча будут противодействовать движению мяча, тормозя его, словно мяч - ракета, летящая хвостом вперед со включенными двигателями. К сожалению, скорость мяча столь велика, что даже неимоверная мощь происходящих термоядерных реакций практически его не замедлит. Однако, реакция начнет разъедать его поверхность, разбрасывая во все стороны мельчайшие частицы мяча. Эти частицы будут двигаться столь быстро, что при столкновении с газовыми молекулами будут активироваться еще несколько шагов реакции.
Спустя примерно 70 наносекунд мяч долетит до отбивающего. На самом деле, спортсмен еще даже не знает того, что мяч брошен, так как свет, несущий информацию, доберётся до отбивающего практически одновременно с мячом. Взаимодействие с воздухом практически полностью уничтожит мяч и в этот момент он будет представлять собой облако в форме пули, состоящее из расширяющейся плазмы (большей частью углерод, кислород, водород и азот), продирающееся сквозь воздух и вовлекающее в термоядерные реакции вещество на своем пути. Сначала по отбивающему ударит фронт рентгеновских лучей, а спустя несколько наносекунд - и облако частиц.
В этот момент центр облака будет все еще двигаться со скоростью, составляющей значительную долю скорости света. Сначала оно ударит по бите, потом по отбивающему и ловящему, подхватит их , потащит назад и полностью уничтожит. Полусфера из рентгеновского излучения и сверхгорячей плазмы продолжит расширяться вверх и в стороны, поглотит обе команды, стадион и все вокруг в течение нескольких первых микросекунд.
Предположим, вы будете наблюдать за процессом с вершины загородного холма. Первое, что вы увидите - это ослепляющий свет, много ярче Солнца. В течение нескольких секунд он постепенно погаснет и растущий огненный шар превратится в грибовидное облако. Затем, с громким ревом придет ударная волна, ломая деревья и разрушая дома.
Все в радиусе примерно полутора-двух километров от стадиона будет снесено до основания и огненный шторм поглотит окружающий город. На месте же бейсбольного поля появится немаленький кратер.
[Здесь была тонкая шутка на тему того, как можно интерпретировать ситуацию с точки зрения бейсбольных правил, но, на мой взгляд, совершенно непонятная большинству русских читателей.]
Оригинал.