¿Cuál es el efecto esperado de una bomba a escala Tsar en el punto antípoda del lugar de la detonación?

Fondo

Obviamente, estar al lado de las explosiones es malo. Cuanto más lejos se está de la explosión, más grande es el hemisferio de la onda de choque y, por lo tanto, más se disipa la energía de la explosión. Por lo general, esta tasa de pérdida de densidad de energía se modela como 1 / r 2 , dónde r es la distancia desde la detonación.

Sin embargo, este modelo pierde un efecto interesante que ocurre (al menos hipotéticamente) para explosiones suficientemente grandes. Suponiendo que la explosión en cuestión ocurrió en el polo norte, una vez que la onda de choque pasó el ecuador, el tamaño del círculo formado por la onda de choque que se desplaza por el suelo disminuye y finalmente converge en el polo sur (es decir, el punto antípoda) , lo que resulta en una interferencia constructiva que aparentemente podría representar más peligro para alguien que está allí que para alguien que está mucho más cerca de la explosión.

Pregunta

¿Puede ocurrir este fenómeno en la práctica en casos de explosiones extremadamente grandes, como la bomba Tsar? Si es así, ¿qué tan cerca del polo norte tendría que estar uno para sentir los mismos efectos que siente alguien en el polo sur?

Investigación

Sé que esta pregunta es algo tonta, pero tampoco creo que sea completamente absurda. La onda expansiva de la bomba Tsar dio tres vueltas alrededor de la Tierra , y la atmósfera puede enfocar las ondas expansivas de tal manera que las vuelve más letales para alguien que está lejos de la explosión. La diferencia en este caso es que el mecanismo de enfoque es la forma de la atmósfera, no las diferencias locales/regionales en la densidad atmosférica. Finalmente, soy consciente de esta pregunta, pero tiene un enfoque diferente al mío, y la pregunta y las respuestas no abordan el principio de enfoque antípoda sobre el que estoy preguntando.

¿Por qué habría mucha diferencia si fuera detonado en uno de los polos? La tierra es esféricamente simétrica, por lo que una detonación en cualquier lugar tendría el mismo efecto que propones.
No es así, pero el "polo norte" y el "polo sur" son el único par de (aproximadamente) puntos antípodas en la superficie de la Tierra que la gente conoce de memoria.
Soy nuevo aquí, así que podría estar equivocado, pero no creo que la etiqueta de física nuclear sea apropiada. Esta pregunta realmente no depende de la mecánica o los efectos de las bombas nucleares en particular; no cambiaría por completo si la bomba Tsar fuera literalmente 55 megatones de TNT en lugar de una bomba nuclear. Sin embargo, gracias por agregar la etiqueta de ciencia atmosférica.
@josephh: la Tierra en realidad no es esféricamente simétrica. Es elipsoidal, más ancho alrededor del ecuador que el gran círculo a través de los polos.
Sé que no es una esfera perfecta. Mi punto es que en cualquier parte de la superficie, el efecto será más o menos el mismo.

Respuestas (1)

¿Puede ocurrir este fenómeno en la práctica en casos de explosiones extremadamente grandes, como la bomba Tsar?

Básicamente sí.

Suponiendo que la explosión en cuestión ocurrió en el polo norte, una vez que la onda de choque pasó el ecuador, el tamaño del círculo formado por la onda de choque que se desplaza por el suelo disminuye y finalmente converge en el polo sur (es decir, el punto antípoda) , lo que resulta en una interferencia constructiva que aparentemente podría representar más peligro para alguien que está allí que para alguien que está mucho más cerca de la explosión.

Si es así, ¿qué tan cerca del polo norte tendría que estar uno para sentir los mismos efectos que siente alguien en el polo sur?

No sentirías el mismo efecto.

Si bien el impulso viajará y convergerá, perderá energía a medida que viaje, ya que tiene que afectar el medio por el que viaja.

Tampoco viaja sobre una superficie bidimensional (la superficie de la Tierra), sino que también irradiará algo de energía hacia el interior de la Tierra. Eso también disipará la energía que llega al polo opuesto.

Entonces, la energía que llega al polo opuesto se reducirá significativamente.

Considere también que si su hipótesis fuera correcta, entonces cada detonación nuclear jamás realizada se habría reenfocado en el lado opuesto del globo, lo que claramente no sucedió.

Sé que un observador no sentiría el mismo efecto en el polo sur que en el polo norte, debido a la disipación de energía. Mi pregunta se basa en la suposición de que hay ciertos círculos en la superficie de la Tierra (como el ecuador) que experimentarían un cambio de presión más suave que el polo sur. Si eso es correcto, entonces por el teorema del valor intermedio, debe haber otro círculo al norte del primero en el que el cambio de presión sea igual al cambio de presión experimentado en el polo sur.
El teorema del valor intermedio (IVT) se trata de valores entre dos posiciones conocidas. Estás hablando de un valor fuera de ese rango de posiciones. La IVT no aplica.
No, estoy hablando de un valor de presión dentro del intervalo de posiciones en la superficie de la Tierra. El hecho de que encuentre el valor significativo porque coincide con un valor de presión en una posición fuera de ese intervalo de posición es irrelevante para determinar si la IVT es aplicable. Dejar X sea ​​la latitud de un observador en grados (siendo negativas las latitudes del sur), y sea F ( X ) Sea la presión que experimenta el observador de la onda de choque. Dejar a = 90 , b = 0 , s = − 90 . Es obvio que F ( a ) > F ( b ) , F ( a ) > F ( s ) . Si F ( b ) < F ( s ) , entonces F ( a ) > F ( s ) > F ( b ) , y entonces ∃ C : F ( C ) = F ( s ) , b < C < a .
Su argumento asume (sin razón) que F ( b ) < F ( s ) e ignora la naturaleza tridimensional y temporal del problema y toda la física. Buena suerte con eso.
No asumí eso, al menos no inicialmente. Pregunté si la presión en el polo sur podría ser mayor que la presión en el ecuador (" ¿ Puede ocurrir este fenómeno en la práctica [...]?"), y su respuesta fue "Básicamente sí". concedido en mis comentarios. De todos modos, no estoy ignorando el efecto de amortiguación; Tengo la hipótesis de que el efecto de enfoque puede superar el efecto de amortiguación. Esto sucede para coeficientes de amortiguamiento suficientemente bajos. Mi pregunta depende de cuál es realmente el valor del coeficiente de amortiguamiento.
¿Cuál es el efecto esperado de una bomba a escala Tsar en el punto antípoda del lugar de la detonación?
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