El planeta pierde su núcleo

¿Qué le pasaría a un planeta si su núcleo desapareciera repentinamente?

Estoy hablando al instante y sin previo aviso, se fue . No me preocupa cuán científicamente preciso sería esto, porque estoy absolutamente seguro de que es imposible. En cambio, me preocupa cómo reaccionarían el manto, la corteza y otras partes/capas del planeta. Proporcione algún tipo de explicación científica con su afirmación, gracias.

Por favor, aclare... ¿qué tipo de planeta es? ¿Un gigante gaseoso? ¿Un planeta de roca? ¿Un planeta enano? La respuesta sería muy diferente para cada uno de estos tipos de planetas.
+NL628 Planeta terrestre similar a la Tierra
¿Puedo suponer que el planeta es exactamente como el de la Tierra?
+NL628 está bien
¿Con qué se reemplaza? ¿Una aspiradora? ¿Magma? ¿Aire?
+bendl sería un vacío
@SaltedAss esto, si desea dirigir su respuesta, puede poner un @delante del nombre de usuario en lugar del +que usa. El sistema lo reconocerá y le dará una notificación al usuario. Sin embargo, esto solo funciona para los usuarios que han comentado al menos una vez.
¿Hay alguna manera de que podamos generar una copia de esta pregunta en physics.stackexchange.com , sin que se considere un duplicado? Estoy pensando que la gente de allí puede darnos una respuesta real. Creo que esta debería seguir siendo una pregunta separada, ya que tiene respuestas interesantes que podrían considerarse "fuera de tema" (o despreciadas) en el otro sitio.
@computercarguy la premisa podría ser demasiado poco física para ellos.

Respuestas (4)

La naturaleza aborrece el vacío

El resultado más probable sería el colapso instantáneo del planeta, debido tanto a las fuerzas gravitatorias como a la implosión del vacío dejado atrás.

Pero, momentos antes de que eso sucediera, todos en el planeta vomitarían por la repentina caída de la fuerza gravitacional. Se producirían ataques cardíacos, especialmente entre los ancianos.

Las dos personas que están sobreviviendo a estos momentos (probablemente porque son aficionados a las montañas rusas) notarían auroras boreales de clase mundial a medida que la magnetosfera experimenta cambios masivos en su densidad de flujo.

Pero ni siquiera tendrían tiempo de sonreír antes de que ocurriera la implosión.

Lo que sucede después es la generación de un tremendo calor a medida que miles de millones de toneladas de masa comienzan a molerse juntas, buscando el equilibrio. No queda vida en la masa, pero es posible que no se convierta completamente en escombros (dependiendo de su masa inicial y la cantidad de masa que quede). Sin embargo, cualquier luna que alguna vez tuvo el planeta ahora se ha girado hacia el espacio para convertirse en todo, desde asteroides hasta planetoides propios y meteoritos que impactan en el sol.

Entonces todo el sistema solar se estremecería. Se necesitarían años... siglos... eones... para que todo se equilibrara, pero no se puede cambiar significativamente la masa planetaria sin afectar a todos los demás planetas del sistema. La mayoría simplemente caería en órbitas ligeramente modificadas. Pero eso realmente depende de las órbitas y la masa de antemano, de las que no sabemos absolutamente nada.

La fuerza de gravedad sobre una persona es directamente proporcional a la masa del planeta. El núcleo es aproximadamente 1/3 de la masa, por lo que la gravedad caerá a 2/3 de lo normal. No creo que vomitaría. Ni siquiera creo que muera mucha gente. Quiero decir, antes de que la Tierra colapsara y todos muriésemos.
Además , los efectos de la gravedad de Júpiter sobre otros planetas no son muy grandes. La desaparición de la Tierra no será un gran problema para ningún otro planeta. Excepto la luna, por supuesto.
@kingledion, puede que tenga razón sobre la caída repentina de la gravedad, pero no leyó mi último párrafo con mucha atención. A menos que piense que mi penúltima oración no está de acuerdo con usted.
@JBH considerando la conservación del impulso y el centro de masa, el centro de masa de la Tierra no podría cambiar, y la fuerza del colapso no sería lo suficientemente grande como para enviar demasiadas cosas al espacio exterior. Entonces, ¿no estaría la mayor parte de la masa de la Tierra todavía volando por el espacio aproximadamente donde comenzó? Simplemente ya no se parecería a la Tierra.
¿Cómo ejercería el vacío del espacio alguna fuerza sobre el vacío dejado donde estaba el núcleo?
@ NL628, la naturaleza de una implosión es mantener todo junto....
También creo que "no tendría la oportunidad de sonreír" es un poco extremo. Creo que las personas saldrían volando por los aires cuando el suelo se desplomara debajo de ellos, pero pasaría un poco antes de que todo se derrumbara para matarlos.
@bendl El suelo no "se caería debajo de ellos". Caerían con el suelo.
@Azuaron No creo que lo hagan, ya que están cayendo solo por la fuerza de la gravedad, pero el suelo literalmente está siendo succionado debajo de ellos.
El vacío no ejerce una fuerza. La presión ejerce una fuerza que el vacío no resiste. En este caso, la implosión ocurre solo por la gravedad, y solo si las fuerzas cohesivas no la mantienen unida durante unos días primero.
Esto es muy similar a la mecánica de una nova, aunque con elementos pesados ​​fundidos en lugar de plasma.
Espero que alguien calcule el potencial de una reacción de fusión de la implosión.
@bendl El suelo está siendo presionado a 14,7 psi. Eso está muy por debajo del error de redondeo de las energías involucradas. Por no hablar de que el pueblo es presionado con la misma fuerza. No es pura caída libre, la roca debe deformarse, lo que absorberá parte de la energía. Sin embargo, estará cerca de eso.
@Stephan La única fusión que podría obtener es silicio-silicio> níquel. Eso requiere más de mil millones de temperaturas. No vas a ver nada de eso.
@pojo-guy hay una gran diferencia en que quitando mágicamente el núcleo de hierro de debajo no lo tendrás volando en tu cara a velocidades relativistas. Si una estrella explota, pierde masa, pero también proporciona suficiente masa para alejarte aún más, posiblemente junto con una dosis muy repugnante de neutrinos .
@JohnDvorak estuvo de acuerdo: la escala y la energía de la implosión planetaria son órdenes de magnitud más pequeñas, pero la mecánica es muy similar.

Voy a ir en la dirección opuesta a @JBH, y diré que no va a pasar mucho de inmediato.

Claro, la gravedad disminuirá instantáneamente, pero eso es todo para los efectos instantáneos. Por supuesto, hay muchas cosas que dependen de la gravedad para "hacer su trabajo", pero dudo que el planeta se derrumbe sobre sí mismo.

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

Esa página Wiki muestra que el núcleo interno e incluso el externo son partes relativamente pequeñas del interior de la Tierra. El manto tiene casi 1800 millas de espesor y es de roca sólida. La página explica que a la presión a la que está, puede moverse, pero solo lentamente. Incluso si las capas del manto interno implosionan para liberar la presión, solo hay una cantidad específica de espacio para que eso suceda, por lo que la presión debería alcanzar el equilibrio con el tiempo. Pueden pasar milenios antes de que algo de eso suceda, o podría suceder en minutos, potencialmente sin que los habitantes de la superficie (promedio) lo sepan.

Hay muchas cuevas grandes que muestran que la Tierra es autosuficiente.

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

Piensa en un arco. Si está construido correctamente, todo el arco ve más o menos la misma fuerza, ya que la piedra angular distribuye las fuerzas que ve hacia la estructura de apoyo que se encuentra debajo. Una esfera, incluso una hueca, es muy difícil de comprimir en todas las direcciones a la vez. Incluso algo tan fluido como la arena dejará de moverse y quedará atascado en un embudo, si hay demasiada compactación y no hay suficiente libertad de movimiento.

Lo que eventualmente y gradualmente sucederá es que el planeta se moverá a una órbita diferente. La constante gravitacional del planeta habrá cambiado, debido al cambio de masa, por lo que cambia la atracción de la planta hacia la estrella que está orbitando.

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

Ya no tengo el tiempo ni las habilidades matemáticas, o trataría de averiguar cuánta diferencia es eso. Definitivamente cambiaría la temperatura del planeta, pero sin hacer los cálculos, no sé si permanecería en la zona habitable circunestelar para que la vida siga siendo viable fácilmente. Ni siquiera sé cuánto tiempo tomaría si no se quedara allí, pero tendría que adivinar miles o decenas de miles de años.

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

El planeta también se enfriaría lentamente debido al núcleo fundido (de la Tierra) que proporciona una cantidad considerable de calor a su superficie.

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

También hay que tener en cuenta si la atmósfera se mantendría, ya que está retenida por la gravedad.

https://en.wikipedia.org/wiki/Atmosphere#Escape_atmosférico

Cualquier avión probablemente se estrellaría. La fuerza descendente contrarrestada por su sustentación cambiaría drásticamente. Tendrían una tendencia a tener demasiada sustentación, por lo que si el piloto no era lo suficientemente hábil, el avión no era lo suficientemente acrobático u otros 1000 problemas podrían hacer que el avión se disparara, se detuviera, volcara o no pudiera controlarse. . Cualquier cosa que vuele en piloto automático tendría que pasar al modo manual, y los pilotos automáticos tendrían que ser reprogramados antes de poder volver a usarse. Pero ese es un problema de los habitantes de la superficie, no una preocupación planetaria.

No soy un experto en física, pero creo que esta respuesta tiene más sentido. Un planeta hueco es esencialmente una cáscara de huevo gigante con la gravedad comprimiéndolo desde todas las direcciones por igual. Por lo tanto, creo que no colapsaría inmediatamente. Sin embargo, partes del manto eventualmente se romperían (en el lado interior) y se caerían. Eventualmente, la gravedad superaría la integridad estructural debilitada, de la misma manera que se derrumba un túnel a través de arena húmeda. Eso podría llevar años o incluso más.
Creo que la presión es demasiado grande en el manto para permitir que la integridad estructural del sólido estabilice la estructura incluso a corto plazo. Se podría pensar que la roca sólida sería capaz de resistir la presión dada la geometría, pero cuando se está tan profundo, la presión, especialmente con el vacío, hará que incluso las pequeñas inestabilidades colapsen todo el sistema. Y las fuerzas de marea de la luna romperán rápidamente el equilibrio incluso si tuviera una cavidad perfectamente equilibrada. Aunque es probable que la luna sea arrojada al espacio en este caso con bastante rapidez.
Esta respuesta no parece tener una idea de las fuerzas masivas involucradas. 1.300 millones de newtons por metro cuadrado, es suficiente para doblar y aplastar cualquier roca que no esté sostenida por un océano de hierro a la misma presión. En lugar de un puente de arena mojada, imagina uno hecho de arena seca . Sin embargo, la Tierra no saldrá de su órbita, la "constante gravitacional" es G(M+m), donde M es la masa del sol y m es la masa de la Tierra, ya que el Sol no cambia de masa. , la constante gravitacional es casi la misma.
@JamesK, nunca dije que mi arena estaba mojada y he visto arena seca compactarse en un embudo hasta donde no se moverá sin tocar el costado. De todos modos, dado que parece tener una idea de las condiciones que ocurren dentro de la Tierra y las matemáticas que las acompañan, lo invito a publicar su propia respuesta aquí. Vance49 también parece tener una buena explicación, pero tal vez puedas ampliar lo que sucede con el planeta interior.
@JamesK, el que respondió no dijo "arrojado fuera del espacio". Más bien, dice "miles o decenas de miles de años". Es decir, cambiará su órbita debido a las interacciones con otros cuerpos. ¿Como el viento solar que ahora absorbe en lugar de desviarse debido a la falta de magnetosfera, o la atmósfera que no tiene? La falta de luna también tendría un efecto.

Si se eliminara el núcleo de la Tierra (gradual o instantáneamente), el efecto principal sería la pérdida del campo magnético global.

La distancia media de la Tierra al Sol cambiaría en menos de 1 parte en un millón.

Aunque los dos primeros son fácticos, creo que la superficie no se hundiría significativamente, al menos en el corto plazo.

El campo magnético global de la Tierra se debe a la rotación de la Tierra y la rotación (ligeramente desfasada) del núcleo líquido. Si se quitara el núcleo, o simplemente se vitrificara, el campo magnético global colapsaría. Esto da como resultado dos problemas que eventualmente destruirían la civilización humana (al menos como la conocemos ahora).

El primer problema es que, sin un campo magnético, la Tierra no tendría defensa contra las tormentas solares (y menos protección contra los rayos cósmicos). No hemos experimentado una gran tormenta solar en más de 150 años, aunque una nos pasó por alto en julio de 2012. El evento de 2012 fue de aproximadamente la misma magnitud que la tormenta solar de 1859. Un estudio estimó que, si una tormenta de esa fuerza golpea Tierra ahora, tomaría entre 4 y 10 años para que la energía y otros servicios se restablezcan por completo. ¡Y eso si tuviéramos un campo magnético!

El segundo problema es la erosión de la atmósfera por el viento solar. Tenemos un ejemplo de eso con Marte. Dado que Marte es más pequeño que la Tierra, tiene una capacidad calorífica menor y una relación superficie/volumen mayor, por lo que su núcleo se enfrió mucho antes de lo que lo haría la Tierra. Según los datos recopilados del Mars Global Surveyor por el difunto Mario Acuña, el núcleo de Marte comenzó a vitrificarse alrededor de mil millones de años después de su formación. Eso explica por qué, hace mucho tiempo, Marte tenía una atmósfera lo suficientemente densa para soportar agua líquida en la superficie, y ahora casi no tiene (alrededor del 0,007% de la atmósfera de la Tierra).

Mirando Wikipedia, o cualquier texto de física, verás que en la ecuación de la distancia orbital media en un problema de dos cuerpos, la suma de las masas está en el denominador. La masa del Sol es unas 333.000 veces mayor que la de la Tierra. Dado que el núcleo es una pequeña fracción de la masa de la Tierra, el cambio en la suma de los dos y, por lo tanto, el cambio en la distancia media de la Tierra al Sol, sería menos de 1 parte en un millón.

La construcción de la Tierra es compleja y las propiedades mecánicas exactas de muchos de sus componentes no se conocen bien, por lo que solo puedo decir que no creo que ocurra nada catastrófico a corto plazo.

Lo importante es la pérdida del campo magnético.

/// Nota: la descripción de los efectos de pérdida del campo magnético descrita anteriormente es una simplificación de un evento complejo. Si bien es cierto que el campo magnético de la Tierra nos protege de ser bombardeados directamente por eyecciones de masa coronal (CME), es la presencia de un campo magnético lo que causa la mayor amenaza para nuestro mundo digital. Cuando son bombardeados por CME, el enorme movimiento de los campos magnéticos a medida que colapsan induce corrientes igualmente enormes en cualquier cosa que conduzca electricidad. El resultado es que casi todos los dispositivos eléctricos se fríen de forma permanente. ///

En los enlaces a continuación, he favorecido Wikipedia, ya que es gratis para todos, lo que a menudo no es el caso de los artículos científicos.

La tormenta solar de 1859: https://en.wikipedia.org/wiki/Solar_storm_of_1859

La tormenta solar de 2012: https://en.wikipedia.org/wiki/Solar_storm_of_2012

Cálculo de la distancia orbital media: https://en.wikipedia.org/wiki/Orbital_mechanics#Laws_of_astrodynamics

Misión del campo magnético Mars Global Surveyor: https://mgs-mager.gsfc.nasa.gov/

Cómo se genera el campo magnético de la Tierra: https://en.wikipedia.org/wiki/Earth%27s_magnetic_field#Earth%27s_core_and_the_geodynamo

Sin un núcleo sólido, la roca del manto estaría suspendida sobre un espacio vacío. El planeta se convertiría en un hipotético Dyson Shell, que colapsaría por la gravedad hasta que estuviera hecho de un material mucho más sólido que la roca. en.wikipedia.org/wiki/Dyson_sphere#Dyson_shell Entonces, el manto probablemente comenzaría a colapsar de inmediato.

Veamos qué tan jodido será todo en la superficie. Vamos con la Tierra. El núcleo interno tiene una masa de 10 ^ 23 kg, y si lo teletransportamos al espacio, no solo tendría suficiente masa para ser su propio planeta, sino que sería completamente devastador. La energía de enlace gravitacional de la Tierra es de aproximadamente 2,25 10 ^ 32 J, y se reduciría a 2,17 10 ^ 32 J. Suponiendo el peor de los casos (o el mejor de los casos, si considera cuánto tiempo les lleva a todos y todo en el planeta a morir), donde el núcleo interno se desvanece instantáneamente, y como el núcleo interno tiene un radio de 1221 km, la energía liberada por el planeta al colapsar sobre sí mismo sería de 6.92 10^31 J. Eso es más de una cuarta parte de lo suficiente para destruirlo por completo.

Los continentes se derrumbarían, el intenso calor producido por la fricción derretiría el planeta y el impacto liberaría una onda expansiva que desmoronaría todo lo que quedara y arrojaría una buena cantidad de la atmósfera del planeta. Para resumir, todos morimos. Y si desapareciera en el transcurso de un día, el desvanecimiento del campo magnético nos matará a todos, pero esta será una muerte más lenta y dolorosa.