Explosión en el espacio

Tengo curiosidad por saber qué sucede si una sustancia explosiva detona en el espacio. En la Tierra, supongo que una buena parte de la energía liberada se la llevan las ondas de choque de la atmósfera. Pero en el espacio, el medio que apoyó la propagación de la onda de choque en la Tierra está mucho más enrarecido, entonces, ¿cómo funciona eso?

mi instinto sería verificar con el experimento (que sería un tipo muy especial de genialidad) pero dudo que se haya hecho a gran escala.
Personalmente, voy a tener dificultades para configurar ese experimento :-) - También estaba pensando en las "explosiones" de supernovas en astrofísica. ¿Son esas solo ondas de choque que modifican abruptamente las propiedades del espacio como en la Tierra? El espacio todavía tiene algunos átomos por metro cuadrado/kilómetro de materia, ¿verdad?
@Frank: en realidad tienes ondas de choque en el medio intergaláctico debido a las supernovas, y los picos de densidad causados ​​por esto pueden hacer que se formen nuevas estrellas en las regiones alrededor de la región comprimida de las ondas de choque, o puede hacer que las estrellas estables se conviertan en supernova.
Está bien, no tengo ningún problema con eso. Pero me pregunto cómo funciona realmente. En la Tierra, en la atmósfera, puedo ver cómo las moléculas de gas se empujan unas a otras, propagando la onda de choque (¿es así?), pero si el medio intergaláctico tiene 1 molécula por kilómetro cúbico, ¿cuáles son las probabilidades de que una molécula colisione con un vecino para propagar la onda de choque? ¿Es esa onda de choque intergaláctica entonces principalmente energía electromagnética?
@Frank: sospecho que Jerry quiso decir "interestelar" en lugar de "intergaláctico". La densidad del medio interestelar varía pero es del orden aproximado de una molécula por cm³. La posibilidad de que una molécula golpee algo cuando pasa a través de cualquier centímetro cúbico en particular es bastante pequeña, pero hay tantos centímetros cúbicos que atravesar que eventualmente golpeará algo. (También tenga en cuenta que si el gas interestelar está ionizado, los iones no necesitan chocar entre sí perfectamente para intercambiar algo de impulso).

Respuestas (4)

¿Qué es una onda de choque ?

Es una forma de frente de onda que surge de la dispersión de las partes de la explosión. En la interacción con el medio, la energía y el momento promedio de las partículas/fragmentos originales se reducen y se transfieren al frente de onda.

Cuando no hay medio, las partículas/fragmentos/gas que siguen la conservación del impulso se dispersan linealmente hasta que encuentran un obstáculo. Si están en un campo gravitatorio, seguirán los caminos correspondientes prescritos por el campo en lugar de linealmente, y habría que resolver esas ecuaciones.

Las supernovas, discutidas en un comentario de @JerrySchirmer, crean su propio medio por la enorme cantidad de materia que tienen, por lo que se generan ondas de choque. Esa es una historia diferente. Si no hay medio no hay onda de choque.

No soy químico, pero entiendo que una explosión química es que hay una liberación muy rápida de energía y PRODUCTOS. Entonces diría que los productos se aceleran y se expanden. Dado que no hay una atmósfera contra la cual trabajar, la dinámica es bastante simple. Hace un par de años, la NASA usó un impactador para estudiar un cometa. Tal vez haya un modelo de la pluma en los artículos publicados.

Sí, creo que pasé por alto la liberación de productos además de la energía. Eso probablemente también sea crítico en el caso de la explosión de supernovas.

Una parte de la energía se libera como radiación, la onda de choque electromagnética viajará en el espacio muy lejos.

Las ondas electromagnéticas viajan con una velocidad relativa a las especificaciones del medio. Cuando las especificaciones del medio no son constantes a lo largo de la distancia, se producen ondas de choque.

Estaba leyendo una muestra de un libro aleatorio que encontré ('Grandes fórmulas explicadas') y me topé con esta fórmula que trata sobre 'Explosiones': Fórmula de Taylor-Sedov . Luego recordé esta publicación en 'Stackexchange - Physics' y pensé en publicarla aquí.

Aquí hay un fragmento extraído de esta muestra:

Cuando se produce una fuerte explosión, se forma una onda de choque que se propaga de forma esférica alejándose de la explosión. El frente de choque separa la masa de aire que se calienta y comprime debido a la explosión del aire no perturbado.

Usando el concepto de soluciones de similitud, los físicos Taylor y Sedov derivaron una fórmula simple que describe cómo el radio (en m) de tal esfera de choque crece con el tiempo (en s). Para aplicarlo, necesitamos conocer dos cantidades adicionales: la energía de la explosión E (en J) y la densidad del aire circundante D (en Kg/m3). Aquí está la fórmula:

r = 0,93 * (E/D) potencia 0,2 * t potencia 0,4

Esta fórmula también se utiliza para modelar explosiones de supernovas. Una búsqueda de 'fórmula de Taylor Sedov para explosiones' en cualquier buen motor de búsqueda le conducirá a un buen número de fuentes para leer. Aquí hay un par de ellos:

1) Onda Explosiva

2) Remanente de supernova

3) Remanente de supernova explicado con fórmulas

Explosión en el espacio
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