Nadar en una bola de agua en el espacio

La mejor respuesta se obtiene de what-if de xkcd: https://what-if.xkcd.com/124/ . No es el espacio, pero describe el flujo de fluidos en una gravedad más baja, por ejemplo, cómo podrías saltar de la piscina simplemente realizando maniobras acuadinámicas o caminar sobre el agua. Es realmente una lectura genial.

Como se menciona en el artículo de xkcd: bucear y flotar, que se trata principalmente de diferencias de densidad y viscosidad, no cambiaría, podría bucear aproximadamente a la misma velocidad que antes.

Debido a la ley de la gravedad , la bola de agua tendría algo de gravedad, simplemente debido a su masa. Según el teorema de la capa de Newton, tendrías una atracción gravitacional máxima cerca de la superficie, y aunque la presión aumentaría a medida que te sumergieras (proporcional a la gravedad de la bola de agua), la gravedad disminuiría. Sin embargo, este efecto no es muy medible (si quiere ver por qué, siga leyendo; de lo contrario, vaya al final).

Suponiendo un cuerpo desprotegido, no sería capaz de profundizar mucho, o no tendría una tonelada de agua para mantener unida esta bola de agua; en realidad, solo puede descender entre 50 y 100 metros, según los récords mundiales .

Una bola de agua de 100 m de radio, como señala Wolfram , es solo 3 milésimas del 1% de la gravedad terrestre, esencialmente nada. Caminar a través de esta bola sería muy parecido a caminar en el espacio, pero con un arrastre de inercia para detenerte.

Aumente el radio 100000 veces, y sentirá el 30% de la gravedad de la tierra (y su bola de agua permanecerá unida), pero no sentirá ninguna variación con la profundidad, ya que no puede bucear muy profundo.

El punto de quiebre entre estos dos puntos sería cuando tu velocidad de nado alcanzaría la velocidad de escape de tu bola de agua. En este caso, Wolfram me ayuda nuevamente a demostrar que estaría alrededor de un radio de 2,68 km . Más pequeño que eso, y cuando nadas fuera de la pelota, simplemente te alejas flotando. Más grande que eso, y la pelota te atraparía y te empujaría hacia adentro.

Entonces, la conclusión es que nadar en una gran bola de agua es como nadar muy lentamente en el espacio , hasta que la bola de agua crece lo suficiente (2,68 km). Entonces se siente como nadar en una piscina gigante en un planeta distante. Por practicidad, la bola de agua no funciona, pero la piscina lunar es impresionante.

Editado para mayor claridad sobre la fuente de la gravedad, mientras que el cartel menciona 0g.

Supongamos que por "nadar en el espacio" se quiere decir que no hay gravedad alguna. Una visión microscópica (básica) de la presión como la fuerza ejercida por las partículas (p. ej., moléculas) de un fluido sobre una superficie implica que aún habrá una presión sobre un cuerpo macroscópico en el fluido, independientemente de las fuerzas externas, como la gravedad. — aunque en una situación estática , la fuerza neta sobre el cuerpo será cero.

Si fuera del fluido, la presión es cero, entonces significa que si sale de la superficie y entra en la masa (dentro del fluido), sentirá más presión. Pero la presión será (casi) la misma en la mayor parte del fluido.

Finalmente, recuerde que lo que dije anteriormente es cierto solo en un caso cuasi estático . A medida que uno nada a través del fluido, lo perturba mucho, y esto significa que la presión local no será homogénea en el espacio y cambiará con el tiempo.