¿Qué pasa si todo se detiene?

Supongamos que, a través de algún mecanismo fantástico, todos los objetos macroscópicos (es decir, razonablemente masivos) del universo se pusieran instantáneamente en reposo. En otras palabras, la velocidad relativa entre cada dos de estos objetos se establece en 0. Después de ese instante, la Física reanuda sus actividades como de costumbre. ¿Qué pasa después?

Intuitivamente, parece que todo comenzaría a caer directamente hacia la masa más grande más cercana (así que la tierra cae directamente hacia el sol, el sol cae directamente hacia el núcleo galáctico, etc.) pero me pregunto si hay suficiente perturbación debido a la interacción con cuerpos de masas similares que las cosas en realidad simplemente se estabilizarían en un tipo de arreglo similar al anterior.

Algunas aclaraciones adicionales en respuesta al comentario:

La intención es que todos los objetos razonablemente masivos se midan instantáneamente a velocidad 0 en relación con un observador en cualquier punto del universo (hay un poco de movimiento de manos cuando se llega a escalas más pequeñas, ya que no quiero que toda la materia estar repentinamente en 0K debido a la pérdida de energía cinética térmica). Entonces, no importa dónde se encuentre en el universo en ese instante, todo parecerá haber dejado de moverse instantáneamente (dentro de los límites del tiempo que tarda la luz en llegar notificándote de este evento; las cosas todavía parecerían haberse estado moviendo cuando miras hacia el pasado antes del evento.) Sin embargo, creo que habría una discontinuidad notable en el movimiento observado para eventos pasados. ¿Quizás hay un problema más fundamental con la idea aquí?

Suponiendo que nadie muriera en el impacto del arresto.
en reposo con respecto a qué?
¿Estamos hablando también de la rotación de estos cuerpos? Una parada repentina de la rotación de la Tierra debería lanzarnos a la mayoría de nosotros al espacio, ¿no?
@ Duodécimo, mi pensamiento sería que el momento angular también se detiene instantáneamente, ya que creo que eso es realmente necesario para evitar el 'desplazamiento' que mencionaste.
@ Duodécimo: "Una parada repentina de la rotación de la tierra debería arrojarnos a la mayoría de nosotros al espacio, ¿no?": No, porque eso también sería un movimiento relativo (entre nosotros y la tierra).
¿Se detendría también la expansión del universo? Específicamente, ¿quiere decir velocidad peculiar = 0 o velocidad observada = 0?
@ 2012rcampion, creo que la expansión espacial probablemente debería continuar sin obstáculos, por lo que efectivamente la velocidad peculiar. Los efectos relativistas se vuelven un poco complicados por sí mismos.
@Oldcat Todo se está moviendo al mismo marco de referencia aquí, por lo que la respuesta es "en relación con todo lo demás". No estoy seguro de si la relatividad introduce alguna ambigüedad en cuanto a las posiciones de las cosas después.
Es gracioso que OP primero ignore toda la física (tal detención de todo movimiento es imposible y requeriría una gran cantidad de energía que no hay forma de proporcionar), básicamente apaga las leyes de la física y luego las vuelve a encender. Entonces, ¿qué mundo estás construyendo: el mundo de la magia o el mundo de la física?
¡Si TODO se detiene, entonces no pasa nada! Por supuesto !

Respuestas (5)

No estoy seguro de lo que sucedería a escala cósmica si se detuviera la expansión del universo, así que hablaré de lo que sucede si la velocidad peculiar de todos los objetos se establece en 0. Es decir, localmente todos los objetos parecen estacionarios, pero los objetos distantes todavía tienen una velocidad radial exactamente proporcional a su distancia. También ignoraré el problema de que esto suceda "instantáneamente" suponiendo que todos los objetos se detienen simultáneamente con respecto a su marco de referencia (el del observador).

  • Todos los planetas caen en sus estrellas. Son destruidos incluso antes de ser incinerados cuando pasan el límite de Roche y son destrozados por las fuerzas de marea de la estrella. Sin la ayuda de la velocidad de la Tierra, ninguna nave espacial podría alcanzar la órbita heliocéntrica, lo que significa que la humanidad también está condenada.
  • La mayoría de las estrellas sobreviven (inicialmente). La fuerza centrífuga es insignificante en comparación con las presiones que sostienen la estrella, por lo que el hecho de que la rotación se detenga no tiene un efecto notable. Se nota el impacto de uno de los gigantes gaseosos: Neptuno golpearía con una velocidad de 600 km/s (0,2% de la velocidad de la luz). Sin embargo, la enorme masa del Sol absorbe fácilmente el golpe y cualquier material lanzado al espacio eventualmente volverá a caer en el Sol. Sin embargo...
  • Las estrellas binarias pueden no sobrevivir. Depende de la situación específica: dos estrellas similares probablemente se combinarán en una estrella más masiva. Sin embargo, los sistemas estelares con un objeto compacto como una enana blanca o una estrella de neutrones probablemente se convertirán en supernova o colapsarán en un agujero negro debido a la masa añadida. Hablando de agujeros negros...
  • Muchas estrellas son tragadas por un agujero negro. Específicamente, los agujeros negros que residen en los centros de las galaxias. El Sol tarda unos 10 millones de años en caer al centro de la galaxia y, para entonces, la mayoría de las estrellas del núcleo galáctico se habrán consumido. Con miles de millones de estrellas, las interacciones gravitatorias son lo suficientemente complejas como para que algunas estrellas se desvíen y entren en órbitas altamente elípticas alrededor del agujero negro. Probablemente no haya colisiones estelares, ya que las estrellas son muy pequeñas.
  • La evolución del universo continúa casi con normalidad. Ahora hay muchas menos estrellas en cada galaxia, pero no hay un cambio real en las estructuras a mayor escala.
Entonces, ¿este futuro universo estaría bastante desprovisto de planetas? Tengo curiosidad acerca de cuáles serían las implicaciones para alguna forma de vida que evolucionó después de la 'congelación' y qué observaciones podrían llevarlos a teorizar que tal evento podría haber ocurrido en el pasado.
"Las estrellas son [...] pequeñas". Bueno, si no me sintiera diminuta antes...
@Dan Bryant Se crearán nuevos planetas alrededor de nuevos soles a partir de materia expulsada por novas y supernovas, exactamente como los viejos planetas tragados por viejos soles.
¡@Cragor, incluso el centro galáctico es solo alrededor de 1 mil billonésima parte de una estrella porcentual por volumen!
@DanBryant La vida posterior a la congelación probablemente notaría que en algún momento en el pasado la cantidad de energía en el universo disminuyó drásticamente: más allá de cierta distancia, las galaxias parecen tener muchas más estrellas que las cercanas. Este sería un cambio bastante abrupto, pero aún podrían ver muchas galaxias en proceso de colapso, todas a la misma distancia.
"destruidos incluso antes de que fueran incinerados": el límite de Roche del Sol es aproximadamente el 1% del afelio de Mercurio, y la superficie de Mercurio ya está bastante calentita durante el día. Pero realmente depende de lo que entiendas por incinerar. Y posiblemente de qué lado del planeta estás mientras cae :-)
Por supuesto, la Tierra perdería su atmósfera por el límite fluido de Roche, junto con cualquier otra cosa que no esté fijada, así que supongo que podrías llamarlo "desgarrado", incluso si el límite es más pequeño teniendo en cuenta la rigidez. Presumiblemente, se está moviendo bastante rápido para entonces de todos modos, por lo que tendrías que prestar mucha atención para determinar si te quemaste con los pies aún en el suelo o si te chamuscaste mientras te liberabas del planeta.
¿No se unirían también los agujeros negros que solían ser cúmulos de galaxias? No creo que lo que llamamos cúmulos estén lo suficientemente dispersos como para que la expansión venza a la gravedad.
el límite de Roche no importaría ya que eso se aplica solo a los objetos en órbita, si todo se detiene, entonces simplemente están cayendo
@ratchetfreak Mirando el artículo de wiki nuevamente, la derivación no asume que el cuerpo está en órbita. Básicamente, el límite de Roche es donde el gradiente de gravedad del cuerpo más grande es mayor que la gravedad del cuerpo más pequeño, independientemente del movimiento relativo.
@ShadSterling Las galaxias ya están haciendo eso. Busca "Milkomeda" en Google si aún no lo has hecho.
@NoName, es bien sabido que la Vía Láctea y Andrómeda se dirigen a una colisión, y que se cree que las colisiones galácticas son comunes, pero nunca antes había visto eso descrito como "caída". ¿Tiene usted una fuente para eso?
@ShadSterling La razón por la que se están moviendo uno hacia el otro es por la gravedad. Se cree que el Grupo Local (que contiene ambas galaxias y bastantes otras) es una estructura gravitacional, con su centro en algún lugar entre nosotros y Andrómeda. La congelación probablemente agregaría al menos un millón de años al tiempo estimado de colisión, pero aún sucederá.
@NoName, es probable que se deba a alguna interacción gravitatoria, pero no necesariamente entre sí. Si dos asteroides chocan, probablemente llegaron allí debido a algunas interacciones gravitatorias, pero no decimos que cayeron juntos; cuando un meteoro golpea un planeta, no lo describimos como cayendo hasta la última parte de su trayectoria. Si es diferente para las galaxias, esta es la primera vez que lo escucho, y me interesaría ver una fuente para eso.
@NoName, pero a lo que me refería es que después de que el grupo local se haya unido por completo en un solo agujero negro, y cada otro grupo que conocemos se haya unido de manera similar en un solo agujero negro, ¿no caerían también uno hacia el otro? ¿O están lo suficientemente separados como para que la expansión lo impida?
@ShadSterling Quizás "caer" fue un abuso de terminología, pero dado que la Vía Láctea y Andrómeda son las galaxias más grandes a nivel local, no puedo pensar en nada más que pueda atraerlas a un curso de colisión que no sea entre sí (mientras que los asteroides, a menos que son rebeldes, podrían ser lanzados por su estrella o un planeta cercano en un curso de colisión).
@ShadSterling En cuanto a si la energía oscura podría detener el colapso del Grupo Local después de "la congelación", no he analizado los números ni tengo los números para analizar, pero supongo que "probablemente no", aunque puede detenerse Laniakea (nuestro supersupercúmulo) o incluso Virgo (nuestro supercúmulo) se derrumben, si es que aún no lo han hecho.

Relative velocity between any two objectses difícil de definir. Supongamos que desea decir que la velocidad de rotación de cualquier objeto en el campo gravitatorio de cualquier objeto más grande se establece en 0 (lo que representaría todos los sistemas solares, un agujero negro en el centro de la galaxia) y dos objetos/galaxias con masa similar detendrá la rotación alrededor del centro de gravedad común. ¿Suficientemente cerca?

Todos los objetos colapsarán hacia el centro de gravedad. Esto restaurará algunos impulsos de rotación. Algunas viejas estrellas colapsarán, otras explotarán. Mucha materia se "almacenaría de forma permanente" en los agujeros negros, pero supongo que quedará suficiente materia fuera. Se formarán y explotarán nuevas estrellas. El colapso y el renacimiento continuarán durante muchos miles de millones de años, la entropía seguirá aumentando, y después algún tiempo (que no soy capaz de calcular, pero miles de millones de años) no habría rastro de "congelación de impulso" anterior.

Y así continuará hasta la muerte térmica del universo a menos que encontremos alguna tecnología avanzada (indistinguible de la magia) que pueda revertir las leyes de la termodinámica.

La caída del Sol en el agujero negro galáctico llevaría mucho tiempo, y la gravedad de cualquier objeto vecino afectaría su trayectoria, y las estrellas seguirían formándose y explotando, incluso durante la caída hacia el agujero negro central. El colapso no será un asunto de unas pocas semanas, y gran parte de la masa sobreviviría a la caída.

En realidad es muy fácil de definir: Velocidad en el marco del centro de masa. Bueno, a menos que se suponga que es válido para el universo completo, por supuesto, porque no tiene centro de masa. En ese caso, el movimiento relativo al fondo cósmico de microondas sería la mejor opción.

Los objetos más grandes pueden generar suficiente energía de rotación para no colapsar (por ejemplo, algunas de las estrellas de la galaxia sobrevivirían), pero esencialmente sí, tiene razón. Cualquier cosa en órbita colapsa encima de lo que sea que esté orbitando. Los resultados son bastante catastróficos para, bueno, todo.

La única buena noticia es que el colapso puede desencadenar suficientes supernovas como para desencadenar una nueva ola de formación estelar.

¿Qué es esta “energía rotacional” de la que hablas? Si todas las velocidades relativas se vuelven 0, ya nada gira.
@Gilles Los objetos se atraen entre sí. Como ejemplo simple, imagina un sistema estelar binario con un planeta gigante gaseoso. El planeta es atraído hacia ambas estrellas, por lo que no cae en línea recta hacia ninguna de ellas, ya que es atraído hacia el centro de masa. Si esa curva es suficiente para significar que pierde las estrellas, terminará en una órbita elíptica.

Quería comentar sobre la respuesta de 2012rcampion , pero no tengo la reputación, así que intentaré expandir mis pensamientos en algo que pueda pasar por una respuesta. Espero obtener suficientes votos a favor para poder comentar en el futuro.

Estoy de acuerdo con la respuesta de 2012rcampion hasta la última viñeta. creo que es mas probable que

  • Después de que las galaxias se reduzcan en su mayoría a agujeros negros supermasivos con unas pocas estrellas en órbitas excéntricas, los cúmulos de estos (anteriormente "cúmulos galácticos") también se unirán. No estoy seguro de lo que sucedería cuando se unieran, pero esperaría que la mayoría de ellos estuvieran lo suficientemente perturbados como para evitar colisionar y formar sistemas orbitales de agujeros negros supermasivos. Algunos de estos todavía incluyen estrellas y planetas, pero pocos (si es que hay alguno) planetas permanecen en órbita alrededor de una estrella.

No estoy seguro de que la evolución del universo continuaría "normalmente":

  • Sin la mayoría de las estrellas sería mucho más oscuro
  • Con algunos de los agujeros negros supermasivos en órbitas pequeñas y rápidas, habría ondas gravitacionales mucho más fuertes que las que hay ahora.
  • El polvo cósmico y las nubes en su mayoría habrían caído en estrellas o agujeros negros. Con mucha menos masa emitida por las estrellas, no se reformarían como antes, y donde se acumularan serían reformadas por las ondas gravitacionales.

Pero puede haber algunas formaciones que son más familiares:

  • Algo le sucedería al material estelar que escapó de la caída a un agujero negro cuando la estrella cruzó su límite de Roche y se desgarró. Parte de eso podría formar nuevas estrellas y sistemas planetarios, algunos de los cuales incluso podrían tener órbitas estables alrededor o dentro de los sistemas de agujeros negros.

Por supuesto, tenemos muy poca idea de lo que sucedería con toda la materia oscura.

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No soy nuevo en el intercambio de pilas. He estado frustrado por la trampa de baja reputación en varios sitios de intercambio de pilas diferentes durante algunos años. Aparentemente, me resulta mucho más fácil pensar en pequeñas mejoras en las respuestas existentes que en respuestas (o preguntas) completamente nuevas.
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... y por coincidencia llegué a ese umbral hoy, gracias a algunos votos positivos a una respuesta en SuperUser. Alrededor de un año después de que empecé a intentarlo.

El problema con su Suposición de que todo es atraído hacia el objeto más pesado más cercano es que hay muchos objetos en el universo.

dado tu ejemplo de la tierra cayendo hacia el sol y el sol cayendo hacia el centro de la galaxia, tienes una bola atraída por una bola que ya se está moviendo.

Entonces, lo que podría suceder es que todo comience a moverse hacia estos tirones gravitacionales y luego algunos de ellos comenzarán a girar y todo comenzará de nuevo, tal vez no exactamente igual pero de una manera nueva, algunos objetos serán destruidos (o convertidos en algo nuevo ) golpeando otros objetos en la Galaxia.

Lo importante es que cuando se descongele el Freeze, todas las cosas comenzarán a moverse nuevamente, y probablemente no de la misma manera que lo hicieron en el pasado.

La tierra puede comenzar a girar de la misma manera que antes, un lado cayendo más rápido que el otro lado (gracias Monte Everest), y debido a que la tierra está ligeramente aplastada por los muchos años de giro que ya han ocurrido, la tierra girará desde el eje polo norte-polo sur. Sin embargo, la única razón por la que esto sucedería es por la atracción del resto de los planetas.

Recordemos por un segundo que Marte, Neptuno, Júpiter (no un planeta, Plutón), Saturno (no en orden) también caerán hacia el sol, y la tierra también será atraída hacia ellos cuando la tierra está más cerca de ellos que el sol y al revés, aunque uno es más pesado que el otro, todavía tienen un efecto el uno en el otro, no solo una calle de sentido único.

El sistema tierra-sol sería atraído más o menos por igual al centro de la galaxia, lo que tendría el efecto suficiente para que la tierra aún golpee al sol.
si el sol está en el vector Tierra-Centro de la Galaxia o cerca de él, en el momento de la parada/reinicio
¿Qué pasa si todo se detiene?
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