¿Cómo encender la atmósfera?

Fue algo que se planteó, pero se desacreditó con bastante rapidez. La preocupación no era sobre una reacción química (la atmósfera es bastante inerte químicamente ya que sus dos constituyentes principales no tienden a reaccionar entre sí). Más bien les preocupaba que se produjera una reacción en cadena nuclear de fusión nitrógeno-nitrógeno o fusión nitrógeno-hidrógeno (con el hidrógeno siendo suministrado por la ebullición de los océanos y la disociación del agua). Aquí hay un artículo contemporáneo al respecto, que muestra que no sucederá: http://www.fas.org/sgp/othergov/doe/lanl/docs1/00329010.pdf

En términos generales, muestran que a cualquier temperatura el calor irradiado es mayor que el calor agregado por las reacciones de fusión nitrógeno-nitrógeno, dada la densidad del nitrógeno en la atmósfera y suponiendo que cualquier colisión física de suficiente energía da como resultado la fusión (porque no lo hicieron). no se conoce la verdadera sección eficaz de la reacción). Esto significa que siempre se pierde energía, por lo que la reacción no puede ser autosuficiente. También demostraron que las colisiones físicas de NH son menos probables y que otros procesos que no han tenido en cuenta consumen más energía, por lo que, en general, muestran que no sucede, incluso tomando suposiciones generosas a favor de que suceda.

Así que me temo que la respuesta es que no puedes bajo las leyes reales de la física con una composición atmosférica como la de la Tierra. Si puede poner grandes cantidades de algo inflamable o fusible/fisionable en la atmósfera, entonces se vuelve mucho más fácil, obviamente. Si no estamos hablando del mundo real y desea cambiar las leyes de la física de una manera que no se note demasiado, entonces tal vez algo como aumentar el tamaño de los núcleos atómicos para que las interacciones de fusión sean más probables haría que la situación fuera la mejor. los científicos temían posible (ignorando los efectos secundarios en las estrellas, etc.).

La pregunta tiene los hechos ligeramente confusos. Fue Edward Teller , siempre entusiasta de las explosiones muy grandes, quien planteó la cuestión. No se trataba de una combustión ordinaria, porque tratar de quemar nitrógeno con oxígeno no libera calor, sino que lo absorbe. Eso es fácil de determinar: la atmósfera no se ha incendiado debido a la caída de rayos en los 850 millones de años desde que comenzó a contener una cantidad significativa de oxígeno.

El miedo real era a una reacción nuclear en cadena, fusionando los núcleos de los átomos de nitrógeno. Si esto pudiera iniciarse y llegar a ser autosuficiente, entonces toda la atmósfera se desataría en una explosión nuclear. Esto ciertamente acabaría con toda la vida en la Tierra. Sin embargo, esto es físicamente imposible.

Las matemáticas y la física para calcular esto estaban disponibles en ese momento y Hans Bethe y Emil Konopinski hicieron los cálculos y demostraron que era imposible; con un gran margen de error. Unos años más tarde, Konopinski, C. Marvin y Teller hicieron el cálculo para las armas termonucleares y demostraron que también era imposible para ellos. De hecho, su informe está disponible en línea: aquí .

En resumen, el calor producido por dicha fusión se irradia demasiado rápido para que la reacción sea autosuficiente. Probablemente obtendrá alguna fusión de nitrógeno dentro de una explosión nuclear, pero la reacción se detiene muy rápidamente. Las explosiones de fusión prácticas necesitan que su combustible tenga una densidad mucho mayor que la atmósfera y que esté confinado de alguna manera (como en el núcleo de una estrella ). Estas condiciones simplemente no están disponibles para una bomba que detona en la atmósfera.

Entonces, esto no fue una preocupación en el momento de la primera prueba nuclear (que no se dejó caer, sino que se activó en la parte superior de una torre). Enrico Fermi estaba ofreciendo hacer apuestas sobre su probabilidad, pero esto era una broma .

La idea de encender la atmósfera era que les preocupaba que el calor tremendamente concentrado de esa explosión nuclear pudiera crear una reacción en cadena. Los gases se queman a mayor velocidad a altas temperaturas, y no teníamos mucha evidencia de lo que sucedería con los gases a esas temperaturas. Solo teníamos nuestros modelos teóricos (y algunas pruebas a pequeña escala). Existía la preocupación de que a esas temperaturas, los gases en la atmósfera pudieran arder lo suficientemente rápido y lo suficientemente calientes como para hacer que la atmósfera cercana también ardiera.

Por supuesto, esto se puso fin antes de que probaran la bomba. Bueno, tanto como una teoría se deja descansar en la ciencia. Este es el desafío que uno enfrenta con la nueva física. Nadie tenía experiencia con un arma nuclear tan grande. En ciencia, tenemos que preocuparnos constantemente por hacer modelos teóricos en una región donde ese modelo falla debido a algún cambio imprevisto. Un científico concienzudo se preocupa por esto cada vez que supera los límites de la ciencia.

Con el conocimiento moderno, está bastante claro que no podemos encender la atmósfera. No hay suficiente oxígeno, no hay suficiente combustible. Es algo bastante inerte.

En teoría, uno podría tratar de liberar un volumen de hidrógeno y oxígeno a escala planetaria en la atmósfera para enriquecer la mezcla hasta donde se encendería. Sin embargo, cuando preguntas "qué tan fácil sería para mí hacer esto", la respuesta es "sería una hazaña gigantesca para toda la humanidad en el mejor de los casos".

Bueno, para ser justos, una explosión nuclear no es tan caliente después de todo. 10 millones de grados seguramente suena mucho, pero esto es "solo" 10 ^ 7, mientras que el máximo teórico está en algún lugar en 10 ^ 32.

Entonces, si la fuente es lo suficientemente caliente, la radiación de calor podría no ser lo suficientemente rápida antes de la Atmósfera, o la mayor parte se ha fusionado con nitrógeno.