Was würde passieren, wenn 10^37 J Energie durch Antimaterie-Detonation in die Sonne abgegeben würden?

Mein erster Beitrag hier, und es geht mehr darum, Welten zu zerstören, als sie zu erschaffen.

Betrachten Sie dieses Szenario:

Ein erdähnlicher Planet, auf dem ein mächtiger Zauberspruch gesprochen wurde, der alle Positronen vor der Vernichtung bei Kontakt mit normaler Materie schützt. Stabile Antimaterie kann endlich (in gewissem Sinne) existieren. Und Positronium findet eine Reihe nützlicher Anwendungen, einschließlich des Waffenaustauschs mit Paralleluniversen (die nicht dasselbe Schutzfeld teilen).

Etwas, das diese Zauberer nicht berücksichtigten, war, dass sich dieses Schutzfeld mit Lichtgeschwindigkeit nach außen ausdehnte. 7 Minuten nachdem der Zauber gesprochen wurde, begannen sich Positronen im sonnenähnlichen Stern des Planeten anzusammeln. Die Proton-Proton-Fusionsreaktion in ihrem Kern wird etwa 5 % weniger energiereich, da sie teilweise durch Elektron-Positron-Vernichtung angetrieben wurde. Dies bleibt aufgrund der 1000-jährigen Halbwertszeit, die es dauert, bis Wärme die Sonnenoberfläche erreicht, für eine Weile völlig unbemerkt.

Einige Zeit später, sagen wir 10.000 Jahre, deaktiviert eine Terroristengruppe namens Curse Breakers den Zauber. Alles gespeicherte Positronium detoniert sofort. Aber 14 Minuten später werden die Überlebenden dieser Explosion Zeugen einer noch größeren kosmischen Katastrophe - der Zerstörung ihrer Sonne.

Was ich frage, ist folgendes: Wie groß wäre der Boom? Wie schnell würde es gehen?

Wenn meine Berechnungen richtig sind, würde die dicke Hülle aus Positronen um den Kern 6,28 x 10 ^ 36 Joule enthalten. Könnte der Stern mit dieser Energie, die in einem winzigen Bruchteil einer Sekunde freigesetzt wird, einem Heliumblitz ausgesetzt werden? Runaway Fusion im Kern? Vielleicht sogar eine Supernova?

(Wenn nicht, wie lange müsste der Zauber dauern, um genügend Positronen zu erzeugen?)

Bearbeiten: Und welche Auswirkungen wären auf dem Planeten zu spüren, vorausgesetzt, er ist erdähnlich und umkreist 1 AE?

Willkommen bei worldbuilding.SE! Das ist eine gute Frage, aber ich frage mich, ob es besser ankommen würde, wenn wir uns von einigen Daten zurückziehen und andere einbeziehen würden. Die Art der Explosion ist irrelevant, die tatsächliche Joule-Zahl ist es auch. Das Verhältnis der explosiven Energie zu etwas ist wichtig, aber was ist dieses Etwas? Könnten Sie sich, anstatt „Positronenhülle“ zu sagen, auf eine bestimmte Schicht der Sonne beziehen? wie die Photosphäre oder Corona? Dadurch würde vermieden, was ich vermute, eine Reihe von Kommentaren, die versuchen, Ihre Beschreibung an der Wissenschaft auszurichten, anstatt die Frage zu beantworten.
Nun, die kurze Antwort ist, dass ich gehofft hatte, Sie könnten es mir sagen. Ob die Positronen um den Kern herum verbleiben, in die obere Atmosphäre diffundieren oder als Sonnenwind ausgestoßen werden, der feurigen Tod auf jeden nahe gelegenen Planeten regnet, ist reine Spekulation meinerseits. Ich stelle mir vor, einige könnten sich mit Elektronen paaren und zu neutralem Positronium werden, das aufgrund seiner geringen Dichte an die Oberfläche schwimmen könnte. Aber funktioniert der Auftrieb in der Atmosphäre eines Sterns überhaupt genauso?
Die Art des Sterns spielt auch eine große Rolle, was Sie als Zerstörung eines Sterns klassifizieren würden. Eine Nova ist eigentlich eine Kontraktion des Sterns unter seiner eigenen Schwerkraft, die den größten Teil des übrig gebliebenen Wasserstoffs verschmilzt und dabei einen Lichtblitz aussendet. Das ist fast das Gegenteil einer Explosion. Aufgrund der Größe unserer Sonne wird sie niemals in eine Nova übergehen, sondern sich zuerst ausdehnen und dann zusammenbrechen, an welchem ​​​​Punkt in diesem Zyklus würden Sie sie als zerstört bezeichnen?
Im Titel sagen Sie "die Sonne"; aber im Körper spricht man vom Stern eines anderen, fremden Systems. Bitte spezifizieren Sie, welche Art von Stern Sie sich vorstellen, seine Größe usw. Wenn Sie es einfach halten wollen, könnten Sie einfach sagen, dass er mit unserer Sonne identisch ist; Wenn Sie schon etwas anderes im Sinn haben, dann geben Sie die Daten für den betreffenden Stern an.
Zur Verdeutlichung ist es ein sonnenähnlicher Stern. (Eigentlich wäre es einfacher gewesen, wenn ich einfach gesagt hätte, dass es auf der Erde stattgefunden hat, aber ich weigere mich hartnäckig, meiner eigenen Multiversum-Überlieferung zu widersprechen!)
Ein Problem in Ihrem Universum könnte der plötzliche Rückgang des Sonnenlichts um 5 % vor der Explosion sein. Allein die Reduzierung durch direkte Sonneneinstrahlung verursacht einen Temperaturabfall von 4 Grad plus die zusätzlichen zusammengesetzten Effekte wie mehr reflektierender Schnee und Eis. Es ist schwer, diesen enormen Klimawandel über Nacht nicht zu bemerken.
Wenn Sie Magie und Physik willkürlich mischen, dann gibt es überhaupt keinen Grund für irgendetwas. Sie können das Ergebnis einfach so zaubern , wie Sie es möchten. Bleiben Sie entweder bei der Technologie (auch wenn sie eingebildet ist) oder zaubern Sie einfach alles.
@StephenG: Das ist billiges Geschichtenerzählen. Man bekommt keine wirklich interessante Geschichte, wenn „Magie allmächtig ist“ und „alle Physik übertrumpft“. Die Dinge sind oft viel interessanter, wenn Sie Logik und Grenzen haben, die beachtet werden müssen. Andernfalls wird es nur zu einem Deus ex machina, und Sie könnten einfach sagen, die Zauberer können einfach einen Zauber wirken, der ihnen direkt den Sieg beschert, und dann gibt es überhaupt keine Geschichte (und wenn Sie dies nicht tun, wird sich der Leser fragen, warum sie es nicht können , wenn diese Magie so allmächtig ist). Grenzen sind gut.
Zugegeben, wenn Sie wirklich gut sein wollen, brauchen Sie auch einen logischen Rahmen, aus dem sich die Grenzen natürlich ergeben. Zum Beispiel ist Magie eine entbehrliche Ressource, Magie wird von einer Art Kraftfeld getragen, das sich nur mit Lichtgeschwindigkeit oder was auch immer bewegen kann, und muss natürlich durchgehend damit und seinen logischen Konsequenzen übereinstimmen.
In Bezug auf dieses Szenario und die bereits geposteten Antworten frage ich mich auch, ob die gesamte Antimaterie, die von kosmischen Strahlen herabregnet (es gibt beispielsweise kosmische Positronen) und den Planeten langsam durchnässt, nicht selbst eine große Katastrophe wäre es reagiert ganz plötzlich im Moment der Abschaltung des Zaubers.
@Jynto Irgendein besonderer Grund für die Verwendung von Positronen anstelle von Anti-Protonen? Positronen sind etwa 1000-mal leichter und daher weniger energiereich. Aber da sie die gleiche Ladung haben, sind sie wahrscheinlich gleich schwer zu lagern und zu bewegen. Außerdem kann eine plötzliche Positronenreaktion überlebende Materie aufgrund all der fehlenden Elektronen sehr positiv geladen hinterlassen. Wenn die Ladung stark genug ist, kann der Abstoßungseffekt noch mehr Zerstörung hinzufügen.

Antworten (2)

Betrachten Sie zum Vergleich einen Heliumblitz, wenn ein sonnenähnlicher Stern etwas gealtert ist, entwickelt er einen Kern aus entartetem Helium. Die Temperatur reicht diesem Kern nicht aus, um die Kernfusion zu starten. Die Temperatur steigt jedoch allmählich an, bis es heiß genug ist, damit das Helium zu schmelzen beginnt. Da der Heliumkern degeneriert ist, wird das Heliumschmelzen nicht thermisch reguliert und das gesamte Helium schmilzt in wenigen Minuten, was als Heliumblitz bezeichnet wird.

Etwa ein Heliumblitz löst sich aus 10 41 Joule fast augenblicklich. Die durch diese Explosion freigesetzte Energie bewirkt jedoch, dass der Kern aus der Entartung herauskommt und sich thermisch ausdehnt. Nahezu die gesamte Energie wird durch die Ausdehnung des Kerns und der äußeren Schichten des Sterns absorbiert. Der Heliumblitz ist von außerhalb des Sterns fast nicht wahrnehmbar.

Ihre Explosion setzt nur 1/10000 der Energie frei, die bei einem Heliumblitz freigesetzt wird. Dadurch würde sich der Kern erwärmen und ausdehnen. Die Expansion des Kerns würde fast die gesamte Energie absorbieren, und wie ein Heliumblitz könnte die Explosion vom Planeten aus nicht wahrnehmbar sein.

Jetzt treten Heliumblitze in roten Riesensternen mit entartetem Kern auf. Das gibt mehr Raum für die Wärmeausdehnung, ohne den Kern zu stören. Bei jüngeren, sonnenähnlichen Sternen mag das anders sein.

Schöne direkte physikalische Antwort - gefällt mir.
Es gibt keinen zwingenden Grund, einen Heliumblitz mit einer Antimaterie-Materie-Explosion gleichzusetzen. Heliumblitze treten auf, wenn der Kern entartet ist. Bei entarteter Materie bewirken Temperaturänderungen keine Volumenänderung der Materie. Ich bin mir nicht sicher, ob dies bei einer Materie-Antimaterie-Vernichtung der Fall wäre. Es ist diese fehlende Volumenänderung der Materie, die einem Heliumblitz seine einzigartigen Eigenschaften verleiht. Es berücksichtigt auch nicht die gesamte Strahlung, die durch eine Materie-Antimaterie-Vernichtung erzeugt wird, und die Auswirkungen dieser Strahlung.
ctd Der Vergleich der Ergebnisse eines Heliumblitzes mit dem der Materie-Antimaterie-Vernichtung ist wie der Vergleich einer Nuklearwaffenexplosion mit einer TNT-Explosion gleicher Energie. Aus Wikipedia „Bei normalen Sternen mit geringer Masse führt die enorme Energiefreisetzung dazu, dass ein Großteil des Kerns aus der Entartung kommt und sich thermisch ausdehnt (ein Prozess, der so viel Energie erfordert, dass er ungefähr der gesamten freigesetzten Energie entspricht zunächst der Heliumblitz), und die übrig gebliebene Energie wird von den oberen Schichten des Sterns absorbiert. ' Das heißt, aus dem entarteten Zustand herauszukommen kostet die meiste Energie.
Es ist wie schmelzendes Eis auf einem See. Es braucht sehr viel Energie, um das Eis zu schmelzen, bevor sich das Wasser darunter zu erhitzen beginnt. Das ganze Eis muss geschmolzen werden, bevor sich das Wasser erwärmt. Aber wenn ich die gleiche Energie in einen eisfreien See stecken würde, würde sich das Wasser stark erwärmen.
Es ist die Wärmeausdehnung, die Energie erfordert und keine Entartung hinterlässt. Heliumblitze treten jedoch in roten Riesensternen auf, was einen Unterschied machen kann.
@James K So wie ich es verstehe, ist es das Verlassen der Entartung, die große Mengen an Energie erfordert. Tatsächlich wird die meiste Energie im Heliumblitz erzeugt.

Ich bin mir nicht sicher, ob diese Frage physikalisch beantwortet werden kann, aber sie ist magisch beantwortbar. Die Antwort lautet: „Was auch immer geschehen soll“. Indem Sie Materie und Antimaterie koexistieren lassen, sind Sie so weit über die Physik hinausgegangen, dass Sie die Physik irrelevant gemacht haben.

Wir haben keine Ahnung, wie Antimaterie auf Materie reagieren würde, wenn sie sich nicht gegenseitig zerstören dürften. In der Physik gibt es keinen gültigen Hinweis darauf, wie der Fluch hätte implementiert werden können. Wie viel Energie hätte es gekostet? Woher kam diese Energie? Könnten sich aufgrund dieser Zauberei Materie- und Antimaterieatome frei vermischen und vermischen, oder wäre eine Art Energiebarriere zwischen ihnen erforderlich?

Wenn diese Energiebarriere zusammenbrechen würde, wie viel Energie würde sie freisetzen?

Wir wissen zum Beispiel, dass die Initiierung einer Fusion viel Energie erfordert. Aber einmal initiiert, setzt es mehr Energie frei, als zum Initiieren benötigt wurde. Ich vermute, dass, was auch immer dieser Fluch sein mag, die Entfernung irgendeine Form von nuklearer Reaktion auslösen würde, die weit mehr Energie freisetzen würde als nur die Materie-Antimaterie-Reaktion.

Die Physik sagt uns, dass die Hauptstrahlung eines solchen Prozesses der Materie-Antimaterie-Vernichtung Gammastrahlung mit großer Durchdringungskraft ist. Dies wäre keine einfache „Explosion“. Man kann zum Beispiel eine nukleare Explosion nicht mit der einer äquivalenten Menge TNT vergleichen.

Antimaterie entsteht auf der Erde bei schweren Gewittern. Eine Menge davon. Es wird fast sofort nach seiner Bildung neutralisiert. Aber wenn es nicht neutralisiert wäre? Wie würde es unsere Ionosphäre beeinflussen? Unsere Magnetosphäre? Die Ozonschicht? Kommunikation? Es würde unser Wissen über Physik verändern, und wenn man zur traditionellen Physik zurückkehrt, sind die Implikationen genauso unerkennbar wie die Implikationen, den Fluch überhaupt zu machen.

Zu sagen, dass alles „business as usual“ wäre, außer dass Antimaterie nicht durch Materie vernichtet wird, lässt die Physik einfach beiseite. Es WÜRDE viele, viele andere Implikationen geben.

Dieser letzte Punkt ist die Krücke jeder Antwort auf die Frage. Aus welchem ​​Grund, abgesehen von Annahmen und Zauberei, würden Antimaterie-Atome im Stern verbleiben? Was wäre die theoretische Physik, die das erklärt? Wie viel Energie wird benötigt und in welcher Form?

Das ist wichtig, weil wir nicht wissen, wie viel Energie nötig wäre, um den magischen Fluch zu bannen. Das heißt, wie viel Energie wäre nötig, um die Fähigkeit von Materie und Antimaterie zur Koexistenz umzukehren? Oder würde das Entfernen des Fluchs noch MEHR Energie freisetzen? Würde das Aufheben des Fluchs die gesamte Energie verbrauchen, sodass keine mehr übrig wäre? Wenn Materie und Antimaterie daran gehindert würden, sich gegenseitig zu vernichten, würde es offensichtlich enorme Energie kosten, dies zu tun.

Wäre dieser Fluch beispielsweise so, als würde man Antimaterie in Flaschen füllen und sie einschränken? Daher wäre die Antimaterie in der Sonne gleichbedeutend damit, sich in einer sehr starken Hülle zu befinden. Die Energie, die durch die Aufhebung des Fluchs freigesetzt wird, könnte alle in die Zerstörung dieser Hülle fließen. Stellen Sie sich eine eingeschlossene Explosion vor, bei der die gesamte Energie für die Zerstörung des Behälters verbraucht wird, im Gegensatz zu einer uneingeschränkten Explosion. Letzteres hätte weitreichende Folgen, Ersteres nicht.

Die Physik kann nicht einmal die Frage beantworten, was mit der ganzen Antimaterie überhaupt passiert ist. Warum hat sich das Universum nicht gleich am Anfang selbst zerstört? Wir wissen einfach nicht genug über den Prozess.

Die Physik konnte diese Frage also nicht beantworten. Daher ist es ganz der Zauberei überlassen. Es gibt keine Antwort außer einer magischen Antwort. Dies ist so von Zauberei umgeben, dass alles, was der Autor gerne hätte, passieren würde, und was auch immer der Autor wählen würde, könnte durch ein ausreichend dickes Physikbuch erklärt werden.

Ich würde vorschlagen, dass der Autor, wenn er einen wirklich, wirklich großen Knall haben wollte, postulieren würde, dass die gesamte Energie, die überhaupt in den Fluch geflossen ist, die Energie übersteigt, die durch die Vernichtung von Materie und Antimaterie entsteht Die gesamte angestaute Energie wurde zu dem Zeitpunkt freigesetzt, als der Fluch entfernt wurde.

Wenn der Autor KEINEN Knall haben wollte, könnte der Autor die gesamte Energie, die durch die plötzliche Vernichtung von Materie und Antimaterie erzeugt wird, dazu verwenden, alle kumulativen Auswirkungen des Fluchs umzukehren und sich gegenseitig aufzuheben. Das heißt, es wäre, als wäre der Fluch überhaupt nie implementiert worden.

Beides könnte durch die Physik „unterstützt“ werden.