Wenn die Welt in Stücke gerissen würde, was würde bleiben?

Die Antwort hängt stark von der Natur des Prozesses ab, der den Rest des Planeten entfernt hat. Wie sich herausstellt, sind Ereignisse, die einen Planeten (in deiner Gnade) in winzige Stücke sprengen können, ziemlich verdammt gewalttätig. Sie haben einen gewissen Einfluss auf den Kern, und dieser Effekt kann das Ergebnis dramatisch verändern. Aber für einige einfache Fälle werden wir feststellen, dass Sie tatsächlich einen Zwergplaneten erhalten.

Nehmen wir für einen Moment an, dass die äußeren Teile der Erde einfach verschwinden und den Kern zurücklassen . Diese besteht aus einem äußeren Kern , der flüssig ist, und einem inneren Kernwas fest ist. Lassen wir diese beginnen zu dekomprimieren. Die Information, dass der Rest der Erde verschwunden ist, wird sich mit Schallgeschwindigkeit ausbreiten. Jetzt ist der Kern ziemlich heiß und reicht von 4.000 K bis 10.000 K, je nachdem, wo Sie sich befinden. Dies ist um einiges höher als der Siedepunkt von Eisen bei atmosphärischem Druck (viel weniger im Vakuum), der bei etwa 3200 K liegt. Daher sollten wir damit rechnen, dass große Mengen des Eisens im Kern schnell kochen. Dies verleiht allen beteiligten Partikeln schnell eine nach außen gerichtete Nettogeschwindigkeit. Um ein Gefühl dafür zu bekommen, wie heftig das sein könnte, habe ich unseren Planeten durch einen Erdersatz (einen Becher mit überhitztem Wasser) ersetzt und die Ursache des Kochens durch die Zugabe von Zucker ersetzt (der das Kochen auslöst). und dieses Video gemacht . (okay, vielleicht habe ich gelogen. Profis haben dieses Video gemacht).

Hinweis: Der Kern braucht auch etwas, um herum zu nukleieren. Dies ist jedoch ein statistischer Vorgang. Es ist sehr schwierig, einen Mangel an Nukleationsstellen zu haben, wenn Ihr Becher die Größe des Erdkerns hat

Das Ergebnis wird in der geringen Schwerkraft des verbleibenden Kerns sein, dass das gekochte Eisen/Nickel-Material schnell nach außen fliegt und beginnt, sich wie ein verdünntes Gas zu verhalten (sehr wenige Kollisionen, weil die Teilchen weit voneinander entfernt sind). Jetzt müssen wir über die Fluchtgeschwindigkeit sprechen. Die Fluchtgeschwindigkeit wird berechnet durch$V_e=\sqrt{\frac{2GM}{r}}$, Wo$G$ist die universelle Gravitationskonstante ($G=6.67\cdot10^{−11} \frac{m^3}{kg\cdot s^2}$),$M$ist die Masse der Gravitationsquelle, und$r$ist der Radius von der Mitte dieses Objekts, an dem wir rechnen. Die Masse des Kerns beträgt etwa 30 % der Masse der Erde ($M=1.79\cdot10^{24}$) und sein Radius beträgt ungefähr 3.400 km ($r=3.4\cdot 10^6$). Setzen Sie diese zusammen und Sie erhalten$V_e=\sqrt{7.0\cdot10^{7}\frac{m^2}{s^2}}$oder$V_e=8.4\frac{km}{s}$, was ein guter Teil der Fluchtgeschwindigkeit der gesamten Erde vor der Explosion ist ($V_e=11.186\frac{km}{s}$).

Wie schnell können also Nickel und Eisen fliegen? Nun, das ist eine schwierigere Frage. Es kommt darauf an, wie die Energie verteilt wird. Die spezifische Wärme von Eisen ist$450\frac{J}{kg\cdot^\circ K}$. Unser Eisen kann durchschnittlich etwa 4000 K fallen, bevor es sich verfestigt, also müssen wir mit etwa 1,8 MJ/kg arbeiten. Nun braucht es viel Energie, um hier eine Fluchtgeschwindigkeit zu erreichen, 35 MJ/kg, um genau zu sein. Das bedeutet, dass wir selbst unter den extremsten Umständen nur 5% unserer Gesamtmasse in den Weltraum schleudern könnten, und realistischerweise wird es nicht so hoch sein. Das heißt, wir können davon ausgehen, dass der größte Teil der Masse keine Fluchtgeschwindigkeit erreicht.

Angenommen, Ihr Ereignis lässt die Kruste und den Mantel einfach verschwinden, Sie würden ein heftiges Blitzkochen haben, Gas und Material in den Weltraum schleudern, aber dann würde die Schwerkraft wieder greifen und das gesamte Material würde grob wieder zusammenfließen. Während dieser Zeit sendet es Strahlung aus und kühlt in die Leere des Weltraums ab. Schließlich kühlt es genug ab, um nicht zu kochen, und erreicht eine flüssige oder feste Phase. Diese Flüssigkeit hat dann nicht genug Wärme, um ihre Temperatur ohne die riesige Isolierschicht des Mantels zu halten, so dass sie sich verfestigt. Der überwiegende Teil des Kernmaterials bleibt erhalten.

Die Energie, die benötigt wird, um einen Planeten in die Luft zu jagen, ist ähnlich der Energie, die benötigt wird, um ihn zu verdampfen. Angenommen, Sie setzen etwas Energie im Zentrum der Erde frei, sagen wir mit einer Antimaterie-Bombe. Eine große Menge Gestein wird verdampft, vieles davon verwandelt sich in Plasma. Der Druck erzeugt riesige Spalten entlang der Erdkruste, die superheißes Gestein sprengen. Die Erde wird in kilometerhohe Bruchstücke gespalten. Aber nichts bewegt sich mit Fluchtgeschwindigkeit. Die Krusten- und Mantelfragmente prallen wieder aufeinander. Die Atmosphäre wird durch eine dicke Schicht aus verdampftem Gestein ersetzt. Was kühlt und auf die Oberfläche regnet.

Angenommen, Sie setzen noch mehr Energie frei. Der größte Teil des Planeten ist verdampft, aber einige Fragmente der Oberfläche reiten die Schockwelle vom Planeten weg. Ein Großteil des Planeten wird mit Fluchtgeschwindigkeit gestartet, hauptsächlich in Form von Dampf. Einige bleiben in der Umlaufbahn und einige bleiben in einer Kugel. Die verbleibende Masse kühlt zu einem kleinen, metallreichen Planeten mit einem Ringsystem ab.

Würde der plötzliche Mangel oder Druck dazu führen, dass die Materie gasförmig wird?

Nein. Es (zumindest die meisten) wird sich in ein Gas verwandeln, weil die Kerntemperatur etwa 10.800 F beträgt und der Siedepunkt von Eisen bei 5.200 F liegt. Also ja , es wird durch Eigenwärme abkochen.

Sobald es auf unter 5200 F abgekühlt ist, kocht es immer noch, da "5200 F" der Siedepunkt bei Standarddruck ist.

Ron Johns Antwort behandelt, was mit dem Kern passiert.

Was mit dem Mond passiert, hängt davon ab. Wenn die Erde in Stücke gesprengt wird, aber die Stücke immer noch durch die Schwerkraft gebunden bleiben, wäre der Mond immer noch da. Es könnte von Trümmern getroffen werden, die seinen Impuls und damit seine Umlaufbahn verändern könnten, aber es wäre immer noch da.

Wenn die nicht zum Kern gehörenden Teile jedoch aus dem Erde-Mond-System entfernt werden ... Laut dieser Quelle macht der Kern nur etwa 32 % der Masse der Erde aus. Was bedeuten würde, dass die Anziehungskraft zwischen den Überresten der Erde und dem Mond nicht so stark wäre. Sie würden die Sonne jeweils direkt umkreisen, allerdings mit sehr engen Umlaufbahnen. Sie würden Begegnungen in Abständen von Jahren bis Jahrtausenden haben, je nachdem, wie sie sich trennen, und je nachdem, wie die Begegnungen verlaufen, könnten sie jeweils in andere Umlaufbahnen gedrängt werden oder sie könnten aufeinander treffen und einen neuen Planeten bilden.