¿Qué pasaría si un grano de arena chocara contra la Tierra al 99,9% de la velocidad de la luz?

En primer término el grano de arena tal y como se ve en la simulación por software preparada por The Action Lab para su canal Youtube.
En primer término el grano de arena tal y como se ve en la simulación por software preparada por The Action Lab para su canal Youtube.

El conocido Youtuber y divulgador The Action Lab, con más de 2.340.000 seguidores es un ingeniero químico graduado en la Universidad de Utah, cuyo verdedero nombre nadie parece conocer. En su canal, este divulgador realiza toda clase de experimentos caseros relacionados con temáticas científicas. Hace unos años, congeló hormigas para uno de sus vídeos y se inició una campaña en su contra orquestada por los animalistas que pedía el cierre de su canal. En otros de sus populares vídeos, realizó bolas de papel de aluminio tan densas y pulidas que parecían completamente metálicas. (22 millones de personas han visto ese vídeo).

Bien, pues hoy voy a hablaros de cierta pregunta que se hace a sí mismo y que logra contestar con la ayuda de un popular software lúdico: ¿Qué pasaría si un grano de arena viajando al 99,9% de la velocidad de la luz impactara con la Tierra?

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Primer se explica que si se elige el 99,9% de la velocidad de la luz y no el 100% (o “C” en nomenclatura relativista ) se debe a la imposibilidad física de que cualquier cuerpo con masa, por pequeña que esta sea, alcance esta velocidad ya que haría falta una energía infinita para ello. Y es que no hay que olvidar que un cuerpo aumenta su masa a medida que gana velocidad, y que cuanto más se acerca esta a “C” más energía es necesaria para acelerar la creciente masa.

Vayamos al grano, en este caso de arena. En su vídeo, el responsable del canal The Action Lab aborda una serie de ejercicios mentales con la ayuda de un popular videojuego que simula colisiones espaciales llamado Universe Sandbox 2 (que podéis adquirir aquí).

El primero supuesto es el del citado grano de arena viajando a esa hipervelocidad (el 99,9% de “C”). Lo primero que debemos saber es que cando tenemos un impacto a esa velocidad, lo que obtenemos es la destrucción total, o si lo preferís la vaporización, independientemente de que el cuerpo que choca al 99,9% de C esté en estado sólido o líquido.

Incluso a velocidades relativamente “lentísimas” en relación a la velocidad de la luz, como por ejemplo 7 kilómetros por segundo (en lugar de los 300.000 Km/s de C) lo que se obtiene tras el impacto, es un resplandor de energía generado por el plasma, que produce temperaturas extremademente altas que vaporizan todo lo que les queda cerca. Como muestra podéis ver  en la imagen inferior lo que sucede en el espacio cuando una partícula diminuta de 13 mm impacta contra una plancha de aluminio de 13 centímetros a esos “lentos” 7 km/s.

Daño producido en una chapa de aluminio de 13 cm de grosor por un objeto de 13 mm viajando a 7 km/s (Crédito imagen: imgur.com).
Daño producido en una chapa de aluminio de 13 cm de grosor por un objeto de 13 mm viajando a 7 km/s (Crédito imagen: imgur.com).

En la simulación, que el autor debe ralentizar para que podamos verlo a una velocidad adecuada, el grano de arena de 10 miligramos viajando al 99,9% de C, impacta en el golfo de México provocando una pequeña explosión (y un diminuto cráter) aunque no demasiados daños. ¿Esperabais que vaporizara la Tierra por completo? Pues siento decepcionaros, pero a pesar de que el grano de arena posee un montón de energía debido a su enorme velocidad (hablamos de 20 terajulios de energía) en realidad esa es la energía liberada por el combustible empleado por un avión a reacción estándar.

Por eso mismo, si imagináis a un avión explotando en el cielo os haréis una idea aproximada de la energía liberada por nuestro grano de arena de 10 miligramos viajando al 99% de C. Aunque para ser más exactos, en realidad el impacto de nuestro grano de arena sería menor que la explosión de una aeronave, porque a medida que el grano se adentrase en nuestra atmósfera, las colisiones relativistas que experimentaría contra las partículas de aire generarían una buena dosis de radiación que iría “diseminando” la energía del grano de arena a lo largo del espacio recorrido en su camino hacia el suelo.

Por ello , en lugar de una explosión concentrada en un único punto observaríamos un estruendo en el cielo que probablemente no afectase de forma negativa en superficie.

No te pierdas el resto del vídeo, en el que The Action Lab realiza nuevas simulaciones de impacto con un cuerpo del tamaño de una bola para jugar a los bolos, un segundo con la masa de la pirámide de Giza, y finalmente un tercer cuerpo similar al cometa Halley.

Podéis ver su vídeo completo aquí:


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