Симфония разрушения
Автор: zloradovichПродолжаю серию о физике для фантастов.
В старой фантастике весьма часто возникала ситуация, когда возникает угроза взрыва какой-нибудь планеты или она даже осуществляется какими-нибудь злодеями. Особенно любят так угрожать нашей Земле.
Попробуем посчитать, так ли уж легко взорвать планету?
В сознании обывателей уровня деревенских домохозяек укоренился миф, что "наделали атомных бомб, и от ядерной войны планета разлетится на осколки". Всего ядерного оружия людей едва хватит чтобы образовать кратер диаметром несколько (обычно называют 7-8) километров.
Гравитационные силы планеты достаточны, чтобы удержать её вещество, даже если она вся будет целиком сделана из взрывчатки и сдетонирует. Она немного вспучится, потеряет только часть массы и сожмется обратно.
Да, шар взрывчатки размером с планету, взрываясь не способен преодолеть собственную гравитацию!
Для разрушения планеты нужно ее массе придать вторую космическую скорость около 11,2 километров в секунду. То есть, химической энергией планету земной массы не распылить. А ядерной?
Ядерная энергия на шесть порядков больше химической, то есть в миллионы раз. Но масса планеты даже в этих масштабах велика, это 6*10в24 степени килограмм. Значит для ее распыления потребуется около тысячи триллионов тонн урана. Ядерная бомба размером с небольшое государство.
Астероид, погубивший динозавров, размером до 15 километров, вызвал массовое вымирание и оставил поверхностный след диаметром около 180 километров. Но для распыления планеты понадобится ядерный заряд больше этого астероида.
Но жизнь - очень тонкая пленочка на поверхности планеты. Ее очень просто погубить. Запаса человеческого ядерного оружия хватит, чтобы в войне практически погубить человеческую цивилизацию и большую часть высокоразвитой жизни.
Однако, простые формы жизни сохранятся много где. Чтобы гарантированно избавить планету от микробов, пришлось бы вскипятить моря и переплавить ее кору на глубину несколько километров. А для этого понадобилось бы в миллионы раз большая энергия, чем все ядерные запасы.
А уж для полного разрушения планеты еще на много порядков больше, как уже говорилось.
Теперь о некоторых страшных особенностях звездных войн.
Весьма сложно вести в космосе завоевательную войну, гораздо проще уничтожительную. Ведь межзвездный флот не может подкрасться незаметно, ему надо заторомозить, а торможение с околосветовой скорости потребует такого выделения энергии, что сияние тормозных двигателей будет видно за месяцы до вхождения в Солнечную систему.
Другое дело, что релятивистским торпедам тормозить не надо. Они летят тёмными и столь быстро, что среагировать на них крайне сложно.
Кинетическая энергия предмета, разогнанного до околосветовой скорости, может превышать энергию аннигиляции антивещества. Понятно, что эта энергия выделится при столкновении, но есть еще одна малоизвестная сторона угрозы. Температура при столкновении с субсветовым объектом так велика, что для некоторых планет и звезд появляется угроза термоядерной реакции, распространяющейся в их веществе.
Дело в том, что в центре многих звезд температура 12-15 миллионов градусов и термоядерные реакции там буквально тлеют, поэтому водорода у такой звезды хватает на несколько миллиардов лет. А вот столкновение с релятивистским объектом крупной массы дает температуру в милллиарды градусов, от которой полыхнет весь водород. Звезда превратится в Сверхновую. От обычной сверхновой ее можно будет отличит по сильной асимметрии взрыва.
Так что если вдруг астрономы увидят, что в какой-то галактике близко друг от друга начали вспыхивать асимметричные сверхновые, то можно поверить, что там идет межзвездная война. Пока такого не было обнаружено.
Релятивистская торпеда представляет опасность для звезды, если у звезды есть четкая поверхность, и нет протяженной атмосферы. Иначе не будет резкого столкновения, и торпеда просто затормозится, испарившись в верхних слоях, растратив кинетическую энергию.
Возможно, релятивистские торпеды опасны и для планет в том же смысле, но это зависит, куда она попадет. У планет нет такой раздутой атмосферы как у звезд, которая могла бы затормозить торпеду на безопасном расстоянии.
К счастью, разгон торпед до релятивистских скоростей требует настолько огромной энергии, что не скоро будет доступен цивилизациям земного типа. Нынешние фантасты, вроде Лю Цысиня, более пессимистичны, чем фантасты времен Ефремова, считавшие, что к моменту выхода к звездам цивилизации становятся достаточно мудры. Впрочем, теория техно-гуманитарного баланса поддерживается и академическими учеными.
По поводу техно-гуманитарного баланса я высказывался в статье "Вселенная - кладбище цивилизаций":