Escenarios hipotéticos: si una estrella gigante roja se dirigiera hacia la Tierra al 99.99999999999% de la velocidad de la luz, ¿sería invisible hasta el punto en que fuimos destruidos?

Answer 1

Lo primero que necesitamos saber es cuándo y qué tan lejos estaba la estrella del Gigante Rojo cuando comenzó a dirigirse hacia la Tierra.

Digamos que comenzó mágicamente hacia nosotros hace un año y a un Año luz (5,878,499,810,000 millas) de distancia. Debido a que tanto la gravedad como la luz viajan en el SoL, veríamos y sentiríamos los efectos del desastre que se aproxima cuando está a solo 58.7849981 millas de distancia. No hay tiempo para reaccionar.

Por otro lado, ¿qué pasaría si comenzara hacia nosotros hace un millón de años y a 1,000,000 de años luz de distancia (en comparación, el centro de nuestra galaxia, el agujero negro Sagitario A *, está a solo 26,000 años luz de distancia, lo que equivaldría a 26,000 años hace). Debido a la diferencia de velocidad entre la Velocidad de la luz y la velocidad del Gigante Rojo, primero la detectaríamos cuando esté a 58,785,000 millas de distancia (el Sol está a 92.96 millones de millas de distancia) y 5-1 / 4 minutos antes del impacto. Por supuesto, a nuestros telescopios primero les parecería una estrella de 1 millón de años luz. lejos y parecería crecer rápidamente en tamaño y proximidad en los próximos 5 minutos. Pero como la estrella más lejana que podemos ver a simple vista es V762 Cas en Cassiopeia a 16.308 años luz de distancia, ¡primero veríamos la tenue estrella azul unos 5.6 segundos antes del impacto!

Tenga en cuenta que debido a la inmensa velocidad del gigante rojo, la luz de la estrella se desplazaría hacia el azul desde el rojo hasta el punto donde estaría en la parte extrema del espectro de rayos Gamma.

Y toda la luz que nos había estado iluminando durante los últimos millones de años se vería comprimida para golpearnos durante ese mismo período de 5-1 / 4 minutos. Piense que tiene el poder de un láser de rayos Gamma con un haz del tamaño del sistema solar interno (le da un nuevo significado al término ‘Estrella de la Muerte’) … Esta intensidad de radiación de rayos Gamma probablemente vaporizaría la Tierra (y todo lo demás en su camino) tan pronto como lo vimos.

Ni siquiera me hagas hablar sobre el efecto de la onda de gravedad comprimida que proviene de ella (principalmente porque no sé nada sobre la gravedad).

Entonces, en resumen, Todos mueren ™

Pero solo soy un Saiyajin …

Answer 2

Entonces, primero, a diferencia de algunos de los otros respondedores (cuyas respuestas son bastante buenas dadas sus suposiciones) supondré que la estrella no es arrojada repentinamente hacia nosotros por alguna entidad poderosa pero malévola, sino que ha estado viajando de esta manera durante mucho tiempo tiempo – presumiblemente esta velocidad relativa absurdamente alta dada por algún evento violento en el pasado distante (¿una órbita de honda cerca de un agujero negro supermasivo? Quién sabe …)

La estrella, entonces, habrá estado viajando hacia nosotros durante mucho tiempo. Los gigantes rojos tienen solo unos pocos millones de años de vida, pero en relación con nosotros está extremadamente dilatado, por lo que podría haber estado viajando durante miles de millones de años en relación con nosotros. Ciertamente, ha estado viajando por muchos millones ya que no hay nada cerca de nosotros que pueda darle tanta velocidad.

Por lo tanto, tendremos muchas advertencias. Bueno algunos. Bueno … a la velocidad que has elegido, la estrella persigue la luz que emite bastante rápido. Si ha estado en camino durante mil millones de años, será ~ mil millones de años * 0.0000000000001 años detrás de la luz que emitió cuando se fue. Eso es poco menos de 53 minutos.

¡Pero qué 53 minutos! Primero veremos los rayos gamma. Ganarán intensidad muy rápido y tendrán un espectro que indica una temperatura increíblemente alta, ya que el efecto doppler relativista convierte un espectro de cuerpo negro en otro:

Los rayos gamma iluminarán el polvo y el gas que atraviesan en una nebulosa de cielo completo, pero dentro de ella veremos la estrella misma. Será azul:

Pero será débil, porque veremos la luz azul cambiada desde el extremo de la cola del infrarrojo lejano del espectro del cuerpo negro de la estrella y no hay mucho de eso … incluso con el gran aumento en el brillo debido al movimiento . Probablemente no será visible a simple vista, con el espectáculo de luces del gas interestelar fluorescente y las auroras masivas que iluminarán nuestra propia atmósfera a partir de los rayos cósmicos de increíblemente alta energía que están siendo acelerados por el campo magnético de la estrella que se aproxima. . Ah, y con los ojos fritos, etc., ya que la estrella se está volviendo más brillante increíblemente rápida y estamos obteniendo la mayor parte de su producción de miles de millones de años, todo comprimido en muy poco tiempo. Estoy bastante seguro de que la radiación nos disipará (y la tierra, el sol, el sistema solar y probablemente una parte razonable de esta parte de la galaxia) mucho antes de que haya algún impacto.

Lo más probable es que haya más fuegos artificiales ya que la estrella se ve interrumpida por el (relativamente) gas relativamente rápido por el que ha estado atravesando (de hecho, probablemente ya se está convirtiendo en una supernova, ¡lo que es como dorar el lirio a medida que pasan las cosas! )

Tarde o temprano, las ondas de choque de todo esto probablemente desencadenarán ondas de formación estelar en gran parte del universo. Quizás algún planeta futuro deba su existencia (y sus elementos pesados) a este evento improbable … Incluso podrían obtener algunos elementos que no se forman en las supernovas ordinarias. Ese es un buen pensamiento, ¡pero prefiero no entrar en un resplandor de gloria de todos modos!

Answer 3

Parece muy probable que el gigante rojo sea destruido mucho antes de llegar a la Tierra. Si realmente estuviera viajando a 0.9999999999999 c , o, en una notación más conveniente, [matemática] c (1 – 10 ^ {- 14}) [/ matemática], estaría viajando aproximadamente a la misma velocidad con respecto al medio interestelar . El ISM no es denso: se trata de [matemáticas] 10 ^ 6 [/ matemáticas] moléculas por cm [matemáticas] ^ 3 [/ matemáticas], pero un Gigante Rojo tiene un radio de aproximadamente [matemáticas] 10 ^ {13} [ / math] cm, y se mueve a aproximadamente 3 x [math] 10 ^ {13} [/ math] cm / sec, lo que significa que sería golpeado por aproximadamente [math] 10 ^ {32} [/ math] moléculas cada segundo. Supongamos que todas son moléculas de hidrógeno, por lo que tienen una masa de aproximadamente 3 x [matemáticas] 10 ^ {- 24} [/ matemáticas] gramos. Esto le da a cada uno un impulso de [matemáticas] p = \ gamma_u mu [/ matemáticas]. [matemática] \ gamma_u \ aproximadamente c [/ matemática], entonces [matemática] p = c ^ 2 m [/ matemática]. Entonces, cada segundo, el gigante rojo se enfrenta a un vector de impulso de aproximadamente [matemáticas] 10 ^ {31} [/ matemáticas] kg m / s. Un gigante rojo solo acumula alrededor de [matemáticas] 10 ^ {31} [/ matemáticas] kg, por lo que efectivamente se encuentra con otro gigante rojo cada segundo. Estoy bastante seguro de que el ISM destrozaría al gigante rojo con bastante rapidez.

Answer 4

Otros le han proporcionado la respuesta que necesita, que es que recibe muy poca advertencia anticipada y le han dado los números. Sin embargo, parece que te estarás preguntando cómo se percibiría una amenaza de muerte planetaria que realmente viaja en c. Esto podría venir en forma de radiación de una supernova (la onda de choque es sub-c pero hay mucha luz de alta energía que llega primero), o una explosión de rayos gamma (GRB).

Con una supernova puedes llamar a alguien y decirle adiós. Cuando el núcleo se derrumba, hay una explosión que produce una cantidad increíble de neutrinos. Apenas interactúan con la materia, muchos de ellos salen de la estrella sin obstáculos. Sin embargo, hay tantos que chocan contra la materia estelar y explotan todo. Lleva tiempo explotar y dispersarse la materia e incluso que la luz rebote lo suficiente como para alcanzar la superficie de la estrella en explosión. Entonces, hay una ventana entre el destello de neutrinos y cualquier cambio visible en la superficie de la estrella.

Si trabaja en un detector de neutrinos, es posible que detecte un pulso enorme, sospeche que una supernova llegará en unos minutos y llame a su novio para decir adiós o mirar al cielo para un espectáculo, dependiendo de la situación.

¿Qué pasa con un GRB? Un GRB puede ocurrir cuando una estrella giratoria se derrumba en un agujero negro. El disco de acreción de cosas tragadas por el BH se calienta a altas temperaturas y se acelera a velocidades increíbles. Los rayos gamma producidos en el proceso intentan salir en todas las direcciones, pero hay un disco de acreción en el camino, excepto en los polos, por lo que hay una explosión de rayos gamma disparados al norte y al sur en un haz bien enfocado que puede ver todo el camino a través del universo. Si está lo suficientemente cerca, y tenemos mala suerte de ser golpeados por el haz estrecho, hay suficiente energía para esterilizar el planeta, o al menos irradiarlo tan intensamente que la atmósfera se arruinaría. Entonces, ¿qué sucedería si un GRB suficientemente poderoso nos apuntara hace mucho tiempo y ahora está en camino?

No recibirías ninguna advertencia en absoluto. Serías irradiado antes de que lo supieras. Juego terminado. Los detectores gamma se apagarían y sabríamos lo que sucedió, y entonces solo se trataría de si nosotros o algo podríamos sobrevivir. Algunos físicos culpan a una o más de las principales extinciones en el pasado de la Tierra por eventos como este.

La buena noticia es que no parece ser una estrella candidata para matarnos con un GRB o una supernova. Mira el libro de Phil Plait “Muerte desde arriba” para más detalles. Gran lectura

Answer 5

Bueno, si la luz misma viaja en c pero el gigante rojo solo en 0.999999999999c, verías que se acerca la estrella, pero la diferencia en el tiempo es tan minimalista que no importaría.

Por supuesto, cuanto mayor sea la distancia que necesita recorrer la estrella, mayor será el período de tiempo entre presenciar la estrella y el momento del impacto. Y si tienes en cuenta que la estrella tendría que acelerarse, verías que se acelera hacia ti y tendrás suficiente tiempo para prepararte.

No sé si esta fue la respuesta a su pregunta, pero está sucediendo una segunda cosa, que es el efecto Doppler. No lo he calculado, pero puedo imaginar que la longitud de onda del rojo se comprimiría tanto que no podrías ver la estrella aproximándose en nuestro espectro normal.

Answer 6

La tierra se fríe mucho antes de que la estrella nos golpee. Esto tiene que ver con dos efectos en la relatividad especial: cambio Doppler y transmisión.

El cambio Doppler significa que cuando una fuente de luz viaja hacia un observador, la luz que se emite como la ve el observador se desplazará en azul por un factor de [matemática] \ sqrt {\ frac {1+ \ beta} {1- \ beta}} [/ math]. En su caso, [math] \ beta = 0.9999999999999 [/ math] significa un desplazamiento azul por un factor de 4471441. Si el pico del espectro del gigante rojo estaba a 700 nm (rojo), el pico desplazado azul será a las 0.1 pm (rayos gamma).

La emisión de rayos tiene que ver con el cambio en el patrón de radiación de un objeto en movimiento visto por un observador estacionario. Una estrella emite su radiación de manera uniforme en todas las direcciones en su marco de descanso. Sin embargo, cuando se mueve a una velocidad relativista hacia un observador, el observador ve que la mayor parte de la radiación se concentra en un haz estrecho dirigido hacia la dirección del movimiento. Para velocidades muy grandes, el ángulo de este haz es aproximadamente [math] \ theta \ approx \ frac {1} {2 \ gamma} [/ math] donde [math] \ gamma = \ frac {1} {\ sqrt {1 – \ beta ^ 2}} [/ matemáticas]. En este caso, este ángulo resulta ser 2e-7 radianes o aproximadamente 0.05 segundos de arco.

La mayor parte de la energía de una estrella impulsada por un factor de 4471441 dirigida a la tierra en un haz estrecho de ángulo de 0.05 segundos de arco. En lugar de ser invisible, la radiación asará todo lo que caiga dentro de su haz antes de que puedas decir “invisible”.

Answer 7

Técnicamente no.

La ligera diferencia con la velocidad de la luz significa que existe la posibilidad de alguna advertencia. Si viajaba lo suficientemente lejos, sus fotones podrían “escapar” de la estrella para proporcionar una indicación de lo que se avecinaba.

Sin embargo, no es un escenario realista.

Answer 8

No. Nos veríamos bañados en una excesiva radiación azul de la estrella por una cantidad considerable de tiempo antes de la colisión. Ten en cuenta la luz de la estrella; ya que es creación; viajará a nosotros mucho antes de la llegada de la estrella. Cuanto más lejos esté esta estrella, más advertencia obtendríamos.

Answer 9

Bueno, en esta casa nos gusta obedecer las leyes de la termodinámica. No puedes acelerar una estrella a esa velocidad. Primero: ¿qué habría impulsado a la estrella a alcanzar esa velocidad? ¿De dónde vino esa fuerza? Segundo, la energía requerida para impulsar una masa estelar a esa velocidad no existe. Incluso la masa más pequeña no podría ser impulsada a c porque tomaría energía infinita. No tenemos eso. Para impulsar una masa estelar a esa velocidad … no he oído hablar de ninguna fuerza que pueda hacer eso.

Si nos paramos en el tren que pasa si, la imagen favorita de Einstein por cierto, la luz emitida por la estrella solo tendría un tiempo de espera muy corto antes de llegar a usted (si la gravedad de la estrella que se mueve a esa velocidad no solo curva el tiempo espacial tal que la luz no pueda escapar de la onda de proa de la masa estelar), entonces lo primero que notarías es una estrella que se precipita a través de tu picnic en un perezoso domingo por la mañana porque nada se mueve más rápido que la luz, la información de la estrella que se aproxima No nos alcanza hasta que estuvo (muy cerca) aquí.

Answer 10

Si una estrella así estuviera yendo tan rápido directamente hacia nosotros, seríamos destruidos por los rayos gamma que se dirigen hacia nosotros desde la estrella antes de que la estrella nos golpee. Para empezar, cualquier gigante rojo que de repente se desvíe hacia nosotros estaría muy lejos. De hecho, no hay ninguna fuente de energía cerca de la Tierra que pueda causar que una estrella tenga algo cerca de esta velocidad en relación con la Tierra. Eso significa que lo veríamos venir por mucho tiempo, y la luz de la estrella cambiada relativistamente a rayos gamma muy enérgicos nos mataría cuando la estrella misma aún estaría a tantos años luz de distancia.