¿Cuál es la cantidad máxima de tiempo que un humano podría pasar sin ningún daño si fuera teletransportado a la superficie del sol y de regreso?

Aproximadamente a la mitad de un milisegundo comenzaría a obtener suficiente calor para sufrir quemaduras de segundo grado. Ese es el límite para las quemaduras superficiales, así que voy a ir con eso.

Una vez más, Randal Munroe viene al rescate:

Dentro del sol

(Esto, creo, está cubierto por Creative Commons – Reconocimiento-No comercial 2.5 Genérico – CC BY-NC 2.5)

De todos modos, un nanosegundo en la superficie del sol lo expondría a:

aproximadamente 10 ^ (- 5) julios por cm ^ 2 de piel expuesta.

Eso no es mucho. Aparentemente, una quemadura de segundo grado necesita aproximadamente 5 julios por cm ^ 2. Eso es 500,000 veces más. Entonces, para obtener quemaduras de segundo grado, necesitaría aproximadamente 0.00005 segundos (o medio milisegundo).

Por supuesto, el centro del sol (y la corona) está más caliente. Si te teletransportaras al centro del sol, obtendrías esas quemaduras de segundo grado en menos de un femtosegundo, que es 1 × 10 ^ -15 segundos.

Alrededor de 3 billonésimas de segundo.

La luz viaja alrededor de 3.33 ns / m. En otras palabras, la luz tarda aproximadamente 3,33 billonésimas de segundo en recorrer un metro.

La luz en la superficie del sol te matará en el instante en que se meta dentro de ti, destrozando tus moléculas y literalmente convirtiéndote en vapor humano. Por lo tanto, dado que es más pequeño que un metro de grosor (a menos que sea bastante grande), tiene menos de esa cantidad de tiempo antes de que se ablacione todo su cuerpo.

Si cambiamos las unidades, encontrará que la luz viaja alrededor de 3.33 ps / mm. En 3.33 ps (una billonésima de segundo), la luz solo viajaría un milímetro dentro de su piel. Es posible que pueda sobrevivir a eso, aunque la energía impartida a su cuerpo sería bastante devastadora.

Entonces, voy con solo 3 ps. Esta experiencia te quemaría mucho y podría matarte, pero podrías sobrevivir. Alrededor de 1 ps, el único daño que recibirías sería en las células externas de la piel ya muertas y, aunque te sentirías bastante acalorado por la situación (¡ja!), Lo más probable es que te sientas bien.

La gravedad de la superficie del sol es de aproximadamente 28 gees, por lo que suponiendo que estuvieras siendo mantenido mágicamente en su lugar en la “superficie” del sol, experimentarías un peso de 28 veces tu peso corporal mientras estuvieras allí. Eso causaría lesiones graves en aproximadamente la misma cantidad de tiempo que un automóvil colocado encima de usted lo lastimaría. Quizás medio segundo.

El sol emite aproximadamente 6330 vatios por centímetro cuadrado, que es aproximadamente 46240 veces más radiación de la que experimenta si está sentado a plena luz del sol en la luna, y quizás 80000 veces más que sentado a plena luz del sol en la Tierra (debido a la absorción atmosférica). Entonces, si te toma 2 horas para obtener una quemadura solar por los rayos UV en la tierra, tomaría 90 milisegundos en el sol. Asumiré que estás mirando hacia arriba, así que no estás mirando al sol, así que no hay problema para los ojos.

Para calentar el exterior de 1 mm de su cuerpo en 20C requeriría aproximadamente 2 calorías / cm2, es decir, 9 julios, lo que sucedería en aproximadamente 1.3 milisegundos.

Parece que el último problema es el más rápido. Por lo tanto, se producirán quemaduras graves a lo sumo en unos pocos milisegundos, pero probablemente esté bien si solo fuera medio milisegundo.

Por una vez, tengo que pensar que Dave Consiglio está loco. Por un factor de 30 millones más o menos.

En XKCD What-If # 115 (Into the Sun), Monroe concluye que después de un nanosegundo, no notarías nada más que un destello (afirma que tu ojo obtendrá tanta luz como si cerraras los ojos mientras miras en su pantalla y luego los abrió y volvió a cerrar lo más rápido que pudo.

Mi propia forma de ver esto es ver cuánta energía obtendrías. Según Wolfram Alpha (Computational Knowledge Engine), la producción de energía solar es de 160 teravatios por milla cuadrada, o 63,3 (redondeados a 60 en el futuro) megavatios por metro cuadrado. El área de superficie promedio del hombre es aproximadamente 1.9 m ^ 2 (Área de superficie corporal – Wikipedia). Voy a dividir esto por 3 para el área proyectada (frente, atrás, dos lados aproximadamente iguales) y solo redondear .6 m ^ 2 … luego redondearé a .5 m ^ 2 porque realmente no No importa De acuerdo, en 1 nanosegundo, el cuerpo recibe 60 millones de julios / mil millones, o en otras palabras, 0,06 julios de energía en todo el frente / parte posterior de su cuerpo. Aproximadamente, reduzca a la mitad que si está mirando hacia los lados y si está mirando con los pies o la cabeza, divida por algo como 10 en su lugar. De cualquier manera, 0,06 julios en todo tu cuerpo no te están haciendo nada. Usando la misma área proyectada de medio metro, si se recuesta sobre su espalda (o frente) al mediodía en el ecuador durante 1 segundo, obtendrá .5 kilojulios de energía (Energía del Sol), o aproximadamente 10000 veces más energía. Ahora, por supuesto, también tendrás la oportunidad de refrescarte durante ese segundo, pero creo que es bastante seguro decir que 1 segundo de luz solar no te hace nada. Entonces, hasta 10 microsegundos me parece completamente seguro, aunque sus ojos podrían estar en menor peligro en este punto si están abiertos (después de todo, mirar al sol por un segundo puede causar algún daño). Al ver que las quemaduras solares aparecen después de al menos minutos, probablemente podríamos multiplicar considerablemente nuestro tiempo, sin embargo, la radiación en el sol es más dañina que la que llega a la superficie de la Tierra como los tipos más dañinos (ultravioleta, por ejemplo, y radiación cósmica) son detenidos por nuestro campo magnético y atmósfera. Dado que tengo problemas para encontrar cortes de energía para las quemaduras de primer grado, solo voy a multiplicar esta vez por 10 (es decir, 100 microsegundos o .1 milisegundos) y decir que eso es seguro y algo más, no estoy seguro de. Por cierto, 5 julios por cm ^ 2 es el límite para las quemaduras de segundo grado (una vez más, de acuerdo con el mismo problema de XKCD qué pasa si). Después de 100 microsegundos, o 100000 nanosegundos, obtenemos (.06 * 100000) /0.5 julios por m ^ 2, que es 12000 julios por m ^ 2. Tenga en cuenta que esto es por metro cuadrado y el límite está en centi metros cuadrados. Ahora, un metro mide 100 centímetros, entonces un metro cuadrado mide 100 ^ 2 centímetros cuadrados, o 10000. Divida 12000 entre 10000 y obtenemos 1.2 julios por cm ^ 2. Esto parece estar muy por debajo del límite para las quemaduras de segundo grado, aunque no estoy seguro acerca de las quemaduras de primer grado. Pero puedo adivinar un poco. La diferencia entre las quemaduras de primer y segundo grado es probablemente menor que el factor 4 que se necesitaría aquí, ya que cuando te quemas, estoy bastante seguro de que aguantar 4 veces más podría fácilmente causar quemaduras de segundo grado. Sin mencionar que recientemente derramé agua hirviendo en mi mano y la diferencia entre las partes que eran livianas de primer y segundo grado no debería haber sido un factor de 4. Además, parte de la radiación debería penetrar un poco más dentro de ti, Sin embargo, en este caso, creo que es algo bueno más que malo porque significa que la energía está más distribuida. Estoy llamando a esto seguro. Yo diría que después de 100 microsegundos, estarás bien sin siquiera quemaduras de primer grado o, en el peor de los casos, una quemadura leve similar a una quemadura solar.

PD. Me doy cuenta después del hecho de que hice esto de una manera extremadamente complicada, convirtiendo entre energía y energía por área y lo que no, algo completamente innecesario ya que tanto la salida del sol como el daño son en términos de energía por área.

EDITAR:

Un comentario señaló el peligro potencial de la radiación ionizante, sin embargo, este es un problema inexistente. Originalmente, planeé seguir una docena de pasos para determinar si esto es un problema, pero hay una manera mucho más simple de descubrir que definitivamente no es un problema.

Las personas que más tiempo han pasado fuera de la magnetosfera de la Tierra son aproximadamente una semana. Para obtener el número de segundos en una semana, lo haremos de esta manera aproximada; 30,000,000 segundos en un año / 50 semanas en el año, por lo que tenemos 600,000 segundos en una semana. La radiación en el Sol será aproximadamente 60,000 veces mayor (solo comparando 1 KW / m ^ 2 en la Tierra con 60,000 KW / m ^ 2 en el Sol), por lo que esos astronautas obtuvieron el equivalente a 10 segundos en el sol. Ahora, por supuesto, es probable que tengan un mayor riesgo de cáncer, pero debes recordar que pasamos .1 milisegundos allí, o .0001 segundos, o 100,000 veces menos tiempo allí, así que estarás completamente bien (básicamente, no hay aumento en la posibilidad) en términos de tener cáncer o defectos de nacimiento.