Quale sarà leffetto se ci troviamo su Giove?

Come tutti sappiamo Giove è un gigante gassoso gassoso e ha una grande massa, quasi il doppio della somma di tutti gli altri pianeti del sistema solare. Quindi, se capita che andiamo su Giove e, poiché sappiamo che non ha una superficie dura, non potremmo starci sopra. Quindi cosa succederebbe se ci immergessimo? Galleggeremmo sulla superficie (non credo) o verremmo schiacciati a causa della gravità che ci trascina al centro del pianeta con tutta la sua massa sopra di noi?

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Risposta

(*) Giove, a tutti gli effetti, non ha una superficie solida su cui stare. Non più di quanto si possa dire che latmosfera terrestre ce labbia, prima di colpire Terra Firma. È unenorme palla composta da principalmente idrogeno ed elio , ma anche altri elementi più pesanti in parti più piccole, ed è così massiccio che la sua stessa gravità comprime questi gas in liquido man mano che ci addentriamo nel suo interno. Elementi più leggeri dominano nella sua atmosfera superiore allo stato gassoso; questi si comprimono gradualmente a causa della sua pressione nei liquidi, idrogeno metallico ancora più profondo, e infine maglia di idrogeno metallico, roccia e altri elementi più pesanti che affondano più in profondità nel suo nucleo. Nessuno sarebbe in grado di “stare” su uno di questi strati. In effetti la temperatura e la pressione diventano così grande, è stato calcolato che persino i diamanti (si ipotizza che potrebbero formarsi come precipitati in certi strati dellinterno di Giove da nuvole nere di fuliggine, dove, se dimostrato vero, significherebbe letteralmente “rains diamonds” ) alla fine si fondono a, ancora una volta ipotizzato, una forma appiccicosa di carbonio liquido che “non è molto diverso dal catrame, tranne che non è” t.

                                                                      Sezione verticale di Giove

                                                                                  Una fetta di torta degli strati di pressione, temperatura e densità di Giove.Fonte:
                                                                Laboratorio di fisica atmosferica e spaziale, Università del Colorado a Boulder

Quindi cosa succederebbe se ti tuffassi in Giove? Ebbene, quanto tempo saresti durato dipenderà dallattrezzatura in cui ti trovi che ti protegge dal suo ambiente ostile. La pressione dapprima aumenterebbe gradualmente nella sua atmosfera superiore al punto che è sufficiente perché le sue violente tempeste ti gettino in giro. Questo è lo strato di nubi di Giove. Potresti essere “fortunato”, però, e caderci dentro a i suoi poli dove gigantesche depressioni atmosferiche mantengono tutto un po più basso, prolungando leggermente linevitabile risultato. Con laumentare della pressione, aumenta anche la convezione termica. Inizieresti a perdere calore sempre più rapidamente, e non è nemmeno una bella temperatura primaverile mediterranea A unatmosfera (pressione uguale al livello medio del mare sulla Terra) la temperatura scende fino a − 108 ° C. Ciò è “al di sotto delle temperature più fredde mai registrate sulla Terra” s superficie (~ − 93 ° C nellaltopiano antartico orientale ), anche per le sue regioni polari durante gli inverni. Tutto nel frattempo, saresti anche bombardato dalla radiazione di Giove . E se cadessi dentro dai suoi poli e pensavi di essere fortunato per qualche centinaio di chilometri in più, ripensaci perché quelle sono le regioni in cui Giove si riconnette magneticamente con il campo magnetico del Sole, aumentando la velocità delle particelle cariche al punto che possiamo osservare fantastiche aurore polari “blu elettrico” delle dimensioni di molte Terre in cui questo flusso protonico solare ionizza lalta atmosfera di Giove.

Quindi hai tre principali avversari da combattere con il tuo equipaggiamento di protezione ambientale in cui ti trovi: radiazioni, pressione e temperatura. E se entri nella sua atmosfera superiore troppo velocemente, contatta anche ionizzazione, carica triboelettrica, ablazione superficiale … niente di troppo affascinante e tutto termina da solo. Qualcuno di questi potrebbe essere troppo alto per stare in piedi e la tua attrezzatura si guasta? Nessuno sa, ma non ci vorrà molto tempo con la gravità di Giove (24,79 m / s²), indipendentemente dalla velocità di discesa iniziale, fino a quando non ti immergi troppo profondo per il comfort.

Alla fine, una volta morti da tempo a causa dellinospitabilità del gigante gassoso, i tuoi resti si immergerebbero più in profondità nello strato di idrogeno liquido di Giove. Prima si congela, poi si scongela quando la temperatura e la pressione aumentano fino a quasi 5.000 ° C e circa 2 milioni di volte la pressione atmosferica a livello del mare della Terra. Saresti quasi implodere, se il tuo corpo non fosse per lo più acqua, il che non lo è. comprimere facilmente. Ti comprimeresti comunque molto mentre tutte le cavità un tempo funzionanti del tuo corpo collassano. Non è il momento migliore per un selfie. Il tuo viaggio non è ancora finito, perché tu e la tua attrezzatura in cui vi trovate siete ancora più densi di quel particolare strato gioviano e affonderebbe ancora più in profondità verso il suo strato metallico di idrogeno che inizia a una densità di circa 1 g / cm 3 e continua a quasi 25 g / cm 3 (con densità media di ~ 4 g / cm 3 , o poco più di 4 volte la densità del tuo corpo, se escludiamo una tuta EVA in cui dovresti essere, aggiungendo alla tua densità complessiva. A quel punto , vieni colpito da tremende correnti elettriche che danno a Giove una magnetosfera così grande, la seconda più grande struttura del nostro sistema solare oltre alleliosfera del Sole.

Queste correnti farebbero a pezzi i tuoi resti in frammenti indistinguibilmente piccoli e indurrebbero la decomposizione chimica da parte dei radicali di idrogeno atomici liberi che si scambiano casualmente e lectrons. Sarebbe un po come immergere un corpo nellacido fluoridrico mentre lo friggi allo stesso tempo, se non in modo più violento. Non lo so, posso solo immaginare, non lho mai fatto veramente. Onesto! Ad ogni modo, frammenti di ciò che una volta si decompongono nei suoi elementi chimici costituenti, perdono valenza e si legano ai protoni di idrogeno liberi circostanti.Composti più pesanti affonderebbero ancora più in profondità, dove la pressione e la corrente alla fine farebbero perdere loro protoni di idrogeno e si ricombinerebbero con se stessi o con altri elementi più pesanti e molecole affamate di elettroni presenti in uno stato così compresso e caldo che nemmeno la scienza attuale è in grado di dire la loro esatta natura e comportamento.

In ogni caso, saresti “diffuso in tutto linterno di Giove” in vari stati, e diventeresti parte di esso per quasi leternità. Abbastanza epico, ma per favore non farlo.


(*) Non tutto potrebbe essere necessariamente esattamente vero, poiché alcune parti che descrivo sono un argomento di ricerca ancora in corso, ma questo è stato un po divertente, quindi ci sono andato. Lo rivedrò per aggiungere alcuni riferimenti in un secondo momento per le parti disponibili.

Commenti

  • Leggendo questo ho pensato che lidrogeno metallico sarebbe un solido. Ma apparentemente potrebbe essere un liquido o un solido in queste condizioni.
  • Lidrogeno metallico solido @Hobbes non lo farebbe ' per spiegare lenorme magnetosfera di Giove '. Le prove dirette sono ancora elusive, ma quelle indirette sono piuttosto solide (scusate il gioco di parole LOL). Se ti interessa di più, una buona conferenza che ho guardato che è ancora abbastanza recente è Siegfried Glenzer ' s (SLAC) Giove in a Bottle: Extreme States of Matter in the Laboratory (maggiori informazioni qui ).
  • @tidalwave Bella risposta per quanto va, ma una cosa penso che la persona stesse ottenendo il presunto potere di gravità al centro, che non ha avuto risposta. Lautore ha parlato del centro " con tutta la sua massa sopra di noi ". Dimenticando per un attimo limpossibilità che sia unavventura umana, la gravità al centro sarebbe zero perché la quantità di massa in tutte le direzioni è la stessa. La questione della gravità al centro di una grande massa (la terra) ha avuto una risposta da qualche parte nelle scienze della terra, stackexchange lanno scorso
  • Divertente ed educativo … voglio dire, non immergersi in Giove ' s atmosfera.
  • Questo suona come un xkcd what-if!

Risposta

Se ignoriamo per un momento gli effetti atmosferici, vediamo cosa fa la gravità quando scendi su un pianeta (e questo vale per tutti i pianeti, rocciosi o gassosi).

Secondo secondo il teorema di Newton “s Shell , allinterno di una sfera di densità uniforme, la gravità è proporzionale alla tua distanza dal center . La gravità è massima quando sei in superficie, con tutta la massa del pianeta sotto di te. Quando sei al centro del pianeta, la gravità è 0 perché lattrazione da direzioni diverse si annulla a vicenda.

Giove non è uniforme, quindi lequazione diventa più complicata.

Ottieni F = gM / r 2 , dove g è la costante gravitazionale. M è la massa della sfera con raggio r, questo dipende dalla densità media della sfera.

Per la Terra, il profilo di gravità ha questo aspetto:

Profilo di gravità terrestre. La gravità rimane più o meno costante dalla superficie fino a 0,5 volte il raggio del pianeta. Da lì al centro del pianeta, la gravità scende linearmente a 0.

Per Giove si ottiene un profilo più pronunciato a causa della differenza di densità tra gli strati esterni e il nucleo è più estremo.

Commenti

  • Sicuramente quel disegno ' non può essere in scala ? Sembra che la differenza tra il centro della Terra e il confine tra il nucleo esterno e quello interno (circa 1200 km) sia dello stesso ordine di grandezza della differenza tra il livello del suolo e lorbita tipica dello space shuttle a 400 km.
  • Ho sostituito il disegno con unimmagine più precisa.

Risposta

Questo articolo allegato il video: What If You Fell Into Jupiter mostra cosa accadrebbe se ci tuffassimo / cadessimo in Giove.

Linteressante sorgente video proviene da What.If programma creato da Hashem Al-Ghaili su Facebook. Non è così tecnico da capire ma è molto istruttivo. Spero che ti piaccia, Hashem è la mia pagina scientifica preferita (anche personaggio pubblico) su FB, insieme a molti altri canali scientifici sussidiari.

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