Vitesses relativistes et impacts avec les poussières

[pm42]

Bonjour,

Dans une discussion récente, quelqu'un parlait d'un vaisseau allant à 0.999999999999 C. Cela pose plein de problèmes bien sur et l'un de ceux qui ont été abordés étaient de diminuer l'impact des poussières ce qui me semble impossible.

J'ai donc fait un petit calcul rapide : on prend une poussière de 1 mg ce qui est réaliste compte tenu de ce qui tombe sur Terre tous les jours.
A cette vitesse, cela donne une énergie cinétique de 63 milliards de MJ d'après https://www.omnicalculator.com/physics/relativistic-ke

Ce qui convertit donne 14 mégatonnes de TNT. C'est en gros la puissance de ça : https://fr.wikipedia.org/wiki/Castle_Bravo
Soit une boule de feu de 7 km de diamètre qui a creusé un cratère de 2 km de diamètre sur 70m de profondeur.

J'ai du mal à voir comment on pourrait résister à ce genre d'impact.
Même si on descend à seulement 0.9c, on est encore à 0.02 kilotonnes ce qui fait beaucoup, 20 000 tonnes d'explosif classique.

Bien sur, il y a aussi des poussières plus petites mais d'autres plus grosses voire des petits corps qui se promène. Donc si on croise un caillou de 100 g au lieu d'une poussière de 1 mg, on ne rigole plus (au sens propre).

P.S : si quelqu'un trouve une erreur dans les calculs, c'est normal, j'ai tendance à en faire plus le matin. Mais même en se trompant d'un ou deux ordres de grandeur, cela ne change pas grand chose au problème.
-----

[Anathorn]

on est encore à 0.02 kilotonnes ce qui fait beaucoup, 20 000 tonnes d'explosif classique.

heuu chez moi, 0.02 kt ça fait 20 tonnes, pas 20 000 tonnes (20 kt), c'est marqué dessus : 0.02 milliers de tonnes, donc tu t'es planté de 3 ordres de grandeur, pas seulement 1 ou deux
On suppose, bien sûr, que tu voulais écrire 0.02Mt qui font bien 20 kt.
ou 0.02kt qui font 20 000 kg.
Mais tu sais bien que les calculs, c'est APRÈS le café

Par contre rencontrer "un cailloux" dans un espace dont la densité moyenne est de 0.3 atomes par cm3 (espace intergalactique), alors là c'est pas gagné !
Après ça, il faut aussi prendre en compte quel est le milieu concerné : intra-galactique ou extra-galactique ?
Je ne sais pas s'il y a une différence vraiment significative entre les deux (l'espace interstellaire au sein d'une galaxie et l'espace intergalactique) en terme de densité.
Un atome, c'est vraiment considérablement moins qu'un seul mg.
Je crois que ça change beaucoup les choses, la différence entre seulement un atome et 1mg de poussière.
Un gros paquet de milliards de fois quand même.
Ceci dit, ce n'est pas non plus pour défendre l'hypothèse d'un engin qui serait capable d'atteindre ces vitesses...

[pm42]

donc tu t'es planté de 3 ordres de grandeur, pas seulement 1 ou deux

Oui. Ceci dit, rencontrer 20 tonnes d'explosif classique est suffisant pour "secouer" un vaisseau.

Par contre rencontrer "un cailloux" dans un espace dont la densité moyenne est de 0.3 atomes par cm3 (espace intergalactique), alors là c'est pas gagné !

La densité moyenne n'est pas un bon indicateur. Tu peux regarder la densité de poussière que la Terre traverse par exemple : https://en.wikipedia.org/wiki/Cosmic...fJohnson2005-4
Et il ne faut pas oublier ce qui se passe avec un vaisseau qui voyage à ces vitesses là : pas moyen de détecter ce qu'on va traverser ni de changer rapidement de direction.

Après ça, il faut aussi prendre en compte quel est le milieu concerné : intra-galactique ou extra-galactique ?

On va prendre de l'intra-galactique parce que pour sortir de la galaxie, il faut déjà faire un sacré bout de chemin.

Je ne sais pas s'il y a une différence vraiment significative entre les deux (l'espace interstellaire au sein d'une galaxie et l'espace intergalactique) en terme de densité.

Vu que les galaxies sont des nids à poussière et des pièges gravitationnels, on a une idée. Déjà, on sait qu'à l'intérieur des galaxies, notre vision est obscurcie par la poussière et le gaz justement alors qu'on arrive à observer très loin dans l'espace intergalactique.

Un atome, c'est vraiment considérablement moins qu'un seul mg.

Tu supposes qu'il n'y a que des atomes isolés. Pourtant il tombe sur Terre chaque années de milliers de tonnes de poussière dont certains composant font 100mg.

[Anathorn]

Il faut quand même bien distinguer le milieu stellaire et le milieu interstellaire, au sein même d'une galaxie.
Ce ne sont pas les mêmes.
Les systèmes stellaires sont des sortes de bulles délimitées par l'héliopause, l'équilibre entre l'influence solaire et "l’extérieur".
Autour des héliopause stellaires, l'immense majorité de l'espace galactique c'est le milieu interstellaire.
Au sein de ces héliosphères (délimitées par les fluctuantes héliopauses), on retrouve effectivement de fréquentes opportunités d'avoir des agrégats plus ou moins gros de matière.
Mais dans le milieu interstellaire, la poussière interstellaire n'atteint pas les particules de 1 mg, on en est même très loin.
De plus la poussière n'est pas uniformément répartie, elle se regroupe sous forme de nuages (sous l'influence de la gravitation), qu'il ne serait pas si compliqué d'éviter dans le cadre d'un "voyage".
Et le reste (99% de la masse du milieu interstellaire quand même) c'est seulement des particules et du rayonnement.
C'est pour ces raisons que je parlais "d'atomes".
En fait, le terme approprié c'est "particules", bien sûr.

[A voir en vidéo sur Futura]

[Anathorn]

n'atteint pas les particules de 1 mg

"n'atteint pas la masse de 1mg"

[Avatar10]

Bonjour,

Dans une discussion récente, quelqu'un parlait d'un vaisseau allant à 0.999999999999 C. Cela pose plein de problèmes bien sur et l'un de ceux qui ont été abordés étaient de diminuer l'impact des poussières ce qui me semble impossible.

J'ai donc fait un petit calcul rapide : on prend une poussière de 1 mg ce qui est réaliste compte tenu de ce qui tombe sur Terre tous les jours.
A cette vitesse, cela donne une énergie cinétique de 63 milliards de MJ d'après https://www.omnicalculator.com/physics/relativistic-ke

Ce qui convertit donne 14 mégatonnes de TNT. C'est en gros la puissance de ça : https://fr.wikipedia.org/wiki/Castle_Bravo
Soit une boule de feu de 7 km de diamètre qui a creusé un cratère de 2 km de diamètre sur 70m de profondeur.

J'ai du mal à voir comment on pourrait résister à ce genre d'impact.
Même si on descend à seulement 0.9c, on est encore à 0.02 kilotonnes ce qui fait beaucoup, 20 000 tonnes d'explosif classique.

Bien sur, il y a aussi des poussières plus petites mais d'autres plus grosses voire des petits corps qui se promène. Donc si on croise un caillou de 100 g au lieu d'une poussière de 1 mg, on ne rigole plus (au sens propre).

P.S : si quelqu'un trouve une erreur dans les calculs, c'est normal, j'ai tendance à en faire plus le matin. Mais même en se trompant d'un ou deux ordres de grandeur, cela ne change pas grand chose au problème.

Voir ici pour un autre problème: https://www.researchgate.net/publica...nd_instruments
Donc on peut penser qu'à 0,9999...C le problème des poussières n'en ai pas un puisque bien avant c'est foutu.
Revoir la problématique à 0,5C serait plus réaliste.