Qu'arrive t'il à un corps vivant soumis à une forte chaleur genre bombe atomique?

[ceroxon]

Bonjour.

Bon, le titre est assez clair quand à la question. Si j'allais m'asseoir à côté d'une bombe H, disons la Tsar bomba qui est théoriquement la plus puissante arme nucléaire connue, qu'adviendrait il de mon corps?

Bien sûr, je mourrais mais que se passerait-il exactement? J'ai cru comprendre que à ces températures (centaines de milliers de degrés? Millions peut-être?) il y'avait d'autres conséquences sur la matière que simplement la réduire en cendre.

Quelles sont ces conséquences exactes svp?

Que devient la matière quand elle est exposées à des chaleurs toujours plus grandes? Voir même au niveau de al température de Planck? (j'en ai entendu parler en lisant une bande dessinée des 4 fantastiques, ensuite j'ai cherché sur internet mais je n'ai pas les connaissances pour comprendre l'explication).

Merci d'avance pour vos réponses.
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[Deedee81]

Salut,

A de telles températures (en effet des millions), non seulement le corps est carbonisé mais en plus, tu as raison, les molécules sont totalement pulvérisées et les atomes ionisés. On est transformé en plasma.
https://fr.wikipedia.org/wiki/%C3%89tat_plasma
(ici un plasma chaud évidemment)

Vu le flux de neutrons produit il y aura forcément aussi certains noyaux qui seront modifiés et peuvent eux-mêmes devenir radioactif.

Notons toutefois que ce n'est pas juste "aussi simple" car le souffle mécanique de la bombe est considérable et le corps est soufflé, pire que le pire des ouragans. Une partie de la matière du corps est soufflée si violemment qu'elle n'a même pas le temps de se consumer. La part carbonisée, la part ionisée, la part irradiée..... très difficile à dire (et les chiffres sont probablement confidentiels !) tellement c'est compliqué (mécanique des fluides hautement turbulents) et cela explique les essais nucléaires et (maintenant) les simulations sur des supercalculateurs.

Ainsi, dans une bombe H ou dans la fusion thermonucléaire contrôlée, il ne suffit pas d'avoir une très haute température (dans une bombe H, le détonateur est une bombe A qui elle aussi atteint des milliers de degrés). Il faut éviter que le combustible ne soit "soufflé" avant d'avoir pu subir une fusion thermonucléaire. Ainsi, les premiers bombes H furent assez complexes à mettre au point (et la bombe au plutonium aussi, là c'est la réaction en chaîne qui doit avoir le temps de se produire, avec l'uranium c'était plus facile, ça "pète" suffisamment vite). La géométrie de l'engin est calculée pour confiner au maximum l'explosion le temps de transformer un max de combustible.

Pour en reste à des situations de températures "sans souffle mécanique", à plusieurs millions de degrés, dans un lieu confiné maintenant le plasma, on peut avoir fusion thermonucléaire des noyaux (pour des noyaux plus lourds que l'hydrogène il faut monter à des dizaines ou des centaines de millions de degrés).

A des températures encore plus grandes, des milliards, les noyaux sont pulvérisés par les chocs et on se retrouve avec un bains de particules de toutes sortes y compris de l'antimatière (l'énergie thermique devient suffisante). La physique y est hautement complexe et c'est ce qu'on rencontre au coeur des supernovae (avec là en plus une compression fabuleuse qui va transformer le coeur en étoile à neutrons ou en trou noir).

Encore un peu plus chaud et on a un plasma de quarks et gluons. https://fr.wikipedia.org/wiki/Plasma_quarks-gluons (mille milliards de degrés ou du style)

Au-delà, du coté de la température de Planck, bien malin qui peut dire ce qui se passe. Nos théories actuelles n'y sont plus valides. Il faudrait passer à la gravité quantique et là on a pleins de théories (pas encore validées) et on ne peut même pas mener les calculs (en tout cas pour le moment) car trop compliqué (déjà que les théoriciens s'étaient trompés pour le plasma quarks gluons : face à la difficulté des calculs ils avaient "trop simplifié" et prédit un gaz parfait alors que ce plasma est plutôt comme un superfluide. Des calculs plus précis l'on en effet confirmé).

[XK150]

Salut ,
Au voisinage des bombes , tous les matériaux sont vaporisés .

Au delà , on atteint l'état de plasma , les électrons se séparent des atomes ( on sait faire difficilement des plasmas volumineux et plus ou moins contrôlés dans les machines à fusion ) .
Dans les étoiles les plus chaudes ( les géantes bleues ), les nucléons " baignent dans une mer d'électrons ".
Encore mieux , au CERN on atteint 5.5 . 10^18 °C : à ce moment les nucléons sont dissociés en une soupe de quark- gluon .
https://www.theverge.com/2012/8/15/3...de-temperature

C'est le record actuel , à part le Big Bang ...

Rédigé sans voir le message précédent ...

[Deedee81]

on atteint 5.5 . 10^18 °C

Me souvenait plus du chiffre, merci. Impressionnant quand même, et dire qu'on se plaint de la canicule

[A voir en vidéo sur Futura]

[Zefram Cochrane]

Bonjour,
Tu rejoindrais le royaume des ombres : https://pvtistes.net/les-ombres-dhiroshima/
Notes que comme dit précédemment, tu te transformerais instantanément en plasma et donc tu n'aurais même pas mal.

[albanxiii]

Bonjour,

Je tente une réponse synthétique. Plus on fourni d'énergie thermique et plus on va dissocier les composants fortement liés.
Ça commence par la dégradation de molécules (faible énergie de liaison), puis leur destruction complète, et ensuite l'ionisation des atomes pour finir par un plasma complètement ionisé.
En fonction de la pression on pourra avoir des réactions plus ou moins complexes entre les noyaux et les électrons lors des collisions.

[ceroxon]

Merci pour les réponses.

Donc, pour simplifier au maximum sans se tromper, plus il fait chaud, plus la matière cesse d'être solide pour retourner à un état de "pure énergie" sous la forme de plasma d'abord, puis de particule subatomiques libres puis.... ensuite? De l'énergie thermique? Mécanique?

Excusez si je me trompe mais je ne suis pas physicien, même si ça m'intéresse, je n'ai aucune connaissance des mathématique impliquées ce qui limite beaucoup la compréhension.

Le plasma s'ailleurs, ça ressemble à quoi concrètement? Pendant longtemps j'imaginais de la lave en fusion. quand je regarde sur internet je vois des éclairs autour d'une boule. Le plasma c'est la boule au centre ou les éclairs autour?

C'est passionant tout ça mais sans les connaissances de base, c'est difficile d'avoir la perspective nécessaire pour avoir même une vague idée.

[Deedee81]

Donc, pour simplifier au maximum sans se tromper, plus il fait chaud, plus la matière cesse d'être solide pour retourner à un état de "pure énergie" sous la forme de plasma d'abord, puis de particule subatomiques libres puis.... ensuite? De l'énergie thermique? Mécanique?

Attention, ce n'est pas de la "pure énergie" (expression qui n'a guère de sens d'ailleurs, l'énergie étant toujours "l'énergie de quelque chose").

Matière normale : molécules (atomes liés entre-eux)
Matière brulée : en général molécules plus petites (par exemple les molécules organiques conduisent à du gaz carbonique, de l'eau et des "résidus", les cendres)
Gaz : atomes et molécules isolées, comme l'air
Plasma : état où tous les électrons ont été arrachés aux noyaux, on a donc des électrons libres chargés négativement et des noyaux chargés positivement
Etat suivant : dissociation des noyaux en protons et neutrons
Etat suivant : dissociation des protons/neutrons en leur constituant les quarks

Chaque état correspond à des températures de plus en plus grandes (le dernier nécessite aussi une densité suffisante, et dans cet état là, les chocs entre particules sont si violents que cela crée d'autres particules, on a une soupe de quarks mais aussi d'électrons, de positrons, et de toutes sortes de particules exotiques).

C'est comme disait Albanxiii, plus c'est chaud, plus c'est décomposé en petits "fragments" (les plus petits étant liés plus solidement, par exemple le lien électron - noyau est typique des réactions chimiques, faible énergie, alors que les liens entre protons et neutrons sont typiques de l'énergie nucléaire).

Concernant le plasma je l'ai décrit ci-dessus (mais j'ai aussi donné un lien plus haut, tu peux aller voir).
Tu as typiquement deux types de plasmas :
plasmas chauds (le Soleil, ou au point d'impact d'une bombe atomique, ou encore ce qu'on essaie de faire avec ITER)
plasmas froids, de densités très faibles. On a ça dans certaines lampes comme les tubes néons des enseignes lumineuses. Le plasma est créé par une décharge électrique dans un gaz raréfié, ce qui arrache les électrons des molécules de gaz (un gaz rare pour éviter des réactions chimiques, comme argon, krypton, néon....) qui en se recombinant émettent de la lumière.

[ceroxon]

Bien, j'apprends des choses.

Mais alors, l'énergie, c'est quoi exactement? Des ondes? Des prticules subatomiques genre quarks?

La chaleur, c'est quoi "physiquement" parlant?

Un peu de Science fiction maintenant. Les êtres "supérieur" composé de "pure énergie", scientifiquement si ça existait vraiment, au mieux, ça pourrait correspondre à quoi? Une forme de plasma "cohérent"? Des ondes "agglutinées"? Ou c'est tout bonnement scientifiquement impossible que ça existe jusqu'à preuve du contraire? (personnellement je suis un matérialiste, je ne crois pas du tout au "spirituel").

[albanxiii]

Mais alors, l'énergie, c'est quoi exactement? Des ondes? Des prticules subatomiques genre quarks?

C'est peut-être la question la plus difficile de la physique !

L'énergie c'est "quelque chose" qui s'échange et qui permet de faire "des choses", comme produire du travail, c'est à dire du mouvement, ou produire de la chaleur, par exemple.

On sait la calculer, on sait prédire les effets de transferts d'énergie, mais elle prend tellement de formes différentes que personnellement je suis bien en difficulté de répondre à votre question sans faire une liste longue comme le bras de toutes les formes d'énergie qu'on connaît.

L'histoire des êtres composés de "pure énergie", c'est juste une formulation poétique des auteurs et des scénaristes. Ça reste assez précis pour qu'on s'en fasse une idée imagée, et assez vague pour qu'on puisse leur attribuer toutes sortes de pouvoirs fabuleux. On est carrément en dehors de la science.


Ajout : au sujet de l'énergie, il faut absolument que vous lisiez ce chapitre du cours de Feynman.

[Archi3]

Bien, j'apprends des choses.

Mais alors, l'énergie, c'est quoi exactement? Des ondes? Des prticules subatomiques genre quarks?

La chaleur, c'est quoi "physiquement" parlant?

Un peu de Science fiction maintenant. Les êtres "supérieur" composé de "pure énergie", scientifiquement si ça existait vraiment, au mieux, ça pourrait correspondre à quoi? Une forme de plasma "cohérent"? Des ondes "agglutinées"? Ou c'est tout bonnement scientifiquement impossible que ça existe jusqu'à preuve du contraire? (personnellement je suis un matérialiste, je ne crois pas du tout au "spirituel").

pour un gaz, ou un plasma, l'énergie est simplement liée à la vitesse de déplacement des particules. Attention il faut distinguer la vitesse d'ensemble (une foule qui se déplace collectivement pour aller d'un endroit à un autre , par exemple pendant une manif) de la vitesse d'agitation thermique (le fait que les individus ne vont pas tous à la meme vitesse, dans une manif certains vont plus vite que d'autres, retournent en arrière, etc...), qui est la vitesse moyenne d'écart par rapport à la vitesse moyenne - c'est ça qui est lié à la température. Mais globalement tu peux associer l'énergie d'une particule à la vitesse à laquelle elle se déplace.
"L'énergie pure", ou plutôt "l'énergie cinétique pure", on peut l'associer à des particules sans masse, comme les photons, qui vont à la vitesse de la lumière. Malheureusement ces particules n'interagissent pas entre elles , donc elles ne peuvent pas toutes seules former des "structures" : donc non, on ne peut pas concevoir des "êtres de pure énergie" ou des "êtres de lumière". Pour faire des structures il faut de la matière donc des êtres de "chair et d'os", désolé

[Deedee81]

Salut,

Non, l'énergie c'est pas un truc "matériel" qu'on pourrait mettre dans une bouteille. L'énergie est une propriété des corps, au même tirer que leur vitesse, leur couleur, ou leur état d'humeur (enfin, ça c'est pour les corps humains ).

Par exemple, un objet se déplaçant à vitesse V a une énergie cinétique égale à mV²/2 (m sa masse).
Notons que l'énergie dépend de l'observateur, tout comme la vitesse.

L'énergie peut prendre pleins de formes : énergie de liaison (entre atomes par exemple), énergie potentielle (comme lorsqu'on soulève en corps, énergie potentielle de gravitation). Et des tas de noms suivant les domaines : énergie chimique (l'énergie de l'essence par exemple), énergie nucléaire, etc...

La chaleur est une forme d'énergie "dégradée" au sens thermodynamique/statistique du terme, d'entropie élevée. On peut dire aussi une forme "désordonnée".
Pour de la matière (liquide, solide, gaz), il s'agit d'énergie cinétique due au mouvements désordonnés de la matière (agitation thermique : déplacements, vibrations, rotations).
Pour du rayonnement (lumière) on parle de rayonnement thermique qui prend typiquement la forme du rayonnement du corps noir https://fr.wikipedia.org/wiki/Rayonnement_du_corps_noir

Et oui, en science fiction on est friand d'expressions frappantes mais parfois très abusives comme "l'énergie pure" (ou pire, j'aime bien la série Flash mais leur connerie de "vitesse pure" ça, ça m'a quand même fait soupirer ). Et bien entendu, en science-fiction nul besoin de justifier ou expliquer (ou superficiellement) puisque justement c'est de la fiction. Ce qui compte est avant tout l'histoire, le divertissement.... J'adore la science-fiction mais je ne crois pas possible tout ce que j'y vois.
(exemple, j'ai beaucoup aimé le film interstellar alors que je ne pense pas que les trous de vers soient possibles pour des raisons liés aux paradoxes et donc contradictions qu'ils engendreraient).

[Deedee81]

Holà, on s'est croisé à trois
Je viens seulement de le voir.

Bon, comme ça, ça fera une réponse complète

[ceroxon]

Un hologramme c'est pas de la lumière "pure" justement? Bon ok, ca n'est pas plus "réel" que mon reflet dans un miroir.... mais ça "existe" non?

[Deedee81]

Un hologramme c'est pas de la lumière "pure" justement? Bon ok, ca n'est pas plus "réel" que mon reflet dans un miroir.... mais ça "existe" non?

Si c'est de la lumière (pure ou pas, c'est de la lumière). Mais la lumière n'est pas de "l'énergie pure".
La lumière a une certaine énergie, tout comme les atomes, les électrons, etc.... Mais elle n'est pas que ça.
La lumière a une quantité de mouvement (impulsion), une polarisation (le spin pour les photons), une fréquence/longueur d'onde, une direction, une constante de couplage avec les charges électriques.
Bref, la lumière c'est pas si différent du reste.

Imagines-tu une masse sans matière ? Imagines-tu une vitesse sans quelque chose qui bouge ? Non, et bien l'énergie c'est la même chose.