계란을 광속으로 던진다면 무슨 일이 벌어질까?

데릭Derek (218.♡.161.78) 83 8005 18 1 2023.05.29 00:19

우선 현대 물리학에서 이 질문은 성립할 수 없다.

질량을 가진 물질은 빛의 속도로 가속할 수 없기 때문인데(빛에 속도에 가까워질 수록 질량이 증가하며, 무한히 빛의 속도에 가까워지면 질량은 무한대로 커진다), 계산상 우리가 흔히 먹는 54~60g의 '대란' 사이즈의 계란을 빛의 속도로 가속시키려면 우주 전체의 에너지가 들어가도 불가능하기 때문이다.

그렇다면 광속이 아니라 광속에 최대한 근접할 정도로 던진다면 어떨까?

정확히 같은 경우는 아니지만, 이와 비슷한 문제에 대한 답을 NASA 출신 과학자 '랜들 먼로'가 본인의 웹코믹 'xkcd'에서 다룬 바 있다.

(xkcd는 과학 덕후들 사이에서 널리 알려진 미국의 과학 웹코믹으로, 국내에는 '위험한 과학책'이라는 이름으로 출간되었다.)

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이 책의 두번째 질답글인 '진짜 광속구를 던지면'에서는 야구공이 광속의 90%에 도달할 경우에 대한 해설을 하고 있다.

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광속의 90%인 0.9c로 날아가는 야구공은 '너무나' 빠르기 때문에, 공기 중의 질소나 산소 등의 원자는 야구공에 비하면 멈춘 것이나 다름 없는 상태가 될 것이다.

이런 분자들에 0.9c의 탄소, 수소, 산소 원자로 이루어진 복합체(=야구공)가 날아간다면...

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= 핵융합이 일어난다.

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핵융합이 일어나는 상황의 간단한 도식도

이러한 핵융합이 일어날 때 생기는 감마선과 파편들은 야구공을 중심으로 구를 그리며 퍼져나가며, 공기와 반응하여 백열의 플라즈마를 형성하게 된다.

위 결과물은 공보다 약간 빠른 속도로 사방으로 퍼져나간다.

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(아무것도 모르는 타자) (엑스선과 야구공) (플라즈마화된 공기) (분해되는 투수)

공을 구성하는 분자가 분해된 파편들이 날아가며, 이 파편도 역시나 공기중의 분자와 충돌하여 연쇄적으로 핵융합을 일으킨다.

70나노초 후에는 야구공이 홈플레이트의 타자에게 도달하며, 타자도 투수와 마찬가지로 산산히 분해된다.

그리고 1마이크로초 이내에, 야구장의 다른 팀원들과 관중들과 야구장 그 자체도 이에 집어삼켜진다.

만약 도시 밖에서 이 광경을 본다면, 태양보다 더 밝은 빛이 생겨났다가, 몇 초 후에 이 빛이 희미해지며 화염구가 버섯구름을 형성하는 것을 볼 수 있을 것이다.

야구장 주변 1마일 정도가 초토화되며, 불길이 도시를 삼킨다. 홈플레이트가 있던 곳 인근에는 거대한 크레이터가 생성된다.

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계란과 야구공은 질량과 물성이 다르긴 하지만, 위의 내용이 계란을 광속에 가깝게 던지는 경우에 어떤 식의 일이 일어나는 지에 대한 대략적인 해설이 가능할 것이다.

출처: 랜들 먼로의 저서 '위험한 과학책'

https://blog.naver.com/sigongbooks/221226064570

TMI) 랜들 먼로의 위 해설은 알쓸신잡에서 '김상욱'이 소개한 바 있다.

TMI2) 이 글의 작성자는 '광속으로 던진 계란이 바위를 깰 수 없다'는 말에 반박했다가 방구석에서 팬티 속에 손 넣고 뻘글 쓰는 정신병자 소리를 들었다.
https://gezip.net/bbs/board.php?bo_table=realtime&wr_id=5326476

TMI3)
사실 원본 영상의 전문가들 역시 '계란을 광속으로 던지는 것은 불가능하다' '단순 계산해 보면 바위는 계란에 의해 뚫린다'고 이미 전제를 깔아 놨다. 그리고 그 뒤에 부연해서 (고전물리학으로만 생각하면)공기저항이 있는 상황에 어느정도 거리를 두고 던지는 경우에 한정할 때 계란이 비산하여 바위를 부수지 못 한다고 말한 것.