Сможет ли ударная волна распространяться в вакуме?

Question

Меня интересует именно луна

Answer 1

Ответ не такой очевидный, каким сходу кажется.
Концентрация атомов межзвездного газа по крайней мере в миллиард миллиардов раз меньше, чем в земной атмосфере. Тем не мене с физической тз межзвездный газ в галактических масштабах вакумом отнюдь не является.

Технарям известно, что газовая среда считается вакумом в том случае, если длина свободного пробега частиц в такой среде больше, чем размеры объема среды.

Например, в газоразрядной трубке концентрация атомов газа может достигать n ~ 10е12 см-3. Вроде бы огромное число, какой уж там вакум.
Казалось бы.

Длина свободного пробега частицы в такой среде пропорциональна 1/ (n*sigma) , где sigma ~ 1e-15 кв см - поперечное сечение атомов при столкновениях. Таким образом, в газоразрядной трубке длина свободного пробега составит примерно ~ 10е1 см, то есть 10 см.

Значит, если размеры этой трубки меньше 10 см, среду внутри такой трубки СЛЕДУЕТ считать вакумом: электроны, ионы и прочие частицы внутри такого объёма будут двигаться как в вакумной среде, не взаимодействуя друг с другом.
Это действительно так, иначе кинескопы и электронные лампы (давление в которых составляет 1е-4 Па, концентрация частиц, сответственно ~ 1е11 см-3, длина свободного пробега составляет 1 метр) не могли бы работать так, как они работают.

В космосе, в межзвездном пространстве концентрация частиц составляет n ~ 1см-3. Эта концентрация крайне мала, её невозможно достигнуть в лучших земных вакумных установках.
Казалось бы, столь разрежённую среду нельзя считать ничем иным, как техническим вакумом весьма высокого уровня. Это так. Но не на расстояниях галактических масштабов.

Длина свободного пробега частица в такой разрежённой среде составляет ~ 10е15 см, т. е. 3е-4 парсека. Между тем толщина диска Млечного Пути (нашей Галактики) составляет 200 парсек, то есть 600 000 длин свободного пробега.

При таких размерах и объёмах ни о каком вакуме не может быть и речи. Межзвёздная среда, взятая в таких размерах - это непрерывная, сжимаемая газовая среда. К ней полностью применимы законы ГАЗОВОЙ динамики. По этой непрерывной среде распространяются продольные упругие ВОЛНЫ, в том числе и ударные.

Шкловский
"Звезды - рождение жизнь смерть"
В основном.