光速と衝撃波

質問

こんにちは。はじめて質問します。

私は『ジョジョの奇妙な冒険』を愛読しています。
本作の主人公の空条承太郎は、「時間を止める」という能力を持っています。
SF作品やそうでないものを問わず、よく見かける設定です。
ただその能力解説で、その「卓越したスピードが「光を超える」」と、「世界が動きを止める」とありました。
光速といわずとも、超高速で動く物体は時間の進み方が遅くなるなどと聞いたことがあります。ただそれは今回は考えていません。

ふと思ったのは、地球上で物体が音速を超えると、衝撃波が発生します。
であれば、承太郎がその能力を使った（光速を超えた）場合、どのぐらいのレベルの衝撃波が発生するのだろうかということです。
超音速旅客機が通常の旅客機と同高度を飛行すると、地上にかなりの被害が出ると聞いたことがあります。

色々調べてみたのですが、あくまで非科学的で、空想上の話になってしまうので、具体的には何も分かりませんでした。
具体的に詳細にどのような衝撃波かというのは、場所、動く物体の大きさなど色々設定が必要ですので、ここでは大まかに、
「地表近くで80～100kg程度の物体が、秒速30万キロかそれに近いスピードを出すとどのようなことになるのか」とします。

非常に稚拙な質問でお見苦しいかと思いますが、ご回答も大まかに頂いて結構です。
またヒントになりそうなサイトや文献など、ご存知でしたらご教授お願いいたします。

お時間があるときに、お返事を頂ければ幸いです。宜しくお願いいたします。

回答No.2

hisappy

質問文を読んだ時に私の頭に浮かんだ直感です。
空想上のということなので、とことん空想してみました。

場所とか大きさとかの色々の条件についてのホダラダホイホイは
大まかなままとして・・・
「音速を超えると衝撃波が発生する」というのを基盤としてみますと

［移動中］
「火の玉が回りの空間をはじき返しているような状況で迫ってきて、
　通り過ぎると陽炎みたいな見た目を残しながら
　吸い寄せるような強風がグォンと発生する。」

［停止時］
「進行方向に向かって、空気砲を放ったかのような爆風と熱波を発する。」

空想の根拠

一応でも質量のあるもの（体積があるもの）が動き、
その速度が光速に相当しているので
スペースシャトルが大気圏に突入する際の極端な現象が発生すると想定。
進行方向正面の物質が逃げる間もない状態なので
音速版での衝撃波の元が音波であったのに対して、
光速版では物質そのもの、イメージはドリルで地中を強行前進しているのに近い。
一方、後方では逆に真空状態となるため回りの物質が流れ込んでくる。
この時、物体の速度が光速であるため、その反動も光速相当で起こると思われ
結果、陽炎のように像がグニュォンと見えてしまうと推測される。
停止時は…反動がそのままドキュォンと自然消滅するまで続くと想定。

…なんだか、たちの悪い隕石が通り過ぎたような感じになってしまいました。

回答No.1

dogday

光速で移動すると周囲の物質もついてこないので、質量自体が関係なくなって消失するんじゃないでしょうか？
光速は時間と同じですから、時空をまたいで瞬間移動してしまう。

思いつきですけでね。