Hvordan kan Ganymed have en jordlignende tyngdekraft uden at vi har indset det?

Du må ikke ændre massen – ændre densiteten.

(Blød videnskab fremad – alle hænder understøtter stød!)

En ting du sandsynligvis ikke burde gøre er at ændre Ganymedes masse. Det ville ændre sin bane (og dens indflydelse på de andre måner) på uundgåelige og let observerbare måder. Du bliver nødt til at gøre en detaljeret håndsvingning for at få Ganymedes til at være dens tilsyneladende masse, mens du har en meget anden faktisk masse. / p>

At have en løsning fra at ændre densiteten vil stadig kræve noget håndsvingning, men måske er det tilladt e i et “bomulds candy-scifi” univers … du kan være dommer for det!

For at opnå jordlignende tyngdekraft i dine huler, bliver vi nødt til at: 1) gør Ganymedes kerne unaturligt tæt og dens kappe unaturligt let, og 2) placer din huler meget tættere på kernen. Den håndbølgning, der kræves for at få dette til at ske, er dobbelt:

For det første at faktisk koncentrere Ganymedes masse så meget i kernen kunne du ikke bruge noget naturligt forekommende materiale i det kendte univers. Materialer lavet af konventionelle grundstoffer er for lette, og elektron- eller neutron-degenereret stof forbliver ikke komprimeret under jordlignende tyngdekraft – det ville eksplodere. Så … sandsynligvis den bedste soft-sci-fi-løsning (uden at påberåbe sig kunstige tyngdekraftgeneratorer) er, at Ganymedes kerne indeholder degenereret stof, som af en eller anden grund ikke kan dekomprimere. (Er det specielt? Er det i et svagt, naturligt forekommende statis felt? Håndbølge!) Tilsvarende skal du håndbølge et materiale til at komponere Ganymedes kappe, der er ekstremt let og på en eller anden måde ser ud til vores teleskoper som et salt hav . (Se https://en.wikipedia.org/wiki/Ganymede_(moon) #Composition ) Hvilket bringer os til vores næste punkt …

Vi bliver nødt til at håndbølge nogle af vores observationer af Ganymedes fysiske udseende og dets inertifaktor ( https://en.wikipedia.org/wiki/Moment_of_inertia_factor For at være ærlig tror jeg ikke, at der vil være nogen selvkonsistent og elegant måde at forklare alle de observationer, vi har gjort af det. Men prøv i det mindste at have en grund til, hvorfor Ganymedes ” overfladen er eller ser ud til at bestå af vandis og silikatsten, og hvorfor det ser ud til at have et salt hav under jorden og en jernrig kerne.

(For at tackle overfladen vil jeg tilbyde dette … vores ekstremt lette kappe-materiale er på en eller anden måde også ret hård og stiv, og overfladen af silikatsten er for det meste lag af støv / fragmenter fra meteorpåvirkninger.)

Kommentarer

• Tak – dette ser meget lovende ud! God stof til eftertanke om de eksotiske materialer og det fysiske udseende. (Jeg ‘ opstemmer dig så snart jeg har nok rep til at gøre det.)
• Ja, jeg ‘ Jeg har tænkt lidt over det, siden jeg skrev mit svar, og et sort hul, som folket bor i nærheden af, var det eneste, jeg kunne komme med, det er endda lidt levedygtigt – og selv det har nok problemer til at sætte det fast i realm of candy candy science)
• Ja, jeg havde ikke ‘ ikke glemt sorte huller. De ville kræve en anden slags håndbølger, er alt (hvorfor falder ikke ‘ resten af månen i den?).
• @KeithMorrison: det ville være sandt for afstande uden for kroppen ‘ s oprindelige overflade. Hvis vi dog tager et punkt inde i solen – sig et eller andet sted ved halvdelen af solen ‘ s radius – så vil det punkt føle en højere tyngdekraft, hvis al solen ‘ s masse blev komprimeret til halvdelen af solens ‘ s diameter.
• Jeg lavede nogle hurtige beregninger på dette. ” ægte radius ” for Ganymedes skal være rGanymede = sqrt (massGanymede / massEarth) * rEarth eller ca. 1000 km (i stedet for 2634 km), hvilket ikke ‘ t lyder for dårligt. Men densiteten skal så være omkring 35000 kg / m ^ 3, mere end ethvert normalt materiale på jorden .

Jeg beklager, men det er umuligt.

Ganymedes har 2,4% af jordens masse. Den masse er, hvad der genererer tyngdekraft.

Hvis det havde mere tyngdekraft, ville det forvride banerne for de andre måner, og vi ville vide om det. Vi kender massen af enhver væsentlig krop i solsystemet (og faktisk nogle af dem blev opdaget, fordi de forvrængede kredsløbene om ting, vi vidste om, og vi var i stand til at se på det rigtige sted).

http://solarviews.com/eng/ganymede.htm

Du er nødt til at komme op med en måde at nå dine mål på, som ikke involverer tyngdekraften, som vi kender det. F.eks. klo fødder at forstå isen, magnetiske støvler eller endda bare hoppe rundt i istunneler er alle mulige.

Kommentarer

• Massekombinationer med radius til m ake tyngdekraften! Hvis det var meget mindre, kunne det have en jordlignende tyngdekraft. At ‘ hvorfor ” variabel tæthed ” idé er mere brugbar: hvis der var en meget tættere (dvs. lille radius) kerne og ” folk ” var i nærheden af det, ville G være meget højere.
• Det kan være umuligt, men ikke af den grund, du nævner. Se ” hvad hvis? lille planet ”
• @EricDuminil: At ‘ er til en asteroide med en diameter på 2 m. Ganymedes er langt større end det.
• @ user151841: Hvis du erstatter Ganymedes med en fodbold af Ganymedes ‘ s masse, er der intet overhovedet ville ændre sig for Jupiter eller de andre måner. Det eneste, der ville ændre sig, var tyngdekraften på Ganymedes ‘ overflade. Den samme ting sker (dvs. intet), hvis solen bliver et sort hul .
• @EricDuminil Nå, der belyser den anden halvdel af problemet . Hvis Ganymedes var på størrelse med en fodbold, men havde den samme masse, ville vi ikke ‘ ikke vidste, at den var der, og vi ville have været nødt til at finde ud af mysteriet med ” manglende måne ” af Jupiter. Vi ville have konkluderet, at der var en meget tæt, meget lille måne, der måtte være der på grund af dens tyngdevirkninger på banerne. Men hvis det ‘ er stort nok til at vi kan se det, ved vi det ‘ der, og fra at se det, kan vi forstå dens bane og udlede dens masse. Der er ‘ virkelig ingen vej uden om det. Vi ved, at det ‘ er der på den ene eller den anden måde.

Lad os se tilbage og finde ud af, hvordan vi kender massen / tyngdekraften på Ganymedes. (Længere læst her).

For det første er vi nødt til at beregne jordens radius. Dette har været kendt med en relativt høj grad af nøjagtighed i meget lang tid. Derefter er vi nødt til at måle, hvad Jordens “tyngdekraft” eller masse er, ved hjælp af et objekt med en kendt masse. Med dette i hånden kan vi faktisk beregne solens masse ved at kende dens afstand til Jorden (igen, videnskaben har bevist dette).

Herfra kan vi måle massen på enhver planet i vores solsystem med relativ lethed.Med Jupiters masse nu kendt, kan vi faktisk se Ganymedes og beregne dens masse også.

På ethvert tidspunkt, hvis der var en fejl (og vær sikker på, er der ikke en stor nok til at udrette hvad du beder om), vil det påvirke vores målinger af alt nede i den sammenkædede kæde. Så i dit tilfælde er vi nødt til at have et groft mismålt enten Jupiters orbitalbevægelser eller Ganymedes (eller sandsynligvis begge for at få den stigning i masse, du har brug for).

Det er tilstrækkeligt at sige: dette er meget usandsynligt.

På dit andet spørgsmål, tjek mængden af stråling på Ganymedes. Kl. 8 om dagen vil det helt sikkert skabe kaos på dit jordlignende liv over tid.

Kommentarer

• Jeg tror der ‘ en fejl i det papir, du citerer .. Du kan kun få solens masse som beskrevet deri. For at få massen af en planet skal den have en måne (metoden giver dig mulighed for at få massen af en central krop – ikke dem, der kredser om den). Så massen af Ganymedes er estimeret – ikke beregnet. Medmindre det ‘ s bestemmes af forstyrrelser fra andre måner ‘ kredser, men at ‘ er næppe trivielt.

Hvis ca ves roterer meget hurtigt, ville indbyggerne opleve noget, de opfatter som tyngdekraft, mens de er inde i hulen. Når de gik ud af hulen, ville de blive næsten vægtløse.

Forestil dig, at der inden i Ganymedes er en kugle, der roterer meget hurtigere end selve planeten. Hvorfor? Du har brug for en grund, ligesom nogle andre indbyggere ville have en forlystelsestur, men blev kede og venstre, eller noget smækket ind i Ganymedes lige. Mellem Ganymedes overflade og sfæren er der måske et lag af noget flydende, med meget lidt friktion. Inde i det er en hurtigt roterende kugle eller i det mindste en ringring (doughnut). Indbyggerne derinde ville tro, at der var tyngdekraft udad mod overfladen. At komme til dem kan kræve en slags speciel ordning, men hvis arrangementet er lufttæt , så forbliver din luft også på plads.

Kommentarer

• Jeg kan godt lide den gigantiske gravitron-idé. Måske styrtede et massivt, gammelt generationskib ned og indlejrede sig selv i overfladen og samtidig introducerer liv og et ekstremt spin.
• @Wazoople Eller måske er Ganymedes skibet, og noget ringmateriale har glomret over tid …

Muligvis er der en halvvidenskabelig eller magisk form af tyngdekraftgeneratorer, der genererer tyngdekraft (som i mange rumoperaer som Star Trek og Star Wars). Tyngdekraftgeneratorer bruges til at give kunstig tyngdekraft i rumskibe i mange rumoperaer.

Og måske placerede nogen sådanne tyngdekraftgeneratorer under gulvene i lukkede luftfyldte huler under overfladen af Ganymedes. Lyset i disse huler kan også være kunstigt. Hvis hulerne er forseglet og lufttæt, holdes luften inde i hulerne, og den kunstige tyngdekraft ville ikke være nødvendig for at bevare atmosfæren, men det kan være nødvendigt for at tilvejebringe tyngdekraften for den menneskelige befolknings sundhed.

Faktisk anses det for muligt, at der kan være livsformer i flydende oceaner under de isdækkede overflader af Ganymedes og andre måner i det ydre solsystem. Så hvad du foreslår ligner vagt den spekulation, bortset fra at du foreslår små luftfyldte huler i isen i stedet for et verdensomspændende hav under isen.

Den kombinerede effekt af disse tyngdekraftgeneratorer skulle øge Ganymedes samlede tyngdekraft og få det til at virke lidt mere massivt, end det faktisk er . Men hvis disse tyngdekraftgeneratorer kun er under en lille brøkdel af den ganymediske overflade, kan den samlede effekt være meget lille.

Og når rumsonder sættes i kredsløb omkring Ganymedes, kan de muligvis opdage virkningerne af disse tyngdekraftgeneratorer, ligesom de første månesatellitter opdagede massekoncentrationer (maskoner) i månen.

https://en.wikipedia.org/wiki/Mass_concentration_(astronomy) 1

Og muligvis kan analyser af de mærkelige tyngdekraftsaflæsninger bevise, at de ikke kan være resultatet af ganymediske maskoner, men skal være forårsaget ved genereret tyngdekraft.

De kan leve inde i en centrifuge, der drejer. Ved at kontrollere hastigheden (og vippe gulvet) kan den kan generere et hvilket som helst niveau af tyngdeagtig acceleration, der er nødvendig, fra Ganymedes til Jorden eller højere. Centrifugen blev efterladt der af en tidligere, mere avanceret civilisation, der også efterlod alle deres andre livsstøttende systemer. Er Jupiters intense stråling sandsynligvis lem til dem?

Kommentarer

• Velkommen til Worldbuilding! Dit svar er godt, men du skal fjerne den sidste sætning. Hvis du har et spørgsmål til OP, skal det stilles i en kommentar.Jeg ved, du kan ‘ ikke kommentere endnu, og at ‘ altid er et problem for nye brugere, men der er masser af spørgsmål, som behøver ikke ‘ nogen ekstra afklaring. Foreløbigt skal du gå videre og springe over spørgsmål, du kan ‘ t besvare uden mere info, indtil du får nok omdømme til at kommentere. Held og lykke!

Selve Ganymedes er fyldt med materialer med høj densitet som wolfram og uranaflejringer, der resulterer i en jordlignende samlet masse let 50 gange så enorme som den burde være. Kunstige supertunge elementer ud over noget, der nogensinde er fremstillet i et laboratorium.

Overflade af Ganymedes er dækket af et tykt lag af Favorit Støv, hvilket resulterer i, at dens usædvanligt høje tæthed næsten helt annulleres, hvilken tyngdekraft / masseffekt, der filtrerer igennem Favoritten er kun et par procent af dens naturlige styrke.

Inden for hulerne påvirkes tyngdekraften ikke, og indbyggerne oplever jordnormale forhold.

Hvis du vil have selve overfladen at have jordnormal tyngdekraft, kan du håndbølge, at favoritten dæmper virkningerne af tyngdekraften, så den falder meget hurtigt, f.eks. over et spørgsmål om meter. Forkortelse af tyngdekraftens bølger til noget, du kunne måle på en yardstok. Det betyder, at du kan gå rundt som normalt, men kaste en kugle højt i luften, og den kommer ikke ned igen.

Tillæg:
Da jeg var gået væk og kiggede op på materialetætheder, indså jeg, at den krævede tæthed for at Ganymedes skal være bogstaveligt 5000 gange så massiv, som den ser ud, ligger langt ud over wolfram eller uran eller endda Osmium eller Kalium.
Du har brug for et materiale med en densitet på 779.634.464.751,96 kg / m ^ 3 for at gøre det.

Jeg har rettet mit svar i overensstemmelse hermed.

Kommentarer

• Jeg var ude med 10 i min tæthedsberegning og troede, at du ‘ d har brug for et kunstigt supertæt element … Bit skuffet, du behøver kun wolfram.
• Ansvarsfraskrivelse. Jeg aner ikke, om en kerne af wolfram og uran aflejringer ville være tilstrækkelige til at producere en jordlignende masse! Men kontrol af jern efter molvægt ville sandsynligvis være en nyttig sammenligning.
• Bare gik og lavede nogle beregninger. Jern er 7850 kg / m ^ 3, mens Wolfram er 19600 kg / m ^ 3. Så teknisk set er det ‘ et sted mellem 2 og 3 gange så tæt. Du ‘ behøver noget 5 gange mere tæt end wolfram for at opnå jordlignende masse med Ganymedes. Uran er mindre tæt end wolfram ved 18900 kg / m ^ 3. Så ja. du ‘ behøver sandsynligvis et kunstigt supertæt element. Held og lykke med at fremstille en, der ikke er ‘ et latterligt kortvarigt radioaktivt element.
• Osmium er 22590 kg / m ^ 3, stadig ikke levedygtigt for dette, og H kalium ( det tætteste materiale, der nogensinde er lavet i et laboratorium) er lidt tættere ved 22610 kg / m ^ 3.
• Jeg tror, du havde ret første gang … At få den samme tyngdeacceleration (ved overfladen) som Jorden (9,81 $ m / s ^ 2 $), men hold den samme radius, Ganymedes (1,5 $ m / s ^ 2 $) behøver kun at blive omkring 7 gange tungere ($ a \ propto m $), derfor 7 gange mere tæt. Dens nuværende densitet er ca. 2 $ g / cm ^ 3 $, så det tager os til ca. 15 $ g / cm ^ 3 $. Hvilket let kan opnås med normal materie.

Jeg tror, at din eneste “realistiske” løsning er en tyngdekraft generator med meget begrænset rækkevidde. Hvis Ganymedes faktiske tyngdekraftsattraktion var større, end den skulle være, ville det påvirke dens bane og kredsløb om alt andet, der kom i nærheden af det, som astronomer ville have opdaget langt væk.

En tyngdekraft generator (formodentlig bygget og derefter forladt af nogle gamle arter), der kun nåede en meget kort afstand over overfladen, så da atmosfæren og beboerne er fast rodfæstede, men ikke langt nok til at påvirke kredsløbets egenskaber, skal fylde regningen. Naturligvis en reel tyngdefelt ville ikke handle på den måde, men da du opfinder en tyngdekraftgenerator, der genererer kunstig tyngdekraft, er du helt fri til at lade den kunstige tyngdekraft opføre sig på en ikke-standardiseret måde.

Kommentarer

• Tyngdekraften genereres af masse og har et uendeligt interval. Hvordan kan du omgå dette fra et videnskabeligt synspunkt?
• @ L.Dutch Plakaten er poserer en kunstig generator af tyngdefeltet, der ikke t har brug for masse og har en kort rækkevidde. Ingen grund til faktisk at opfinde det, da dette er WorldBuilding og ikke fysik.
• Topologisk set kan du se tyngdekraften som en fordybning i rumtid (dvs. den gamle demo af gummiark) Generelt er forvrængningen over et bredt område og fordybningen er meget lav, så hvis du ville for at have et tyngdekraftfelt, der er tæt på, skal du ‘ behøver at i det væsentlige ” scrunch op ” rumtid for at gøre det. som at gribe fat i en del af arket og trække det sammen, så det hænger løst i midten. Hvis jeg vidste, hvordan jeg faktisk skulle implementere det, havde jeg ‘ vundet en nobel pris: P

Nogle svar er lidt vildledende – især dem, der citerer Scientific American artiklen. Du kan kun hente massen af det primære objekt fra enkel orbitalmekanik. Så du kan ikke få Ganymedes masse simpelthen ved at observere radius og periode for dens bane omkring Jupiter (det er en ret god måde at få Jupiters masse på – men det er ikke meningen Ethvert objekt i Ganymedes radius vil kredse om Jupiter i samme periode – uanset dens masse.

For en sfære af en given størrelse afhænger tyngdefeltet på overfladen af densiteten, så:

$$ \ rho = \ frac {3g} {4 \ pi G r} $$

Så hvis du ønsker jordgravitation på en planet på størrelse med Ganymedes, skal du gøre det af materiale med en tæthed på ca. $ 15 \ space g / cm ^ 3 $ .

Dette er ret tæt – omkring tre gange Jordens tæthed. Hvis Ganymedes for det meste er lavet af nogle meget tætte elementer som Tungsten eller Uranium (som nævnt af @Ruadhan), ville det fungere.

Kommentarer

• Jeg ‘ er bange for at det virkelig ikke ville ‘ t arbejde. Af m Når du regner, har du ‘ brug for et materiale, der er mindst 7 faktorer på 10 tættere end det tætteste materiale, der nogensinde er fremstillet eller fundet for at gøre ganymedes eksternt så tung som jorden. men hvis vi antager, at udlændinge har skabt en kunstig planetoid af stabile supertunge isotoper og overtrukket den i mere normale materialer, så ‘ d gør det. Wolfram og uran er ret svimlende sammenlignet med kravene.
• Se note ovenfor – Jeg lavede en fejl første gang, men jeg synes, denne beregning er korrekt. En lille, tæt planet kan let have et jordlignende tyngdefelt. Det kan være ret usandsynligt, men normale metaller er meget tætte (som du sagde i dit første svar!)

Magnetizm

Udskift tyngdekraften med magnetizm. Befolkningen i dine huler kender kun metal. Intet træ, ingen pelse, ingen plast. De bærer stål, bygger af stål, og deres mad er .. kompliceret. Under hulerne er der en stærk kilde til magnetisme – gammelt rumskib eller naturfænomen. (det forklarer, hvorfor de har så meget jern til at begynde med)

Så alle metalgenstande skubbes ned, og da folk ikke har noget andet, fungerer det nøjagtigt som tyngdekraften. Bortset fra at folk næsten flyver op, hvis de er nøgne – men det kan du også bruge i din historie.

Kommentarer

• Jeg kan godt lide denne idé, hvis ganymed er fyldt med sjældne jordarter, er det ikke ‘ t udover muligheden. heller ikke.

Ganymedes er ikke en naturligt dannet måne; det er et fremmed rumskib, der bortførte mennesker i [indsæt] -alderen, der derefter besejrede deres fangere og boede inde i rumskibet, som derefter drev, indtil det blev fanget af Jupiter. Rumskibet har naturligvis kunstig tyngdekraft og er bygget op omkring en reaktor i kernen, men reaktoren er i stand-by-tilstand og forsyner kun de mennesker, der bor der, ilt, vand osv., Der er nødvendige for deres overlevelse. De opdrætter fremmede og jordplanter, som udlændinge er samlet til undersøgelse, og har måske også nogle husdyr, der også oprindeligt er samlet af udlændinge.