¿Cómo puede Ganimedes tener una gravedad similar a la de la Tierra sin que nos demos cuenta?

No cambie la masa, cambie la densidad.

(Ciencia blanda por delante: ¡todas las manos se preparan para el impacto!)

Una cosa que probablemente no debería «hacer es cambiar la masa de Ganímedes. Eso cambiaría su órbita (y su influencia en las otras lunas) de formas inevitables y fácilmente observables. Tendría que hacer algunos movimientos elaborados con la mano para hacer que Ganimedes parezca ser su masa aparente mientras que tiene una masa real muy diferente.

Tener una solución para cambiar la densidad aún requerirá un movimiento de manos, pero tal vez esté permitido e en un universo de «algodón de azúcar-ciencia ficción» … ¡tú puedes juzgar eso!

Para lograr una gravedad similar a la de la tierra en tus cuevas, tendríamos que: 1) hacen que el núcleo de Ganimedes sea anormalmente denso y que su manto sea anormalmente ligero, y 2) coloque su cuevas mucho más cerca del núcleo. El movimiento de la mano necesario para que esto suceda es doble:

En primer lugar, concentrar realmente la masa de Ganímedes tanto en el núcleo, no se podía utilizar ningún material natural del universo conocido. Los materiales hechos de elementos convencionales son demasiado livianos, y la materia degenerada por electrones o neutrones no permanecería comprimida bajo la gravedad terrestre, sino que explotaría. Entonces … probablemente la mejor solución de ciencia ficción blanda (sin invocar generadores de gravedad artificial) es que el núcleo de Ganímedes contiene materia degenerada que por alguna razón no puede descomprimir. (¿Es materia especial? ¿Es una casualidad, un campo de statis que ocurre naturalmente? ¡Onda manual!) De manera similar, necesitará agitar a mano un material para componer el manto de Ganímedes que es extremadamente ligero y de alguna manera se ve a nuestros telescopios como un océano salado. . (Ver https://en.wikipedia.org/wiki/Ganymede_(moon) #Composition ) Lo que nos lleva al siguiente punto …

Tendremos que agitar a mano algunas de nuestras observaciones de la apariencia física de Ganímedes y su factor de momento de inercia ( https://en.wikipedia.org/wiki/Moment_of_inertia_factor ). Para ser honesto, no creo que haya una manera coherente y elegante de explicar todas las observaciones que hemos hecho al respecto. Pero al menos, trata de tener una razón de por qué Ganimedes «. s superficie está o parece estar formada por hielo de agua y roca de silicato, y por qué parece tener un océano salado subsuperficial y un núcleo rico en hierro.

(Para abordar la superficie, ofrecería esto … nuestro material de manto extremadamente ligero es de alguna manera también bastante resistente y rígido, y la roca de silicato de la superficie es principalmente capas de polvo / fragmentos de impactos de meteoritos.)

Comentarios

• Gracias, ¡esto parece muy prometedor! Buen alimento para reflexionar sobre los materiales exóticos y la apariencia física. (Le ‘ le votaré tan pronto como tenga suficiente representante para hacerlo).
• Sí, ‘ He estado pensando en eso un poco más desde que escribí mi respuesta y un agujero negro cerca del cual vive la gente fue lo único que se me ocurrió que es incluso un poco viable, e incluso eso tiene suficientes problemas para ponerlo firmemente en el reino de la ciencia del algodón de azúcar)
• Sí, no había ‘ t olvidado los agujeros negros. Requerirían un tipo diferente de agitar las manos, eso es todo (¿por qué no ‘ no cae el resto de la luna en él?).
• @KeithMorrison: eso sería sea cierto para las distancias fuera de la superficie inicial del cuerpo ‘. Sin embargo, si tomamos un punto dentro del sol, digamos en algún lugar a la mitad del radio ‘ s del sol, ese punto sentiría una mayor atracción gravitacional si todo el sol ‘ s masa se compactaron dentro de la mitad del diámetro del sol ‘ s.
• Hice algunos cálculos rápidos sobre esto. El » radio real » de Ganímedes tendría que ser rGanymede = sqrt (massGanymede / massEarth) * rEarth o aproximadamente 1000 km (en lugar de 2634 km), que no ‘ suena tan mal. Pero la densidad tendría que ser de unos 35000 kg / m ^ 3, más que cualquier material normal en la tierra .

Lo siento, pero es imposible.

Ganímedes tiene el 2,4% de la masa de la Tierra. Esa masa es lo que genera la gravedad.

Si tuviera más gravedad, distorsionaría las órbitas de las otras lunas y lo sabríamos. Conocemos la masa de cada cuerpo sustancial en el sistema solar (y de hecho algunos de ellos se detectaron porque distorsionaban las órbitas de cosas que sabíamos y pudimos buscar en el lugar correcto).

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

Necesitas encontrar una forma de alcanzar tus objetivos que no implique la gravedad como la conocemos. Por ejemplo, patas con garras para agarrar el hielo, las botas magnéticas o incluso simplemente rebotar en túneles de hielo son posibles.

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• La masa se combina con radio am ¡Toma la gravedad! Si fuera mucho más pequeño, podría tener una gravedad similar a la de la Tierra. Esa ‘ es la razón por la que la idea de » densidad variable » es más viable: si hubiera un núcleo mucho más denso (es decir, de radio pequeño) y las » personas » estuvieran cerca de él, G sería mucho más alto.
• Puede que sea imposible, pero no por la razón que mencionas. Consulte » ¿y si? pequeño planeta »
• @EricDuminil: Eso ‘ s para un asteroide con 2 m de diámetro. Ganímedes es mucho más grande que eso.
• @ user151841: Si reemplazas Ganímedes con un balón de fútbol de ‘ s masa de Ganímedes, nada en absoluto cambiaría por Júpiter o las otras lunas. Lo único que cambiaría sería la gravedad en la superficie de Ganímedes ‘ s. Lo mismo sucede (es decir, nada) si el sol se convierte en un agujero negro .
• @EricDuminil Bueno, eso ilumina la otra mitad del problema . Si Ganímedes fuera del tamaño de una pelota de fútbol, pero tuviera la misma masa, no ‘ no sabríamos que estaba allí, y habríamos tenido que descubrir el misterio de la » falta la luna » de Júpiter. Habríamos concluido que había una luna muy densa y muy pequeña que tenía que estar allí, debido a sus efectos gravitacionales en las órbitas. Sin embargo, si ‘ es lo suficientemente grande como para que podamos verlo, sabemos que ‘ está allí, y al verlo, podemos comprender su órbita y deducir su masa. No hay ‘ realmente no hay forma de evitarlo. Lo sabemos ‘ de una forma u otra.

Retrocedamos y averigüemos cómo sabemos la masa / gravedad en Ganímedes. (Leer más aquí).

En primer lugar, tenemos que calcular el radio de la Tierra. Esto se conoce con un grado de precisión relativamente alto durante mucho tiempo. Luego, debemos medir cuál es la «atracción gravitacional» o masa de la Tierra, utilizando un objeto de masa conocida. Con esto en la mano, podemos calcular la masa del sol sabiendo su distancia a la Tierra (de nuevo, la ciencia ha demostrado esto).

Desde aquí podemos medir la masa de cualquier planeta de nuestro sistema solar con facilidad relativa.Ahora que se conoce la masa de Júpiter, podemos observar Ganímedes y calcular su masa también.

En cualquier momento, si hubo un error (y tenga la seguridad de que no hay uno lo suficientemente grande como para lograrlo). lo que solicita), afectaría nuestras mediciones de todo lo que se encuentra en esa cadena vinculada. Entonces, en su caso, tendríamos que haber medido muy mal los movimientos orbitales de Júpiter o los de Ganímedes (o probablemente ambos para obtener el aumento de masa que necesita).

Baste decir, esto es muy poco probable.

En cuanto a su otra pregunta, compruebe la cantidad de radiación en Ganímedes. A 8 rem por día, definitivamente causará estragos en su vida similar a la de la Tierra con el tiempo.

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• Creo que hay ‘ un error en ese documento que citas. Solo puedes obtener la masa del Sol como se describe allí. Para obtener la masa de un planeta, debe tener una luna (el método te permite obtener la masa de un cuerpo central, no de los que lo orbitan). Por lo tanto, la masa de Ganímedes es estimado – no calculado. A menos que ‘ esté determinado por perturbaciones de otras lunas ‘ órbitas, pero que ‘ no es trivial.

Si el ca ves está girando muy rápido, los habitantes experimentarían algo que perciben como gravedad mientras están dentro de la cueva. Al salir de la cueva, se volverían casi ingrávidos.

Imagina que en el interior de Ganimedes hay una esfera que gira mucho más rápido que el planeta mismo. ¿Por qué? Necesitarás una razón, como algunos otros habitantes querían un paseo de diversión, pero se aburrieron y se fueron, o algo chocó contra Ganímedes justo a la derecha. Entre la superficie de Ganímedes y la esfera tal vez haya una capa de algo líquido, con muy poca fricción. En el interior hay una esfera que gira rápidamente, o al menos un anillo (rosquilla). Los habitantes de allí creerían que hay gravedad hacia la superficie. Llegar a ellos puede requerir algún tipo de arreglo especial, pero si ese arreglo es hermético , entonces tu aire permanecerá en su lugar también.

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• Me gusta la idea del gravitrón gigante. Quizás alguna nave masiva de la antigua generación se estrelló, incrustando en la superficie, introduciendo al mismo tiempo vida y un giro extremo.
• @Wazoople O tal vez Ganimedes es la nave, y algo del material del anillo se ha adherido con el tiempo …

Posiblemente haya alguna forma semicientífica o mágica de generadores de gravedad que generan gravedad (como en muchas óperas espaciales como Star Trek y Star Wars). Los generadores de gravedad se utilizan para proporcionar gravedad artificial en naves espaciales en muchas óperas espaciales.

Y quizás alguien colocó tales generadores de gravedad debajo de los pisos de cavernas selladas llenas de aire debajo de la superficie de Ganímedes. La luz en esas cavernas también puede ser artificial. Si las cavernas están selladas y herméticas, el aire será retenido por las cavernas y la gravedad artificial no será necesaria para retener la atmósfera, pero podría ser necesaria para proporcionar gravedad para la salud de la población humana.

De hecho, se considera posible que podría haber formas de vida en océanos líquidos debajo de las superficies cubiertas de hielo de Ganímedes y otras lunas en el sistema solar exterior. Así que lo que propones es vagamente similar a esa especulación, excepto que propones pequeñas cavernas llenas de aire en el hielo en lugar de un océano mundial debajo del hielo.

El efecto combinado de esos generadores de gravedad debería aumentar la gravedad general de Ganímedes y hacer que parezca un poco más masivo de lo que realmente es . Pero si esos generadores de gravedad están debajo de solo una pequeña fracción de la superficie de Ganímedes, el efecto total puede ser muy leve.

Y cuando las sondas espaciales se ponen en órbita alrededor de Ganímedes, pueden detectar los efectos de esos generadores de gravedad, al igual que los primeros satélites lunares detectaron concentraciones de masa (mascons) en la luna.

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

Y posiblemente el análisis de las extrañas lecturas de gravedad puede probar que no pueden ser el resultado de los mascons de Ganímedes, sino que deben ser causados por gravedad generada.

Pueden vivir dentro de una centrífuga giratoria. Controlando la velocidad (e inclinando el piso) puede generar cualquier nivel de aceleración similar a la gravedad necesaria, desde Ganímedes a la Tierra o más alto. La centrifugadora fue dejada allí por una civilización anterior más avanzada que también dejó todos sus otros sistemas de soporte vital. ¿Es la intensa radiación de Júpiter un problema ¿Lem para ellos?

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• ¡Bienvenido a Worldbuilding! Tu respuesta es buena, pero debes eliminar la última oración. Si tiene una pregunta para el OP, debe formularla en un comentario.Sé que todavía no puedes ‘ t comentar, y que ‘ siempre es un problema para los nuevos usuarios, pero hay un montón de preguntas que don ‘ no necesita ninguna aclaración adicional. Por el momento, siga adelante y omita cualquier pregunta que no pueda ‘ responder sin más información hasta que tenga suficiente reputación para comentar. ¡Buena suerte!

Ganímedes en sí está repleto de materiales de alta densidad como tungsteno y depósitos de uranio que dan como resultado una masa total similar a la tierra fácilmente 50 veces más grande de lo que debería ser. Elementos artificiales superpesados más allá de cualquier cosa jamás fabricada en un laboratorio.

El La superficie de Ganímedes está cubierta por una capa gruesa de polvo de Cavorita , lo que hace que su densidad inusualmente alta se anule casi por completo, a través de la gravedad / efecto de masa que se filtra la Cavorita es solo un par por ciento de su fuerza natural.

Dentro de las cuevas, la gravedad no se ve afectada y los habitantes experimentan condiciones terrestres normales.

Si desea que la superficie misma tenga gravedad normal terrestre, podría indicar con la mano que la Cavorita atenúa los efectos de la gravedad de modo que caiga muy rápidamente, por ejemplo: en cuestión de metros. Acortando la longitud de las ondas de gravedad a algo que puedas medir con una vara de medir. Lo que significa que puedes caminar de forma normal, pero lanzar una pelota al aire y no volverá a caer.

Anexo:
Después de haberme ido y haber buscado las densidades de materiales, me di cuenta de que la densidad requerida para que Ganímedes sea literalmente 5000 veces más masivo de lo que parece va mucho más allá del tungsteno o el uranio o incluso del osmio o el hasio.
Para lograrlo, se necesita un material con una densidad de 779,634,464,751.96 kg / m ^ 3.

He corregido mi respuesta en consecuencia.

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• Estaba fuera por 10 en mi cálculo de densidad y pensé que ‘ d necesitaría un elemento superdenso artificial … Un poco decepcionado, solo necesita tungsteno.
• Descargo de responsabilidad. No tengo idea de si un núcleo de tungsteno y uranio ¡Los depósitos serían suficientes para producir una masa similar a la tierra! Pero verificar vs Hierro por peso molar probablemente sería una comparación útil.
• Simplemente hice algunos cálculos. El hierro es 7850 kg / m ^ 3, mientras que el tungsteno es 19600kg / m ^ 3. Entonces, técnicamente hablando, ‘ es entre 2 y 3 veces más denso. ‘ necesitarías algo 5 veces más denso que el tungsteno para lograr una masa similar a la de la tierra con Ganímedes. El uranio es menos denso que el tungsteno a 18900 kg / m ^ 3. Entonces sí. usted ‘ probablemente necesitará un elemento superdenso artificial. Buena suerte fabricando uno que no sea ‘ un elemento radiactivo ridículamente de corta duración.
• El osmio pesa 22590 kg / m ^ 3, todavía no es viable para esto, y Hassium ( el material más denso jamás fabricado en un laboratorio) es un poco más denso a 22610 kg / m ^ 3.
• Creo que tenías razón la primera vez … Para obtener la misma aceleración gravitacional (en la superficie) que Tierra (9,81 $ m / s ^ 2 $), pero manteniendo el mismo radio, Ganimedes (1,5 $ m / s ^ 2 $) solo necesita volverse aproximadamente 7 veces más pesado ($ a \ propto m $), por lo tanto, 7 veces más denso. Su densidad de corriente es de aproximadamente 2 $ g / cm ^ 3 $, por lo que nos lleva a aproximadamente 15 $ g / cm ^ 3 $. Lo cual es fácilmente alcanzable con materia normal.

Creo que su única solución «realista» es la gravedad generador con alcance muy limitado. Si la atracción gravitacional real de Ganímedes fuera más grande de lo que debería ser, afectaría su órbita y la órbita de cualquier otra cosa que se acercara a él, que habría sido detectada desde lejos por los astrónomos.

Una gravedad generador (presumiblemente construido y luego abandonado por algunas especies antiguas) que solo alcanzaba una distancia muy corta sobre la superficie, para mantener la atmósfera y los habitantes firmemente arraigados, pero no lo suficientemente lejos como para afectar las características orbitales, debería llenar el proyecto de ley. El campo gravitacional no actuaría de esa manera, pero como estás inventando un generador de gravedad que genera gravedad artificial, eres completamente libre de hacer que la gravedad artificial se comporte de una manera no estándar.

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• La gravedad es generada por la masa y tiene un rango infinito. ¿Cómo se puede eludir esto desde un punto de vista científico?
• @ L.Dutch El póster es postulando un generador artificial de campo gravitacional que no t necesita masa y tiene un rango corto. No es necesario inventarlo realmente, ya que esto es WorldBuilding y no Física.
• Hablando topológicamente, puede ver la gravedad como una muesca en el espacio-tiempo (es decir, la vieja demostración de la lámina de goma). Generalmente, la distorsión se encuentra en un área amplia y la muesca es muy superficial, así que si lo desea para tener un campo de gravedad de rango cercano, ‘ necesitarías esencialmente » apretar » espacio-tiempo para hacerlo. como agarrar parte de la sábana y juntarla para que cuelgue suelta en el medio. Si supiera cómo implementarlo, ‘ habría ganado un premio Nobel: P

Algunas respuestas son un poco engañosas, especialmente aquellas que citan el artículo de Scientific American . Solo puede obtener la masa del objeto principal a partir de una mecánica orbital simple. Por lo tanto, no se puede obtener la masa de Ganímedes simplemente observando el radio y el período de su órbita alrededor de Júpiter (es una manera bastante buena de obtener la masa de Júpiter , pero ese no es el punto Cualquier objeto en el radio de Ganímedes orbitaría a Júpiter en el mismo período, independientemente de su masa.

Para una esfera de tamaño dado, el campo gravitacional en la superficie depende de la densidad, de modo que:

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

Entonces, si Si quieres la gravedad de la Tierra en un planeta del tamaño de Ganímedes, deberías fabricarlo con material con una densidad de aproximadamente $ 15 \ space g / cm ^ 3 $ .

Esto es bastante denso, aproximadamente tres veces la densidad de la Tierra. Sin embargo, si Ganimedes está compuesto principalmente de algunos elementos muy densos como tungsteno o uranio (como lo menciona @Ruadhan), funcionaría.

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• Yo ‘ me temo que realmente no ‘ t trabajo. Por m Y calculando, usted ‘ necesitaría un material al menos 7 factores de 10 más denso que el material más denso jamás fabricado o encontrado para hacer que ganimedes sea remotamente tan pesado como la tierra. pero si asumimos que los alienígenas crearon un planetoide artificial a partir de isótopos superpesados estables y lo recubrieron con materiales más normales, eso ‘ lo haría. El tungsteno y el uranio son bastante insignificantes en comparación con los requisitos.
• Vea la nota anterior: cometí un error la primera vez, pero creo que este cálculo es correcto. Un planeta pequeño y denso puede tener fácilmente un campo gravitacional similar a la Tierra. Puede ser bastante improbable, pero los metales normales son bastante densos (¡como dijiste en tu primera respuesta!)

Magnetizm

Reemplace la gravedad con magnetizm. Los habitantes de tus cuevas solo conocen el metal. Sin madera, sin pieles, sin plásticos. Usan acero, construyen con acero y su comida es … complicada. Debajo de las cuevas hay una poderosa fuente de magnetismo: una nave espacial antigua o un fenómeno natural. (explica por qué tienen tanto hierro para empezar)

Entonces, todos los objetos metálicos son empujados hacia abajo, y como la gente no tiene nada más, funciona exactamente como la gravedad. Excepto que la gente casi vuela si está desnuda, pero también puedes usar eso en tu historia.

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• Me gusta esta idea, ganimedes está repleto de tierras raras ‘ t más allá el reino de la posibilidad tampoco.

Ganímedes no es una luna formada naturalmente; es una nave espacial alienígena que secuestró a personas en la era [insertar] que luego derrotaron a sus captores y vivieron dentro de la nave espacial, que luego se desvió hasta que fue capturada por Júpiter. La nave espacial tiene, por supuesto, gravedad artificial y está construida alrededor de un reactor en el núcleo, pero el reactor está en modo de espera, solo suministrando a las personas que viven allí el oxígeno, el agua, etc. necesarios para su supervivencia. Cultivan las plantas extraterrestres y terrestres que los extraterrestres reunieron para estudiar y tal vez también tengan algunos animales domésticos, también recolectados originalmente por los extraterrestres.