Kuinka Ganymedellä voi olla maapallon kaltainen painovoima ilman, että olemme sitä ymmärtäneet?

Älä muuta massaa – muuta tiheyttä.

(Pehmeä tiede edessä – kaikki kädet tukevat vaikutusta!)

Yksi asia, jota sinun ei todennäköisesti pitäisi tehdä, on muuttaa Ganymedeksen massaa. Se muuttaisi sen kiertoradaa (ja sen vaikutusta muihin kuuhun) väistämättömillä ja helposti havaittavissa olevilla tavoilla. Sinun on tehtävä jonkin verran käsin heiluttaen, jotta Ganymede näyttäisi olevan sen näennäinen massa samalla, kun sen todellinen massa on hyvin erilainen. / p>

Tiheyden muuttaminen edellyttää ratkaisua silti käsin, mutta ehkä se on sallittua e ”hattara-karkki-scifi” -universumissa … voit olla sen tuomari!

Saavuttaaksemme maanläheisen painovoiman luolissasi meidän on: 1) tehdä Ganymeden ytimestä luonnottoman tiheä ja sen vaippa luonnottoman kevyt, ja 2) sijoittaa luolat paljon lähempänä ydintä. Tämän toteuttamiseksi tarvittava kättely on kaksinkertainen:

Ensinnäkin Ganymedeksen massa todella keskitetään niin paljon ytimessä, et voinut käyttää mitään luonnossa esiintyvää materiaalia tunnetussa maailmankaikkeudessa. Tavanomaisista elementeistä valmistetut materiaalit ovat liian kevyitä, eikä elektroni- tai neutron degeneroitunut aine pysyisi puristettuna maapallon painovoiman alla – se räjähtäisi. Joten … luultavasti paras pehmeä-sci-fi-ratkaisu (ilman keinotekoisia painovoiman generaattoreita) on, että Ganymeden ydin sisältää rappeutunutta ainetta, jota jostain syystä ei voida purkaa. (Onko se erityinen asia? Onko se fluke, luonnossa esiintyvässä statiskentässä? Handwave!) Vastaavasti sinun on aallotettava materiaalia käsin Ganymeden vaipan säveltämiseksi, joka on erittäin kevyt ja näyttää jotenkin teleskoopeillemme kuin suolainen valtameri . (Katso https://en.wikipedia.org/wiki/Ganymede_(moon) #Composition ) Jotka vievät meidät seuraavaan kohtaan …

Meidän on annettava aaltoja joillekin havainnoillemme Ganymeden fyysisestä ulkonäöstä ja sen hitausmomentista ( https://en.wikipedia.org/wiki/Moment_of_inertia_factor ). Ollakseni rehellinen, en usko, että on olemassa mitään itsevarmaa ja tyylikästä tapaa selittää kaikki havainnot, jotka olemme tehneet siitä. Mutta yritä ainakin olla syy miksi Ganymede ” sen pinta koostuu tai näyttää koostuvan vesijäästä ja silikaattikivestä, ja miksi sillä näyttää olevan maanalainen suolainen valtameri ja rikas rikas ydin. … äärimmäisen kevyt vaippamateriaalimme on jotenkin myös melko sitkeä ja jäykkä, ja pinnan silikaattikivi on pääosin pölykerrosta / fragmentteja meteori-iskuista.)

Kommentit

• Kiitos – tämä näyttää erittäin lupaavalta! Hyvä ajatusruoka eksoottisista materiaaleista ja ulkonäöstä. (I ’ äänestän sinua heti, kun minulla on tarpeeksi edustajaa tekemään niin.)
• Kyllä, minä ’ olen miettinyt sitä hieman enemmän, kun kirjoitin vastaukseni, ja musta aukko, jonka lähellä ihmiset elävät, oli ainoa asia, jonka keksin, on jopa elinkelpoinen – ja jopa sillä on tarpeeksi ongelmia laittaa se tiukasti hattara-karkkitieteiden valtakunta)
• Joo, en ollut unohtanut mustia aukkoja. He vaativat erilaista käsin heiluttamista, on kaikki (miksi ’ t muu kuu ei kuulu siihen?).
• @KeithMorrison: se tekisi olla totta kehon ’ alkupinnan ulkopuolella olevista etäisyyksistä. Jos kuitenkin otamme pisteen auringon sisällä – sanotaan jossain puolessa aurinkoa ’ säteellä – se piste tuntuisi suuremmalta painovoimalta, jos kaikki aurinko ’ massa tiivistettiin puoleen auringon halkaisijan ’ halkaisijaan.
• Laskin tälle nopeasti. Ganymeden ” todellisen säteen ” olisi oltava rGanymede = sqrt (massGanymede / massEarth) * rEarth tai noin 1000 km (eikä 2634 km), joka ’ ei kuulosta liian huonolta. Mutta tiheyden olisi tällöin oltava noin 35000 kg / m ^ 3, enemmän kuin mikä tahansa normaali materiaali maan päällä .

Olen pahoillani, mutta se on mahdotonta.

Ganymedellä on 2,4% Maan massasta. Tämä massa se tuottaa painovoimaa.

Jos sillä olisi enemmän painovoimaa, se vääristäisi muiden kuiden kiertoradat ja tiedämme siitä. Tiedämme aurinkokunnan jokaisen merkittävän ruumiin massan (ja itse asiassa jotkut heistä havaittiin, koska ne vääristivät sellaisten asioiden kiertorataa, joista tiesimme, ja pystyimme lähtemään oikeaan paikkaan).

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

Sinun on keksittävä tapa saavuttaa tavoitteesi, johon ei liity painovoimaa, sellaisena kuin me sen tunnemme. Esimerkiksi kynsijalat tarttumaan jää, magneettikengät tai jopa vain hyppiminen jäätunneleissa ovat kaikki mahdollisia.

Kommentit

• Massa yhdistyy säteen m kuten painovoima! Jos se olisi paljon pienempi, sillä voisi olla maan kaltainen painovoima. Että ’ s miksi ” muuttuvan tiheyden ” idea on toimivampi: jos olisi paljon tiheämpi (ts. pienisädeinen) ydin ja ” ihmiset ” olivat lähellä sitä, G olisi paljon korkeampi.
• Se voi olla mahdotonta, mutta ei mainitsemastasi syystä. Katso ” entä jos? pieni planeetta ”
• @EricDuminil: Se ’ s halkaisijaltaan 2 m: n asteroidille. Ganymede on tapa sitä suurempi.
• @ user151841: Jos Ganymede korvataan Ganymeden ’ massan jalkapallopallolla, ei mitään ollenkaan muuttuisi Jupiterille tai muille kuille. Ainoa asia, joka muuttuisi, on painovoima Ganymeden ’ pinnalla. Sama tapahtuu (eli ei mitään), jos auringosta tulee musta aukko .
• @EricDuminil No, joka valaisee ongelman toisen puoliskon . Jos Ganymede olisi jalkapallon kokoinen, mutta sillä olisi sama massa, emme ’ tienneet, että se on siellä, ja meidän olisi pitänyt selvittää ” puuttuu Jupiterin kuu ”. Olisimme päätyneet siihen, että siellä oli hyvin tiheä, hyvin pieni kuu, jonka piti olla siellä, koska sillä oli gravitaatiovaikutuksia kiertoradoille. Kuitenkin, jos se ’ on riittävän suuri, jotta voimme nähdä sen, tunnemme sen siellä ’ s, ja näkemällä sen voimme ymmärtää sen kiertorata ja päätellä sen massa. Siellä ’ ei todellakaan ole mitään keinoa kiertää sitä. Tiedämme sen ’ s siellä tavalla tai toisella.

Takaamme taaksepäin ja selvitämme, kuinka tiedämme massan / painovoiman Ganymedessä. (Lue lisää täältä).

Ensinnäkin meidän on laskettava maapallon säde. Tämä on ollut tiedossa suhteellisen suurella tarkkuudella hyvin kauan. Sitten meidän on mitattava, mikä maapallon ”painovoima” tai massa on, käyttämällä tunnetun massan esinettä. Kun tämä on kädessä, voimme itse laskea auringon massan tietäen sen etäisyyden maapalloon (tiede on jälleen osoittanut tämän).

Täältä voimme mitata minkä tahansa aurinkokuntamme planeetan massan suhteellinen helppous.Kun Jupiterin massa on nyt tiedossa, voimme todella katsella Ganymedea ja laskea myös sen massan.

Jos on tapahtunut virhe (ja voit olla varma, ei ole yhtä tarpeeksi suurta suoritettavaksi) mitä pyydät), se vaikuttaisi mittauksiin kaikesta linkitetystä ketjusta. Joten sinun tapauksessamme meidän on oltava vakavasti mitoittaneet joko Jupiterin kiertoradan liikkeet tai Ganymede (tai todennäköisesti molemmat saadaksemme tarvitsemasi massan kasvun).

Riittää sanoa, tämä on erittäin epätodennäköistä.

Jatka toiseen kysymykseesi: tarkista Ganymeden säteilymäärä. Kello 8 rem päivässä se varmasti tuhoaa maapallon kaltaisen elämän ajan.

Kommentit

• Luulen, että ’ on virhe mainitsemassasi artikkelissa. Voit vain Saada planeetan massa, sillä on oltava kuu (menetelmä antaa sinun saada keskuskappaleen massa – ei sen ympärillä kiertäviä). Joten Ganymeden massa on arvioitu – ei laskettu. Ellei se ’ s johdu muiden kuiden häiriöistä ’ kiertää, mutta että ’ tuskin triviaali.

Jos ves kiertää hyvin nopeasti, asukkaat kokevat jotain, jonka he kokevat painovoimana ollessaan luolassa. Astuessaan luolan ulkopuolelle heistä tulee melkein painottomia.

Kuvittele, että Ganymedesin sisällä on pallo, joka pyörii paljon nopeammin kuin planeetta itse. Miksi? Tarvitset syyn, kuten jotkut muut asukkaat haluaisivat huvimatkaa, mutta kyllästyivät ja lähtivät, tai jotain törmäsivät Ganymedeen aivan oikein. Ganymeden pinnan ja pallon välissä voi olla kerroksessa jotain nestemäistä, hyvin vähän kitka. Sen sisällä on nopeasti pyörivä pallo tai ainakin rengas (munkki). Siellä olevat asukkaat uskoisivat painovoiman ulospäin kohti pintaa. Pääsy heille voi vaatia jonkinlaista erityistä järjestelyä, mutta jos tämä järjestely on ilmatiivis , niin myös ilmaasi pysyy paikallaan.

Kommentit

• Pidän jättiläisgravitronideosta. Ehkä joku massiivinen, muinaisen sukupolven alus kaatui, upotettu itsensä pintaan ja tuo samalla elämän ja äärimmäisen pyörimisen.
• @Wazoople Tai ehkä Ganymede on alus, ja jotkut rengasmateriaalit ovat nousseet ajan myötä …

Mahdollisesti on jokin puolitieteellinen tai maaginen muoto painovoiman generaattoreista, jotka tuottavat painovoimaa (kuten monissa avaruusoopperoissa, kuten Star Trek ja Star Wars). Painovoiman generaattoreita käytetään keinotekoisen painovoiman tuottamiseen avaruusaluksissa monissa avaruusoopperoissa.

Ja kenties joku sijoitti tällaiset painovoiman generaattorit suljettujen, ilmatäytteisten luolien lattian alle Ganymeden pinnan alle. Valo näissä luolissa voi myös olla keinotekoista. Jos luolat ovat sinetöityjä ja ilmatiiviitä, luolat pitävät ilman sisällä, eikä keinotekoista painovoimaa tarvita ilmakehän säilyttämiseksi, mutta se voi olla välttämätöntä painovoiman tuottamiseksi ihmiskunnan terveydelle.

Itse asiassa pidetään mahdollista, että nestemäisissä valtamerissä Ganymeden ja muiden aurinkokunnan muiden kuiden jääpeitteisten pintojen alla voi olla elämänmuotoja. Joten se, mitä ehdotat, muistuttaa epämääräisesti tätä spekulaatiota, paitsi että ehdotat pieniä ilmalla täytetyt luolat jäässä maailmanlaajuisen valtameren sijasta.

Näiden painovoiman generaattoreiden yhteisvaikutuksen pitäisi lisätä Ganymedeksen kokonaispainoa ja tehdä siitä näyttävän hieman massiivisemmalta kuin se todellisuudessa on . Mutta jos nämä painovoiman generaattorit ovat vain pienen osan Ganymedean pinnan alapuolella, kokonaisvaikutus voi olla hyvin pieni.

Ja kun avaruuskoettimet asetetaan kiertoradalle Ganymeden ympärille, ne voivat havaita näiden painovoiman generaattoreiden vaikutukset, aivan kuten ensimmäiset kuussatelliitit havaitsivat massakonsentraatiot (maskotit) kuussa.

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

Ja mahdollisesti kummallisten painovoimalukemien analyysi voi todistaa, että ne eivät voi olla seurausta Ganymedean maskoneista, mutta niiden on oltava aiheutettuja syntyvän painovoiman avulla.

He voivat elää pyörivän sentrifugin sisällä. Ohjaamalla sen nopeutta (ja kallistamalla lattiaa) voi tuottaa minkä tahansa tarvittavan painovoiman kaltaisen kiihtyvyyden Ganymedestä Maan tai korkeammalle. Sentrifugin jätti sinne edellinen, edistyneempi sivilisaatio, joka jätti myös kaikki muut elämänsä tukevat järjestelmät. Onko Jupiterin voimakas säteily prob lem heille?

Kommentit

• Tervetuloa Worldbuildingiin! Vastauksesi on hyvä, mutta sinun pitäisi poistaa viimeinen lause. Jos sinulla on kysyttävää OP: sta, se tulee kysyä kommentissa.Tiedän, että ’ ei voi vielä kommentoida, ja että ’ on aina ongelma uusille käyttäjille, mutta on paljon kysymyksiä, jotka älä ’ t tarvitse ylimääräistä selvennystä. Jatka toistaiseksi ja ohita kysymykset, joihin voit ’ vastata ilman lisätietoja, kunnes saat tarpeeksi mainetta kommentoimiseen. Onnea!

Ganymede itsessään on täynnä tiheitä materiaaleja, kuten volframi ja uraanikerrostumat, jotka johtavat maan kaltaiseen kokonaismassaan, on helposti 50 kertaa niin suuri kuin sen pitäisi olla. Keinotekoiset superraskaat elementit kaikkea muuta, mitä koskaan valmistetaan laboratoriossa.

Ganymeden pinta on peitetty paksulla suosikki pölykerroksella, minkä seurauksena sen epätavallisen suuri tiheys poistuu melkein kokonaan, mikä painovoima / massavaikutus suodattaa läpi Cavorite on vain pari prosenttia sen luonnollisesta vahvuudesta.

Luolissa painovoima ei muutu ja asukkaat kokevat maan normaalit olosuhteet.

Jos haluat pinnan itsensä olevan maan normaalipainovoima, voit antaa aallon kädellä, että maun suosikki vaimentaa painovoiman vaikutuksia niin, että se putoaa hyvin nopeasti, esimerkiksi: muutaman metrin päästä. Lyhennä painovoima-aaltojen pituus sellaiseksi, jonka voit mitata pihapuikolla. Tämä tarkoittaa sitä, että voit kävellä ympäriinsä normaalisti, mutta heittää pallo korkealle ilmaan, eikä se tule enää alas.

Lisäys:
Mennyt pois ja etsinyt materiaalitiheyksiä tajusin, että vaadittu tiheys, jotta Ganymede olisi kirjaimellisesti 5000 kertaa niin massiivinen kuin miltä se näyttää, ylittää volframin tai uraanin tai jopa Osmiumin tai Hassiumin.
Tarvitset materiaalin, jonka tiheys on 779 634 464 751,96 kg / m ^ 3.

Olen korjannut vastaukseni vastaavasti.

Kommentit

• Olin 10: n poissa tiheyslaskennassani ja ajattelin, että sinä ’ Tarvitaan keinotekoinen erittäin tiheä elementti … Vähän pettynyt, että tarvitset vain volframia.
• Vastuuvapauslauseke. Minulla ei ole aavistustakaan, onko ydin volframia ja uraania saostumat riittäisivät tuottamaan maan kaltaisen massan! Mutta raudan molaarisen painon tarkistus olisi todennäköisesti hyödyllinen vertailu.
• Menin vain tekemään ja havainnollistamaan. Rauta on 7850 kg / m ^ 3, kun taas volframi on 19600kg / m ^ 3. Joten teknisesti puhuen se ’ on jostain 2 – 3 kertaa tiheämpi. ’ Tarvitset jotain viisi kertaa tiheämpää kuin volframi, jotta saavutat maallisen massan Ganymedesin kanssa. Uraani on vähemmän tiheä kuin volframi 18900 kg / m ^ 3. Niin kyllä. ’ tarvitset todennäköisesti keinotekoisen erittäin tiheän elementin. Onnea valmistaa sellainen, joka ei ole ’ naurettavan lyhytikäinen radioaktiivinen alkuaine.
• Osmium on 22590 kg / m ^ 3, joka ei silti ole elinkelpoinen tälle, ja Hassium ( tihein koskaan laboratoriossa tehty materiaali) on hiukan tiheämpi 22610 kg / m ^ 3.
• Luulen, että olit oikeassa ensimmäistä kertaa … Saadaksesi saman painovoiman (pinnalla) kuin Earth (9,81 $ m / s ^ 2 $), mutta säilytä sama säde, Ganymede (1,5 $ m / s ^ 2 $) tarvitsee vain noin 7 kertaa raskaampaa ($ a \ propto m $), joten 7 kertaa enemmän tiheä. Sen nykyinen tiheys on noin 2 $ g / cm ^ 3 $, joten se vie meidät noin 15 $ g / cm ^ 3 $. Mikä on helposti saavutettavissa normaalilla aineella.

Mielestäni ainoa ”realistinen” ratkaisusi on painovoima. generaattori, jolla on hyvin rajoitettu kantama. Jos Ganymeden todellinen painovoima olisi suurempi kuin sen pitäisi olla, se vaikuttaisi sen kiertoradalle ja mihin tahansa muuhun sen lähellä olevaan kiertoradalle, jonka tähtitieteilijät olisivat havainneet kaukaa.

Painovoima generaattori (oletettavasti rakennettu ja sitten joidenkin muinaisten lajien hylätty), joka saavutti vain hyvin lyhyen matkan pinnan yläpuolella, joten kun ilmapiiri ja asukkaat ovat juurtuneet tiukasti, mutta eivät tarpeeksi kaukana orbitaalien ominaisuuksiin, pitäisi täyttää lasku. painovoimakenttä ei toimisi tällä tavalla, mutta koska keksit uudelleen painovoiman generaattorin, joka tuottaa keinotekoisen painovoiman, olet täysin vapaa saamaan keinotekoinen painovoima toimimaan epätyypillisesti.

Kommentit

• Painovoima syntyy massasta ja sillä on ääretön alue. Kuinka voit kiertää tämän tieteellisestä näkökulmasta?
• @ L.Dutch Juliste on poseeraa keinotekoinen gravitaatiokentän generaattori, joka ei ei tarvitse massaa ja sillä on lyhyt kantama. Sitä ei tarvitse itse asiassa keksiä, koska tämä on WorldBuilding eikä fysiikka.
• Topologisesti ottaen voit tarkastella painovoimaa sisennyksenä aika-ajalla (ts. vanha kumilevydemo) .Vääristymä on yleensä laajalla alueella ja sisennys on hyvin matala, joten jos haluat jotta sinulla olisi lähellä oleva painovoimakenttä, ’ d on olennaisesti ” tutkittava ” avaruus aika tehdä se. kuin tarttuisi osaan arkkia ja vedä se yhteen niin, että se roikkuu löysästi keskellä. Jos tiesin miten se todella toteutetaan, olen ’ d voittanut Nobel-palkinnon: P

Jotkut vastaukset ovat hieman harhaanjohtavia – etenkin ne, jotka lainaavat Scientific American -artikkelia. Voit saada ensisijaisen kohteen massan vain yksinkertaisesta kiertoradamekaniikasta. Joten et voi saada Ganymedeksen massaa yksinkertaisesti tarkkailemalla sen kiertoradan sädettä ja jaksoa Jupiterin ympärillä (se on melko hyvä tapa saada Jupiterin s massa – mutta se ei ole asia Mikä tahansa Ganymeden säteellä oleva esine kiertäisi Jupiteria samalla aikavälillä – massasta riippumatta.

Määritellyn kokoisen pallon pinnan gravitaatiokenttä riippuu tiheydestä, jotta:

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

Joten jos Jos haluat maan painovoiman Ganymeden kokoisella planeetalla, sinun on tehtävä se materiaalista, jonka tiheys on noin $ 15 \ space g / cm ^ 3 $ .

Tämä on melko tiheää – noin kolminkertainen maapallon tiheyteen. Jos Ganymede koostuu kuitenkin enimmäkseen erittäin tiheistä elementeistä, kuten volframista tai uraanista (kuten @Ruadhan mainitsi), se toimisi.

Kommentit

• Minä ’ pelkään, että se ei todellakaan ’ t-työ. Tekijä m ’ Tarvitset vähintään 7 kerrointa, jotka ovat 10 tiheämpää kuin tihein koskaan valmistettu tai löydetty materiaali, jotta ganymedestä saadaan yhtä raskas kuin maa. mutta jos oletamme, että ulkomaalaiset loivat keinotekoisen planetoidin stabiileista superraskaista isotoopeista ja päällystivät sen tavallisemmilla materiaaleilla, niin ’ d. Volframi ja uraani ovat melko piddly vaatimuksiin verrattuna.
• Katso yllä oleva huomautus – tein virheen ensimmäistä kertaa, mutta mielestäni tämä laskelma on oikea. Pienellä, tiheällä planeetalla voi helposti olla maan kaltainen painovoimakenttä. Se voi olla melko epätodennäköistä, mutta normaalit metallit ovat paljon tiheitä (kuten sanoit ensimmäisessä vastauksessasi!)

Magnetizm

Korvaa painovoima magnetizmilla. Luoliesi asukkaat tietävät vain metallia. Ei puuta, ei turkiksia, ei muovia. He käyttävät terästä, rakentavat teräksestä, ja heidän ruokansa on .. monimutkaista. Luolien alla on voimakas magnetismin lähde – muinainen avaruusalus tai luonnonilmiö. (se selittää, miksi heillä on niin paljon rautaa aluksi)

Joten kaikki metalliesineet työnnetään alas, ja koska ihmisillä ei ole muuta, se toimii aivan kuten painovoima. Paitsi että ihmiset melkein lentävät ylös, jos ovat alastomia – mutta voit käyttää sitä myös tarinasi.

kommentit

• Pidän tästä ajatuksesta, koska ganymede on täynnä harvinaisia maametalleja, ei ’ t joko mahdollisuuden valtakunta.

Ganymede ei ole luonnostaan muodostunut kuu; se on ulkomaalainen avaruusalus, joka sieppasi [insert] -aikaan ihmisiä, jotka sitten kukistivat vangitsijansa ja asuivat avaruusaluksen sisällä, joka sitten ajautui, kunnes Jupiter vangitsi sen. Avaruusaluksella on tietysti keinotekoinen painovoima ja se on rakennettu ytimessä olevan reaktorin ympärille, mutta reaktori on valmiustilassa ja tarjoaa vain siellä asuville ihmisille hengissä tarvittavaa happea, vettä jne. He viljelevät ulkomaalaisia ja maapallon kasveja tutkimukseen koottuja ulkomaalaisia varten, ja heillä on ehkä myös kotieläimiä, jotka myös ulkomaalaiset ovat alun perin keränneet.