Comment Ganymède peut-il avoir une gravité semblable à la Terre sans que nous layons réalisé?

Ne changez pas la masse – changez la densité.

(Science douce à venir – toutes les mains se préparent à limpact!)

Une chose que vous ne devriez probablement pas faire est de changer la masse de Ganymède. Cela changerait son orbite (et son influence sur les autres lunes) de manière inévitable et facilement observable. Vous auriez à faire quelques gestes élaborés pour que Ganymède semble être sa masse apparente tout en ayant une masse réelle très différente. / p>

Pour avoir une solution pour changer la densité, il faudra quand même faire un signe de la main, mais peut-être est-ce permis e dans un univers « cotton-candy-scifi » … vous pouvez en être le juge!

Pour atteindre une gravité semblable à la terre dans vos grottes, il faudrait: 1) rendre le noyau de Ganymède « anormalement dense et son manteau anormalement léger, et 2) placer votre des grottes beaucoup plus proches du noyau. Lagitation manuelle nécessaire pour y parvenir est double:

Premièrement, pour concentrer la masse de Ganymède à ce point le noyau, vous ne pouviez utiliser aucun matériau naturel dans lunivers connu. Les matériaux constitués déléments conventionnels sont trop légers, et la matière dégénérée par électrons ou neutrons ne resterait pas comprimée sous la gravité terrestre – elle exploserait. Donc … probablement la meilleure solution soft-science-fiction (sans invoquer des générateurs de gravité artificiels) est que le noyau de Ganymède contient de la matière dégénérée qui pour une raison ne peut « pas décompresser. (Est-ce une matière spéciale? Est-ce dans un champ de statis naturel? Handwave!) De même, vous aurez besoin donduler à la main un matériau pour composer le manteau de Ganymède qui est extrêmement léger et ressemble en quelque sorte à nos télescopes comme un océan salé . (Voir https://en.wikipedia.org/wiki/Ganymede_(moon) #Composition ) Ce qui nous amène à notre prochain point …

Nous aurons besoin de remonter à la main certaines de nos observations de lapparence physique de Ganymède et de son facteur dinertie ( https://en.wikipedia.org/wiki/Moment_of_inertia_factor Pour être honnête, je ne pense pas quil y aura un moyen cohérent et élégant dexpliquer toutes les observations que nous « en avons faites. Mais au moins, essayez davoir une raison pour laquelle Ganymède » La surface de s est ou semble être composée de glace deau et de roche silicatée, et pourquoi elle semble avoir un océan salé sous la surface et un noyau riche en fer.

(Pour aborder la surface, je proposerais ceci … notre matériau de manteau extrêmement léger est également assez résistant et rigide, et la roche de silicate de la surface est principalement constituée de couches de poussière / fragments dimpacts de météores.)

Commentaires

• Merci – cela semble très prometteur! Bonne matière à réflexion sur les matériaux exotiques et lapparence physique. (Je ‘ vous donnerai un vote positif dès que jaurai assez de représentants pour le faire.)
• Oui, je ‘ Jy réfléchis un peu plus depuis que jai écrit ma réponse et un trou noir dont les gens vivent à proximité était la seule chose que je pouvais trouver qui soit même légèrement viable – et même cela a suffisamment de problèmes pour le mettre fermement dans le royaume de la science de la barbe à papa)
• Ouais, je navais ‘ pas oublié les trous noirs. Ils nécessiteraient un autre type dondulation manuelle, cest tout (pourquoi le reste de la lune ne tombe-t-il pas dedans?).
• @KeithMorrison: ce serait être vrai pour les distances à lextérieur de la surface initiale du corps ‘. Cependant, si nous prenons un point à lintérieur du soleil – disons quelque part à la moitié du rayon du soleil ‘ – alors ce point ressentirait une attraction gravitationnelle plus élevée si tout le soleil ‘ a été compactée jusquà la moitié du diamètre du soleil ‘.
• Jai fait quelques calculs rapides à ce sujet. Le  » rayon réel  » de Ganymède devrait être rGanymede = sqrt (massGanymede / massEarth) * rEarth ou environ 1000 km (au lieu de 2634 km), ce qui ‘ ne sonne pas trop mal. Mais la densité devrait alors être denviron 35 000 kg / m ^ 3, plus que tout matériau normal sur terre .

Je suis désolé, mais cest impossible.

Ganymède a 2,4% de la masse de la Terre. Cette masse est ce qui génère la gravité.

Sil avait plus de gravité, cela déformerait les orbites des autres lunes et nous le saurions. Nous connaissons la masse de chaque corps substantiel dans le système solaire (et en fait certains dentre eux ont été détectés car ils déformaient les orbites de choses que nous savions et nous avons pu aller chercher au bon endroit).

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

Vous devez trouver un moyen datteindre vos objectifs qui nimplique pas la gravité telle que nous la connaissons. Par exemple, des pieds griffus à saisir la glace, les bottes magnétiques ou même tout simplement rebondir dans les tunnels de glace sont tous possibles.

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• La masse se combine avec le rayon à m ake gravité! Sil était beaucoup plus petit, il pourrait avoir une gravité semblable à la Terre. Cette ‘ est la raison pour laquelle lidée de  » densité variable  » est plus réalisable: sil y en avait un noyau beaucoup plus dense (cest-à-dire à petit rayon) et les  » personnes  » étaient près de lui, G serait beaucoup plus élevé.
• Cela pourrait être impossible, mais pas pour la raison que vous mentionnez. Voir  » et si? petite planète  »
• @EricDuminil: Cela ‘ pour un astéroïde de 2 m de diamètre. Ganymède est bien plus grand que ça.
• @ user151841: Si vous remplacez Ganymède par un ballon de foot de la masse de Ganymède ‘, rien du tout changerait pour Jupiter ou les autres lunes. La seule chose qui changerait serait la gravité à la surface de Ganymède ‘. La même chose se produit (cest-à-dire rien) si le soleil devient un trou noir .
• @EricDuminil Eh bien cela éclaire lautre moitié du problème . Si Ganymède avait la taille dun ballon de football, mais avait la même masse, nous naurions ‘ pas su quil était là, et nous aurions dû découvrir le mystère du  » lune manquante  » de Jupiter. Nous aurions conclu quil y avait une très petite lune très dense qui devait être là, à cause de ses effets gravitationnels sur les orbites. Cependant, si elle ‘ est suffisamment grande pour que nous puissions la voir, nous savons quelle est ‘ là, et en la voyant, nous pouvons comprendre son orbite et en déduire sa masse. Il ny a vraiment aucun moyen de contourner cela ‘. Nous savons que ‘ est là dans un sens ou dans lautre.

Revenons en arrière et voyons comment nous connaissons la masse / gravité sur Ganymède. (Lire plus longuement ici).

Tout dabord, nous devons calculer le rayon de la Terre. Ceci est connu avec une précision relativement élevée depuis très longtemps. Ensuite, nous devons mesurer ce quest « lattraction gravitationnelle », ou masse, de la Terre, en utilisant un objet dune masse connue. Avec cela en main, nous pouvons réellement calculer la masse du soleil en connaissant sa distance à la Terre (encore une fois, la science la prouvé).

De là, nous pouvons mesurer la masse de nimporte quelle planète de notre système solaire avec facilité relative.Avec la masse de Jupiter maintenant connue, nous pouvons en fait regarder Ganymède et calculer sa masse également.

À tout moment, sil y avait une erreur (et rassurez-vous, il ny en a pas une assez grande à accomplir ce que vous demandez), cela affecterait nos mesures de tout le long de cette chaîne liée. Donc, dans votre cas, nous devrons avoir grossièrement mal mesuré les mouvements orbitaux de Jupiter, ou ceux de Ganymède (ou probablement les deux pour obtenir laugmentation de masse dont vous avez besoin).

Quil suffise de dire, Ceci est hautement improbable.

Pour revenir à votre autre question, vérifiez la quantité de rayonnement sur Ganymède. À 8 rem par jour, cela va certainement faire des ravages dans votre vie terrestre au fil du temps.

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• Je pense quil y a ‘ une erreur dans cet article que vous citez .. Vous ne pouvez que obtenir la masse du soleil comme décrit ici. Pour obtenir la masse dune planète, elle doit avoir une lune (la méthode vous permet dobtenir la masse dun corps central – pas ceux qui sont en orbite). Ainsi, la masse de Ganymède est estimé – non calculé. Sauf si ‘ est déterminé par les perturbations dautres lunes ‘ orbites, mais que ‘ nest guère trivial.

Si le ca ves tourne très rapidement, les habitants ressentiraient quelque chose quils percevraient comme de la gravité à lintérieur de la grotte. En sortant de la grotte, ils deviendraient presque en apesanteur.

Imaginez lintérieur de Ganymède, il y a une sphère qui tourne beaucoup plus vite que la planète elle-même. Pourquoi? Vous aurez besoin dune raison, comme certains autres habitants voulaient un manège, mais vous vous êtes ennuyé et vous êtes parti, ou quelque chose a percuté Ganymède juste à droite. Entre la surface de Ganymède et la sphère, il y a peut-être une couche de quelque chose de liquide, avec très peu friction. À lintérieur se trouve une sphère qui tourne rapidement, ou au moins un anneau (beignet). Les habitants à lintérieur croiraient quil y avait de la gravité vers lextérieur vers la surface. Pour y accéder, il faudra peut-être une sorte darrangement spécial, mais si cet arrangement est hermétique , alors votre air restera en place aussi.

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• Jaime lidée du gravitron géant. Peut-être quun vaisseau massif de lancienne génération sest écrasé, en lui-même dans la surface, introduisant simultanément la vie et une rotation extrême.
• @Wazoople Ou peut-être que Ganymède est le vaisseau, et que certains matériaux de lanneau ont glommé au fil du temps …

Il existe peut-être une forme semi-scientifique ou magique de générateurs de gravité qui génèrent de la gravité (comme dans de nombreux opéras spatiaux comme Star Trek et Star Wars). Les générateurs de gravité sont utilisés pour fournir une gravité artificielle dans les vaisseaux spatiaux dans de nombreux opéras spatiaux.

Et peut-être que quelquun a placé de tels générateurs de gravité sous les planchers de cavernes remplies dair scellées sous la surface de Ganymède. La lumière dans ces cavernes peut également être artificielle. Si les cavernes sont scellées et étanches à lair, lair sera retenu par les cavernes, et la gravité artificielle ne sera pas nécessaire pour retenir latmosphère, mais pourrait être nécessaire pour fournir de la gravité pour la santé de la population humaine.

En fait, il est considéré possible quil puisse y avoir des formes de vie dans les océans liquides sous les surfaces couvertes de glace de Ganymède et dautres lunes du système solaire externe. Donc, ce que vous proposez est vaguement similaire à cette spéculation, sauf que vous proposez de petites des cavernes remplies dair dans la glace au lieu dun océan mondial sous la glace.

Leffet combiné de ces générateurs de gravité devrait augmenter la gravité globale de Ganymède et le faire paraître un peu plus massif quil ne lest en réalité . Mais si ces générateurs de gravité ne sont que sous une infime partie de la surface de Ganymède, leffet total peut être très faible.

Et lorsque des sondes spatiales sont mises en orbite autour de Ganymède, elles peuvent détecter les effets de ces générateurs de gravité, tout comme les premiers satellites lunaires ont détecté des concentrations de masse (mascons) dans la lune.

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

Et éventuellement lanalyse des lectures de gravité étranges peut prouver quelles ne peuvent pas être le résultat de mascons ganymédiens mais doivent être causées par gravité générée.

Ils peuvent vivre à lintérieur dune centrifugeuse en rotation. En contrôlant la vitesse (et en inclinant le sol), il peut générer nimporte quel niveau daccélération gravitationnel nécessaire, de Ganymède à la Terre ou plus. La centrifugeuse a été laissée là par une civilisation antérieure, plus avancée, qui a également laissé tous ses autres systèmes de survie. Lintense rayonnement de Jupiter est-il un problème lem pour eux?

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• Bienvenue dans Worldbuilding! Votre réponse est bonne, mais vous devez supprimer la dernière phrase. Si vous avez une question pour le PO, elle doit être posée dans un commentaire.Je sais que vous pouvez ‘ t commenter encore, et que ‘ est toujours un problème pour les nouveaux utilisateurs, mais il y a une tonne de questions qui don ‘ t besoin de clarification supplémentaire. Pour le moment, allez-y et ignorez toutes les questions auxquelles vous ne pouvez ‘ répondre sans plus dinformations jusquà ce que vous ayez suffisamment de réputation pour commenter. Bonne chance!

Ganymède lui-même est emballé avec des matériaux à haute densité tels que le tungstène et gisements duranium résultant en une masse globale semblable à la terre facilement 50 fois plus grande quelle devrait lêtre. Des éléments artificiels superlourds au-delà de tout ce qui a jamais été fabriqué dans un laboratoire.

Le La surface de Ganymède est recouverte dune épaisse couche de poussière de Cavorite , ce qui fait que sa densité inhabituellement élevée est presque entièrement annulée, quelle gravité / effet de masse qui filtre à travers la Cavorite ne représente que quelques pour cent de sa force naturelle.

Dans les grottes, la gravité nest pas affectée et les habitants vivent des conditions normales à la terre.

Si vous voulez que la surface elle-même ait gravité normale à la terre, vous pourriez dire que le Cavorite atténue les effets de la gravité de sorte quil tombe très rapidement, par exemple: sur une question de mètres. Raccourcir la longueur des ondes de gravité à quelque chose que vous pourriez mesurer sur un mètre. Cela signifie que vous pouvez vous promener comme dhabitude, mais lancer une balle en lair et elle ne redescendra plus.

Addendum:
Après avoir cherché les densités de matériaux, jai réalisé que la densité requise pour que Ganymède soit littéralement 5000 fois plus massif quil ny paraît est bien au-delà du tungstène ou de luranium ou même de losmium ou du potassium.
Vous avez besoin dun matériau dune densité de 779 634 464 751,96 kg / m ^ 3 pour le faire.

Jai corrigé ma réponse en conséquence.

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• Jétais en retrait par 10 dans mon calcul de densité et je pensais que vous ‘ d besoin dun élément artificiel super dense … Je suis déçu que vous nayez besoin que de tungstène.
• Clause de non-responsabilité. Je nai aucune idée si un noyau de tungstène et duranium Les dépôts seraient suffisants pour produire une masse semblable à la terre! Mais vérifier le fer par rapport au poids molaire serait probablement une comparaison utile.
• Je viens de faire quelques calculs. Le fer est de 7850 kg / m ^ 3, tandis que le tungstène est de 19600kg / m ^ 3. Donc, techniquement, il ‘ est entre 2 et 3 fois plus dense. Vous ‘ avez besoin de quelque chose de 5 fois plus dense que le tungstène pour obtenir une masse semblable à la terre avec Ganymède. Luranium est moins dense que le tungstène à 18900 kg / m ^ 3. Donc oui. vous ‘ auriez probablement besoin dun élément artificiel super dense. Bonne chance pour en fabriquer un qui nest pas ‘ un élément radioactif ridiculement éphémère.
• Losmium est de 22590 kg / m ^ 3, toujours pas viable pour cela, et Hassium ( le matériau le plus dense jamais fabriqué en laboratoire) est un peu plus dense à 22610kg / m ^ 3.
• Je pense que vous aviez raison la première fois … Pour obtenir la même accélération gravitationnelle (en surface) que Terre (9,81 $ m / s ^ 2 $), mais gardez le même rayon, Ganymède (1,5 $ m / s ^ 2 $) na besoin que dêtre environ 7 fois plus lourd ($ a \ propto m $), donc 7 fois plus dense. Sa densité actuelle est denviron 2 $ g / cm ^ 3 $, ce qui nous amène à environ 15 $ g / cm ^ 3 $. Ce qui est facilement réalisable avec de la matière normale.

Je pense que votre seule solution « réaliste » est la gravité générateur à portée très limitée. Si lattraction gravitationnelle réelle de Ganymède était plus grande quelle ne devrait lêtre, cela affecterait son orbite et lorbite de tout ce qui sapprochait delle, ce qui aurait été détecté de loin par les astronomes.

Une gravité générateur (probablement construit puis abandonné par certaines espèces anciennes) qui natteignait quune très courte distance au-dessus de la surface, de sorte que latmosphère et les habitants restent fermement enracinés, mais pas assez pour affecter les caractéristiques orbitales, devraient remplir la facture. le champ gravitationnel nagirait pas de cette façon, mais puisque vous « réinventez un générateur de gravité qui génère une gravité artificielle, vous » êtes entièrement libre de faire en sorte que cette gravité artificielle se comporte dune manière non standard.

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• La gravité est générée par la masse et a une portée infinie. Comment pouvez-vous contourner cela dun point de vue scientifique?
• @ L.Dutch Laffiche est posant un générateur artificiel de champ gravitationnel qui ne t a besoin de masse et a une courte portée. Inutile de linventer car il sagit de WorldBuilding et non de physique.
• Topologiquement parlant, vous pouvez voir la gravité comme une indentation dans lespace-temps (cest-à-dire: lancienne démo de la feuille de caoutchouc) En général, la distorsion est sur une large zone et lindentation est très peu profonde, donc si vous le souhaitez pour avoir un champ de gravité à courte distance, vous ‘ devez essentiellement  » scrunch up  » lespace-temps pour le faire. comme saisir une partie de la feuille et la tirer ensemble pour quelle pende au milieu. Si je savais comment mettre en œuvre cela, jaurais ‘ remporté un prix Nobel: P

Certaines réponses sont un peu trompeuses, en particulier celles citant larticle de Scientific American . Vous ne pouvez obtenir la masse de lobjet principal quà partir de simples mécanismes orbitaux. Donc, vous ne pouvez pas « obtenir la masse de Ganymède » simplement en observant le rayon et la période de son orbite autour de Jupiter (cest « un très bon moyen dobtenir la masse de Jupiter » – mais ce nest pas le point ). Tout objet au rayon de Ganymède serait en orbite autour de Jupiter à la même période – quelle que soit sa masse.

Pour une sphère de taille donnée, le champ gravitationnel à la surface dépend de la densité de sorte que:

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

Donc, si vous voulez la gravité de la Terre sur une planète de la taille de Ganymède, vous « auriez besoin de la fabriquer avec un matériau dune densité denviron 15 $ \ space g / cm ^ 3 $ .

Cest assez dense – environ trois fois la densité de la Terre. Cependant, si Ganymède est principalement composé déléments très denses comme le tungstène ou luranium (comme mentionné par @Ruadhan), cela fonctionnerait.

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• Jai ‘ jai peur que ça ne le fasse vraiment ‘ t travail. Par m En effet, vous ‘ avez besoin dun matériau au moins 7 facteurs de 10 plus dense que le matériau le plus dense jamais fabriqué ou trouvé pour rendre le ganymède à distance aussi lourd que la terre. mais si nous supposons que les extraterrestres ont créé un planétoïde artificiel à partir disotopes super-lourds stables et lont recouvert de matériaux plus normaux, ‘ le ferait. Le tungstène et luranium sont assez piddly par rapport aux exigences.
• Voir la note ci-dessus – Jai fait une erreur la première fois, mais je pense que ce calcul est correct. Une petite planète dense peut facilement avoir un champ gravitationnel semblable à la Terre. Cest peut-être peu probable, mais les métaux normaux sont très denses (comme vous lavez dit dans votre première réponse!)

Magnetizm

Remplacez la gravité par magnetizm. Les habitants de vos grottes ne connaissent que le métal. Pas de bois, pas de fourrures, pas de plastique. Ils portent de lacier, construits en acier et leur nourriture est… compliquée. Sous les grottes, il y a une puissante source de magnétisme – un ancien vaisseau spatial ou un phénomène naturel. (cela explique pourquoi ils ont tant de fer pour commencer)

Donc, tous les objets métalliques sont poussés vers le bas, et comme les gens nont rien dautre, cela fonctionne exactement comme la gravité. Sauf que les gens senvolent presque sils sont nus – mais vous pouvez aussi lutiliser dans votre histoire.

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• Jaime cette idée, ganymède étant emballé avec des terres rares nest ‘ t au-delà le domaine des possibilités non plus.

Ganymède nest pas une lune formée naturellement; cest un vaisseau spatial extraterrestre qui a enlevé des personnes à lère [insert] qui ont ensuite vaincu leurs ravisseurs et ont vécu à lintérieur du vaisseau spatial, qui a ensuite dérivé jusquà ce quil soit capturé par Jupiter. Le vaisseau spatial a bien sûr une gravité artificielle et est construit autour dun réacteur dans le cœur, mais le réacteur est en mode veille, ne fournissant aux personnes qui y vivent que loxygène, leau, etc. nécessaires à leur survie. Ils cultivent les plantes extraterrestres et terrestres que les extraterrestres ont rassemblées pour les étudier et ont peut-être aussi des animaux domestiques, également rassemblés à lorigine par les extraterrestres.