Cum poate Ganymede să aibă o gravitație asemănătoare Pământului fără ca noi să ne dăm seama?

Nu modificați masa – modificați densitatea.

(Știința ușoară în față – toate mâinile se pregătesc de impact!)

Un lucru pe care probabil nu ar trebui să-l faci este să schimbi masa lui Ganymede. Asta i-ar schimba orbita (și influența asupra celorlalte luni) în moduri inevitabile și ușor de observat. Ar trebui să faci niște manevre elaborate pentru a face ca Ganymede să pară a fi masa sa aparentă în timp ce are o masă reală foarte diferită.

Pentru a avea o soluție de la schimbarea densității va fi nevoie de o mișcare manuală, dar poate este permisă Într-un univers „bumbac-bomboane-scifi” … poți fi judecătorul!

Pentru a atinge gravitația asemănătoare pământului în peșterile tale, ar trebui să: 1) face ca nucleul lui Ganymede să fie nefiresc de dens și mantaua sa nefiresc de lumină și 2) plasează-ți peșteri mult mai aproape de miez. Soluția de mână necesară pentru ca acest lucru să se întâmple este dublă:

În primul rând, pentru a concentra de fapt masa lui Ganymede atât de mult în miezul, nu puteai folosi niciun material natural în universul cunoscut. Materialele formate din elemente convenționale sunt prea ușoare, iar materia degenerată de electroni sau neutroni nu ar rămâne comprimată sub gravitația asemănătoare pământului – ar exploda. Deci … probabil cea mai bună soluție soft-sci-fi (fără a invoca generatoare de gravitație artificială) este că nucleul lui Ganymede conține materie degenerată care dintr-un anumit motiv nu poate decomprima. (Este o chestiune specială? Se află într-un câmp statistic în mod natural? Handwave!) În mod similar, va trebui să ondulați manual un material pentru a compune mantaua lui Ganymede, care este extrem de ușoară și arată cumva telescoapele noastre ca un ocean sărat . (A se vedea https://en.wikipedia.org/wiki/Ganymede_(moon) #Composition ) Care ne aduc la următorul nostru punct …

Va trebui să trecem câteva din observațiile noastre despre aspectul fizic al lui Ganymede și factorul său de moment de inerție ( https://en.wikipedia.org/wiki/Moment_of_inertia_factor Pentru a fi sincer, nu cred că va exista un mod elegant și autoconsistent de a explica toate observațiile pe care le-am făcut. Dar, cel puțin, încercați să aveți un motiv pentru care Ganymede ” Suprafața este sau pare a fi alcătuită din gheață de apă și rocă de silicat și de ce pare să aibă un ocean sărat subteran și un miez bogat în fier.

(Pentru a aborda suprafața, aș oferi acest lucru … materialul nostru extrem de ușor de manta este, de asemenea, destul de dur și rigid, iar roca silicată a suprafeței este în mare parte straturi de praf / fragmente din impactul meteorilor.)

Comentarii

• Mulțumesc – arată foarte promițător! Mâncare bună pentru gândire despre materialele exotice și aspectul fizic. (Vă ‘ vă votez imediat ce am suficient reprezentant pentru a face acest lucru.)
• Da, eu ‘ M-am gândit la asta un pic mai mult de când am scris răspunsul meu și o gaură neagră în care locuiesc oamenii a fost singurul lucru pe care am putut să-l fac, chiar ușor viabil – și chiar și asta are suficiente probleme pentru a-l pune ferm în tărâmul științei bumbacului)
• Da, nu

Îmi pare rău, dar este imposibil.

Ganymede are 2,4% din masa Pământului. Această masă este ceea ce generează gravitația.

Dacă ar avea mai multă gravitație, atunci ar distorsiona orbitele celorlalte luni și am ști despre asta. Știm masa fiecărui corp substanțial din sistemul solar (și de fapt unele dintre ele au fost detectate deoarece distorsionează orbitele lucrurilor despre care știam și am putut căuta în locul potrivit).

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

Trebuie să veniți cu o modalitate de a vă atinge obiectivele care nu implică gravitația așa cum o cunoaștem. De exemplu, picioarele gheare pentru a înțelege gheața, cizmele magnetice sau chiar sări în tunelurile de gheață sunt toate posibile.

Comentarii

• Masa se combină cu raza la m gravitate! Dacă ar fi mult mai mic, ar putea avea o gravitație asemănătoare Pământului. ‘ este motivul pentru care ideea ” densitate variabilă ” este mai viabilă: dacă ar exista un nucleu mult mai dens (adică cu rază mică) și ” oameni ” se aflau lângă el, G ar fi mult mai mare.
• S-ar putea să fie imposibil, dar nu din motivul pe care îl menționați. A se vedea ” ce se întâmplă dacă? planeta mică ”
• @EricDuminil: ‘ pentru un asteroid cu 2m diametru. Ganymede este mult mai mare decât atât.
• @ user151841: Dacă înlocuiți Ganymede cu o minge de fotbal din masa lui Ganymede ‘, nimic deloc s-ar schimba pentru Jupiter sau pentru celelalte luni. Singurul lucru care s-ar schimba ar fi gravitația la suprafața lui Ganymede ‘. Același lucru se întâmplă (adică nimic) dacă soarele devine o gaură neagră .
• @EricDuminil Ei bine, care luminează cealaltă jumătate a problemei . Dacă Ganymede ar fi de mărimea unei mingi de fotbal, dar ar avea aceeași masă, nu am ști ‘ nu am ști că este acolo și ar fi trebuit să ne dăm seama de misterul ” lună lipsă ” din Jupiter. Am fi ajuns la concluzia că a existat o lună foarte densă, foarte mică, care trebuia să fie acolo, din cauza efectelor sale gravitaționale asupra orbitelor. Cu toate acestea, dacă este ‘ suficient de mare încât să-l putem vedea, îl știm ‘ acolo și, văzându-l, putem înțelegeți orbita și deduceți-i masa. Nu există ‘ într-adevăr nici o cale de a o înconjura. Știm că ‘ există într-un fel sau altul.

Să revenim și să ne dăm seama cum cunoaștem masa / gravitația de pe Ganymede. (Citește mai mult aici).

În primul rând, trebuie să calculăm raza Pământului. Acest lucru se cunoaște cu un grad relativ ridicat de precizie de foarte mult timp. Apoi, trebuie să măsurăm ce este „atracția gravitațională” a Pământului, sau masa, prin utilizarea unui obiect cu o masă cunoscută. Având acest lucru în mână, putem calcula de fapt masa soarelui știind distanța sa față de Pământ (din nou, știința a dovedit acest lucru).

De aici putem măsura masa oricărei planete din sistemul nostru solar cu usurinta relativa.Cu masa lui Jupiter acum cunoscută, putem urmări Ganymede și putem calcula și masa sa.

În orice moment, dacă a existat o eroare (și fiți siguri, nu este suficient de mare pentru a realiza ceea ce solicitați), ar afecta măsurătorile noastre pentru tot ceea ce se află în lanțul acela legat. Așadar, în cazul dvs., ar trebui să avem o măsură grosolană fie a mișcărilor orbitale ale lui Jupiter, fie a lui Ganymede (sau probabil că ambele vor obține creșterea masei de care aveți nevoie).

Este suficient să spunem: acest lucru este foarte puțin probabil.

În ceea ce privește cealaltă întrebare, verificați cantitatea de radiații pe Ganimedes. La 8 rem pe zi, cu siguranță va face ravagii în viața voastră asemănătoare pământului în timp.

Comentarii

• Cred că există o greșeală ‘ în acea lucrare pe care o citați .. Puteți doar obțineți masa soarelui așa cum este descris aici. Pentru a obține masa unei planete, trebuie să aibă o lună (metoda vă permite să obțineți masa unui corp central – nu a celor care orbitează în jurul acestuia). Deci, masa Ganymede este estimat – necalculat. Cu excepția cazului în care ‘ este determinat de perturbări ale altor luni ‘ orbite, dar că ‘ nu este deloc banal.

Dacă ca Ves se rotește foarte repede, locuitorii ar experimenta ceva pe care îl percep ca gravitație în timp ce se află în peșteră. La ieșirea în afara peșterii, acestea ar deveni aproape fără greutate.

Imaginați-vă că Ganymede este o sferă care se rotește mult mai repede decât planeta însăși. De ce? Veți avea nevoie de un motiv, ca și ceilalți locuitori au dorit o plimbare de distracție, dar s-au plictisit și au plecat, sau ceva a lovit Ganymede chiar la dreapta. Între suprafața lui Ganymede și sfera poate există un strat de ceva lichid, cu foarte puțin În interior se află o sferă care se învârte rapid sau cel puțin o inelă (gogoasă). Locuitorii din interior ar crede că există gravitație spre suprafață. Pentru a ajunge la ele s-ar putea să necesite un fel de aranjament special, dar dacă aranjamentul este etanș la aer , atunci și aerul tău va rămâne la locul său.

Comentarii

• Îmi place ideea gravitronului uriaș. Poate că o navă masivă, de generație veche, s-a prăbușit, încorporând însuși în suprafață, introducând simultan viață și o rotire extremă.
• @Wazoople Sau poate Ganymede este nava, iar unele materiale inelare s-au năpustit de-a lungul timpului …

Este posibil să existe o formă semi-științifică sau magică de generatoare de gravitație care generează gravitație (ca în multe opere spațiale precum Star Trek și Star Wars). Generatoarele de gravitație sunt utilizate pentru a furniza gravitație artificială în navele spațiale în multe opere spațiale.

Și poate că cineva a plasat astfel de generatoare de gravitație sub podelele de caverne umplute cu aer sigilate sub suprafața Ganymedei. Lumina din aceste caverne poate fi, de asemenea, artificială. Dacă peșterile sunt sigilate și etanșe la aer, aerul va fi păstrat de peșteri, iar gravitația artificială nu ar fi necesară pentru a reține atmosfera, dar ar putea fi necesară pentru a asigura gravitația pentru sănătatea populației umane.

De fapt, se consideră posibil să existe forme de viață în oceanele lichide sub suprafețele acoperite de gheață din Ganimedes și alte luni din sistemul solar exterior. Deci, ceea ce propuneți este vag similar cu speculațiile respective, cu excepția faptului că propuneți mici caverne umplute cu aer în gheață în loc de un ocean la nivel mondial sub gheață.

Efectul combinat al acestor generatoare de gravitație ar trebui să crească gravitația generală a lui Ganymede și să o facă să pară un pic mai masivă decât este de fapt . Dar dacă acei generatori de gravitație sunt sub doar o mică parte din suprafața ganimedeană, efectul total poate fi foarte ușor.

Și atunci când sondele spațiale sunt puse pe orbită în jurul lui Ganimede, acestea pot detecta efectele acestor generatoare de gravitație, la fel cum primii sateliți lunari au detectat concentrații de masă (masconi) în lună.

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

Și eventual analiza citirilor ciudate ale gravitației poate dovedi că acestea nu pot fi rezultatul masconii ganimedieni, dar trebuie să fie cauzate prin gravitația generată.

Pot locui într-o centrifugă rotitoare. Prin controlul vitezei (și înclinarea podelei) poate genera orice nivel de accelerație asemănător gravitației, de la Ganymede la Pământ sau mai mult. Centrifuga a fost lăsată acolo de o civilizație anterioară, mai avansată, care și-a lăsat toate celelalte sisteme de susținere a vieții. Este radiația intensă a lui Jupiter o problemă pentru ei?

Comentarii

• Bine ați venit la Worldbuilding! Răspunsul dvs. este bun, dar ar trebui să eliminați ultima propoziție. Dacă aveți o întrebare pentru PO, ar trebui adresată într-un comentariu.Știu că încă nu puteți ‘ comenta și că ‘ este întotdeauna o problemă pentru utilizatorii noi, dar există o mulțime de întrebări care nu ‘ nu aveți nevoie de clarificări suplimentare. Pentru moment, mergeți mai departe și săriți orice întrebări la care nu puteți ‘ răspunde fără mai multe informații până când veți obține suficientă reputație pentru a comenta. Noroc!

Ganymede în sine este ambalat cu materiale de înaltă densitate, cum ar fi tungsten și depozite de uraniu rezultând o masă totală asemănătoare pământului cu ușurință de 50 de ori mai mare decât ar trebui să fie. Elemente artificiale supraîncărcate dincolo de orice produs vreodată într-un laborator.

Suprafața Ganymede este acoperită cu un strat gros de praf Cavorite , rezultând ca densitatea sa neobișnuit de mare fiind aproape complet anulată, ce gravitație / efect de masă care filtrează prin Cavoritul este doar câteva procente din puterea sa naturală.

În peșteri, gravitația nu este afectată și locuitorii se confruntă cu condiții normale ale pământului.

Dacă doriți ca suprafața în sine să aibă gravitația normală a pământului, ați putea face undă manuală ca gustul să atenueze efectele gravitației astfel încât să cadă foarte repede, de exemplu: peste o chestiune de metri. Scurtarea lungimii undelor gravitaționale la ceva pe care l-ați putea măsura pe un baston. Adică poți să te plimbi normal, dar să arunci o minge în aer și nu va mai coborî din nou.

Addendum:
După ce am plecat și am căutat densitatea materialului, mi-am dat seama că densitatea necesară pentru ca Ganymede să fie literalmente de 5000 de ori mai masivă decât pare este mult dincolo de tungsten sau uraniu sau chiar de Osmiu sau Hassium.
Aveți nevoie de un material cu o densitate de 779.634.464.751,96 kg / m ^ 3 pentru ao face.

Am corectat răspunsul în consecință.

Comentarii

• Am ieșit la 10 la calculul densității și am crezut că tu ‘ ar avea nevoie de un element artificial foarte dens … Bit dezamăgit ai nevoie doar de tungsten.
• Declinare de responsabilitate. Nu am idee dacă un miez de tungsten și uraniu depunerile ar fi suficiente pentru a produce o masă asemănătoare pământului! Dar verificarea față de fier în funcție de greutatea molară ar fi probabil o comparație utilă.
• Doar am mers și am făcut câteva calcule. Fierul este de 7850 kg / m ^ 3, în timp ce tungsten este de 19600 kg / m ^ 3. Din punct de vedere tehnic, ‘ este undeva între 2 și 3 ori mai dens. ‘ ai nevoie de ceva de 5 ori mai dens decât tungstenul pentru a atinge masa asemănătoare pământului cu Ganymede. Uraniul este mai puțin dens decât tungstenul la 18900 kg / m ^ 3. Deci da. ‘ probabil aveți nevoie de un element artificial foarte dens. Noroc de fabricație a unuia care nu este ‘ un element radioactiv de viață ridicol de scurtă durată.
• Osmiul este de 22590 kg / m ^ 3, încă nu este viabil pentru acest lucru și Hassium ( cel mai dens material realizat vreodată într-un laborator) este puțin mai dens la 22610 kg / m ^ 3.
• Cred că ai avut dreptate prima dată … Pentru a obține aceeași accelerație gravitațională (la suprafață) ca Pământ (9,81 $ m / s ^ 2 $), dar păstrează aceeași rază, Ganymede (1,5 $ m / s ^ 2 $) trebuie doar să devină de aproximativ 7 ori mai greu ($ a \ propto m $), deci de 7 ori mai mult dens. Densitatea sa actuală este de aproximativ 2 $ g / cm ^ 3 $, astfel încât ne duce la aproximativ 15 $ g / cm ^ 3 $. Ceea ce este ușor de atins cu materia normală.

Cred că singura dvs. soluție „realistă” este o gravitație generator cu autonomie foarte limitată. Dacă atracția gravitațională reală a lui Ganymede ar fi mai mare decât ar trebui, ar afecta orbita acesteia și orbita oricărui altceva care s-a apropiat de ea, care ar fi fost detectată de departe de astronomi.

generator (probabil construit și apoi abandonat de unele specii antice) care a ajuns doar la o distanță foarte mică deasupra suprafeței, astfel încât atmosfera și locuitorii să fie bine înrădăcinați, dar nu suficient de departe pentru a afecta caracteristicile orbitale ar trebui să umple factura. câmpul gravitațional nu ar acționa așa, dar din moment ce „inventezi un generator de gravitație care generează gravitație artificială, ești complet liber să faci ca acea gravitație artificială să se comporte într-un mod non-standard.

Comentarii

• Gravitația este generată de masă și are o gamă infinită. Cum puteți ocoli acest lucru din punct de vedere științific?
• @ L. Olanda Afișul este poziționând un generator artificial de câmp gravitațional care nu t are nevoie de masă și are o rază scurtă de acțiune. Nu este nevoie să-l inventăm de fapt, deoarece acesta este WorldBuilding și nu Fizică.
• Topologic vorbind, puteți vedea gravitația ca o indentare în spațiu-timp (de exemplu: demo-ul vechi din foaie de cauciuc) În general, distorsiunea este pe o zonă largă, iar indentarea este foarte superficială, deci dacă doriți pentru a avea un câmp gravitațional apropiat, ‘ ar trebui să aveți în esență ” scrunch up ” spațiu-timp pentru ao face. cum ar fi prinderea unei părți a foii și tragerea acesteia împreună, astfel încât să atârne liber în mijloc. Dacă aș ști cum să implementez efectiv acest lucru, aș fi ‘ câștigat un premiu nobil: P

Unele răspunsuri sunt puțin înșelătoare – în special cele care citează articolul Scientific American . Puteți obține masa obiectului primar doar din mecanica orbitală simplă. Deci, nu puteți obține masa lui Ganymede pur și simplu observând raza și perioada orbitei sale în jurul lui Jupiter (este „o modalitate destul de bună de a obține masa Jupiter” s – dar acesta nu este punctul ). Orice obiect aflat pe raza lui Ganymede ar orbita Jupiter în aceeași perioadă – indiferent de masa acestuia.

Pentru o sferă de dimensiuni date, câmpul gravitațional de la suprafață depinde de densitate astfel încât:

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

Deci dacă doriți gravitația Pământului pe o planetă de dimensiunea Ganymede, ar trebui să o faceți dintr-un material cu o densitate de aproximativ $ 15 \ spațiu g / cm ^ 3 $ .

Acest lucru este destul de dens – de aproximativ trei ori mai mare decât densitatea Pământului. Cu toate acestea, dacă Ganimedes este alcătuit în mare parte din unele elemente foarte dense, cum ar fi tungstenul sau uraniul (așa cum a menționat @Ruadhan), ar funcționa. p>

Comentarii

• Mi ‘ mă tem că nu ar fi cu adevărat ‘ nu funcționează. Până la m Calculând, ‘ ai nevoie de un material cu cel puțin 7 factori de 10 mai dens decât cel mai dens material fabricat sau găsit vreodată pentru a face Ganymede la distanță la fel de greu ca pământul. dar dacă presupunem că extratereștrii au creat un planetoid artificial din izotopi super-grei stabili și l-au acoperit cu materiale mai normale, că ‘ ar face-o. Tungstenul și uraniul sunt destul de mici în comparație cu cerințele.
• A se vedea nota de mai sus – Am făcut o greșeală prima dată, dar cred că acest calcul este corect. O planetă mică și densă poate avea cu ușurință un câmp gravitațional asemănător Pământului. S-ar putea să fie destul de puțin probabil, dar metalele normale sunt foarte dense (așa cum ați spus în primul dvs. răspuns!)

Magnetizm

Înlocuiți gravitația cu magnetizm. Locuitorii din peșterile voastre cunosc doar metalul. Fără lemn, fără blănuri, fără materiale plastice. Ei poartă oțel, construiesc din oțel, iar mâncarea lor este … complicată. Sub peșteri există o sursă puternică de magnetism – navă spațială antică sau fenomen natural. (explică de ce au atât de mult fier de început)

Deci, toate obiectele metalice sunt împinse în jos și, din moment ce oamenii nu au nimic altceva, funcționează exact ca gravitația. Cu excepția faptului că oamenii aproape zboară în sus dacă sunt goi – dar poți folosi asta și în povestea ta.

Comentarii

• Îmi place această idee, ganimedeul fiind împachetat cu pământuri rare nu este ‘ fie tărâmul posibilității.

Ganimede nu este o lună naturală; este o navă spațială extraterestră care a răpit oameni în epoca [inserați] care apoi și-au învins capturatorii și au trăit în interiorul navei spațiale, care apoi a derivat până a fost capturată de Jupiter. Nava spațială are, desigur, gravitație artificială și este construită în jurul unui reactor din nucleu, dar reactorul este în modul stand-by, alimentând doar oamenii care locuiesc acolo cu oxigen, apă etc., necesare pentru supraviețuirea lor. Ei cultivă extratereștrii și plantele de pe Pământ extratereștrii adunați pentru studiu și poate au și unele animale domestice, adunate inițial de extratereștri.