Астероид в поясе астероидов внезапно приобрел гравитацию Земли

Давайте сначала рассмотрим, что значит сделать астероид обладающим гравитационным притяжением Земли. Предположим, что это Церера, самый массивный астероид в поясе. Церера имеет радиус 473 километра. Теперь мы знаем, что ускорение свободного падения равно 9,8.$\frac{\text{m}}{\text{s}^2}$. Формула

Перестановка дает

$G$около$6.673 \cdot 10^{-11}\text{N}\cdot\text{m}^2\text{kg}^2$. Замена дает нам$m \approx 3 \cdot 10^{22} \text{kg}$. Для справки, Земля примерно в 200 раз массивнее. Луна Земли более чем в два раза массивнее.

Уменьшение размера астероида уменьшит необходимую массу. Масса пропорциональна квадрату радиуса, поэтому половина радиуса дает четверть массы. Однако плотность обратно пропорциональна кубу радиуса и пропорциональна массе. Таким образом, уменьшение вдвое радиуса удвоит плотность.

Или, поскольку это будет сфера,

Это больше, чем даже у самого плотного элемента осмия (22,6). Нейтроний может быть таким плотным, но для его сжатия требуется такое же давление, как в нейтронной звезде.

На ваши вопросы:

1. Минимальный. По сути, это то же самое, что поместить тело в 40% размера Луны Земли в пояс астероидов. Это может увеличить отклонение некоторых близлежащих астероидов, но вряд ли этого будет достаточно, чтобы очистить пояс.

2. Минимальный. Он был бы ближе всего к Марсу, но все же дальше от Марса, чем Марс от Земли. И намного меньше Земли (по любым меркам, но главное по массе).

3. Возможно нет. Недостаточно массы, чтобы стабилизировать нейтроний. Так что это черная дыра. Задача, конечно, состоит в том, чтобы построить снаружи достаточно прочный материал, чтобы он не упал в черную дыру. Я оставлю это кому-то другому, чтобы определить, возможно это или нет.

Вызов кадра:

Почему я не думаю, что ваша идея не сработает

Во-первых, если «Он уже потратил почти все деньги своих инвесторов», то он не сможет позволить себе заполнить астероид достаточным количеством материала для имитации земной гравитации. Кроме того, это может иметь непреднамеренные побочные эффекты, такие как нестабильность орбиты или притягивание обломков (поскольку у астероида, вероятно, нет атмосферы для сжигания обломков из-за такой низкой гравитации).

Во-вторых, материала может не хватить даже для имитации земной гравитации. Если бы вы захотели смоделировать гравитацию планеты, для этого вам понадобились бы ресурсы планеты. Вы не сможете получать свои материалы с Земли, так как каждый материал на Земле способствует собственной гравитации. Если вы начнете выкапывать тысячи кубических миль материала с Земли и увозить его с планеты, изменяя земную гравитацию, на вас будет злиться гораздо больше людей, чем только ваши инвесторы.

Не говоря уже о логистическом кошмаре, связанном с попытками доставить все необходимые материалы через космос к вашему астероиду, расходе топлива, оплате труда рабочих, горнодобывающем оборудовании и прочих вещах. Даже если вам удастся сделать все это, у вас будет задача выдолбить астероид (и надеяться, что он не рухнет вокруг вас, как вы), а затем заполнить его более плотным материалом - все это очень дорого. , не очень хорошо для кого-то с ограниченным бюджетом и, вероятно, в ограниченном масштабе времени.

Если цель состоит в том, чтобы заставить аттракционы работать, просто заставьте аттракционы создавать собственные движения.

Гораздо более эффективное, простое, дешевое и на самом деле правдоподобное решение состоит в том, чтобы тележки приводились в действие топливом или электричеством, которое приводит в движение колеса под тележкой, заставляя ее ускоряться. На самом деле, делая это таким образом, поскольку в космосе нет сопротивления воздуха и меньше гравитации, притягивающей вас к астероиду, вы, вероятно, сможете двигаться быстрее, чем на Земле, ваша поездка может постоянно ускоряться до тех пор, пока ты притормозил.

Добавление обычной массы не сработает для вашего предпринимателя.

Чтобы упростить задачу, давайте предположим, что вместо того, чтобы встраиваться в существующий астероид, мы строим свой собственный. Нашим строительным материалом будет в основном вольфрам с добавлением более тяжелых элементов, чтобы довести его плотность даже до 20 г/см^3, или 20 000 кг/м^3. Мы построим идеальную сферу, потому что это значительно упрощает математику.

Поверхностная гравитация тела зависит от его массы, радиуса и гравитационной постоянной. Поскольку мы предполагаем идеальную сферу с однородной плотностью и знаем желаемую поверхностную гравитацию, мы можем решить для радиуса: около 1750 км, или примерно в четыре раза больше радиуса Цереры . Вы почти приблизились к размеру Меркьюри, и на самом деле превосходите его по массе с небольшим отрывом.

Итак, давайте изменим это, зафиксировав радиус на этот раз в 50 км. Для поверхностной гравитации, подобной земной, необходимая масса составляет «всего» около 3,7 * 10^20 кг — примерно треть Цереры или чуть больше Весты . (Возьмем 8 Флора в качестве ориентира, сам астероид, вероятно, составляет около 1% этой массы.) Поскольку масса более сконцентрирована, а радиус поверхности намного меньше, нам не нужно почти столько же. Конечно, это проблема сама по себе: материал, который мы помещаем в астероид, должен иметь плотность порядка 200 000 кг/м^3, или несколько плотнее, чем ядро ​​Солнца . (И прежде чем вы спросите, нет, вы не можете собирать материал ядра Солнца для этой цели: это'

Отсюда и особенность. Согласно этому ответу , черная дыра размером 1 микрометр будет массироваться в правильном районе и должна быть сдерживаемой. (Переместить его на место внутри астероида будет интересно.)

Последствия для остальной части Солнечной системы должны быть незначительными. Как уже отмечалось, внутри пояса астероидов уже есть объекты сравнимой массы; еще один не должен иметь большого значения. Масса всех планет больше, чем ваша черная дыра, и они более или менее не пострадают.

Пояс астероидов почти наверняка будет разрушен, если только вы не замените Весту своей черной дырой. Другие астероиды, которые проходят близко к вашему новому сверхтяжелому астероиду (имейте в виду, что это близко с астрономической точки зрения, а не что-то, что люди могут признать «близкими»), будут отклоняться от своих орбит. В долгосрочной перспективе это, вероятно, приведет к тому, что некоторые из них будут выброшены из пояса, возможно, столкнувшись с какой-нибудь несчастной планетой. Ваши жители захотят убедиться, что их планы по предотвращению столкновений с астероидами актуальны.

nb — я прекратил свою работу по анализу поверхностной гравитации, потому что я недостаточно знаком с форматированием, чтобы не превратить его в отвратительный кусок текста. Я был бы рад сделать это шаг за шагом, если это необходимо.

В худшем случае вы только что разрушили внутреннюю Солнечную систему.

Прежде чем мы перейдем к этому, давайте разберемся с идеей черной дыры. Если вы не принесете ее извне, ваша черная дыра не даст вам необходимой массы, потому что черная дыра — это область бесконечной плотности , а не бесконечной массы . Это означает, что создание черной дыры в центре вашего астероида просто дает вам черную дыру с массой астероида, и ваши аттракционы буквально падают в нее, и вы теряете свои инвестиции. Вдобавок к оскорблению, ваша черная дыра с массой такого размера не будет поддерживать себя очень долго, поэтому она также исчезнет через несколько секунд. Но, я отвлекся.

Моя проблема заключается не в том, что вы создали такую ​​большую массу в поясе астероидов; дело в том, что вы сделали это без изменения орбитальной скорости. Таким образом, астероид, теперь имеющий массу Земли, движется слишком медленно, чтобы поддерживать свою орбиту вокруг Солнца на таком расстоянии от него. Это означает, что ваш астероид начнет падать на Солнце.

Я не специалист по орбитальной механике (в отличие от HDE), но я думаю, что вы только что создали комету земной массы. Предположим, что астероид какое-то время не приближается ни к одной из крупных планет, нарушая их орбиты. У меня есть подозрение, что в конце концов он все равно может врезаться в Солнце. Вызванный этим выброс корональной массы может легко уничтожить жизнь на Земле, если земля окажется в конусе взрыва. Но я бы сказал, что более вероятно, что в конечном итоге он ударит по одной из внутренних планет, возможно, по Земле, и приведет к коллапсу на орбите как планеты, так и астероида, И вызовет CME, который может вызвать всевозможные разрушения на планетах. оставшийся.

Суть в том, что не делайте этого. Пожалуйста.