Как выглядело бы небо на бесконечной плоскости?

Мир представляет собой бесконечную плоскость с земной поверхностью. У него есть атмосфера, но он имеет конечную высоту

Из-за этого и того, как работают поля, это должно дать нам одинаковую гравитацию на всем пути вверх, что имеет значение для света; весь свет, выходящий из атмосферы, в конечном итоге развернется и упадет на землю, поскольку независимо от того, как высоко он поднимается, он все равно будет находиться под действием той же гравитации, и поэтому он должен в конечном итоге развернуться и упасть обратно на землю. И из-за конечной высоты атмосферы у нее есть неплохие шансы снова достичь земли.

Это поднимает вопрос о том, как это будет выглядеть на самом деле. В частности, какие образы эти падающие лучи будут формировать, если их увидеть человеческим глазом?

Комментарии не для расширенного обсуждения; этот разговор был перемещен в чат .
Закон непреднамеренных последствий. Бесконечная плоскость означает, что бесконечная масса означает бесконечную энергию,

Ответы (5)

Радужное небо, счастливые времена

Описанный мир показался бы темным миром, поскольку любое Солнце упало бы на землю далеко-далеко. Казалось бы, это обреченный мир, в котором вся тепловая энергия поднимается и возвращается, как тепловая смерть Вселенной, доведенная до человеческих масштабов, с племенами, сгрудившимися вокруг геологических залежей. Но это не тот путь, которым я хочу идти, так что...

  • Небо — огромное и прекрасное полярное сияние. Какая бы причудливая физика или боги ни создали этот мир, они оставили немного газа далеко-далеко над миром. Он падает без ограничений и приземляется в виде мощных космических лучей. Эти частицы попадают в атмосферу и освещают планету.

  • Мы можем рассчитать, как далеко уходит свет, прежде чем он должен вернуться . Каждый килограмм света имеет потенциальную энергию 9,8 м/(с^2), умноженную на сколько метров в высоту, умноженную на 1 кг. Каждый килограмм света имеет (3E8 м/с)^2 полной энергии. Таким образом, к тому времени, когда он достигает высоты около 1E16 м (1 триллион километров), свет смещается в красную сторону до нуля и должен либо упасть обратно, либо исчезнуть. (по сравнению с черными дырами это расстояние может быть уменьшено вдвое по причинам, которых я не понимаю, но, возможно, это связано с тем, что и свет, и пространство-время притягиваются гравитацией). Держу пари, он падает обратно. Это добавляет устойчивое свечение «Earthshine» к фону.

  • Но... он будет накапливать энергию, пока не зажарится? Неа. Я собираюсь сказать, что у планеты, нет, у самолета есть особая хитрость, позволяющая сбрасывать тепловую энергию, потому что в противном случае она не «Землеподобна», а это противоречит предпосылке. Мне больше всего нравится производство пары нейтрино — выделение 3/2 кТ энергии на каждое нейтрино. Сделайте это, и у вас могут быть точки охлаждения где-нибудь, которые поддерживают постоянную температуру на планете.

Собрав все это вместе, небеса имеют яркое радужное сияние, более сильное, чем на Земле, но оно делит свет с постоянным нечетким фоном Земного сияния. Северное сияние преобладает там, где космические потоки сильнее, и Земное сияние можно проследить по дуге до какого-то далекого горизонта. Если вы посмотрите очень внимательно, то, возможно, в этом фоновом свете можно будет различить очертания континентов в той степени, в какой они могут быть удалены на триллион километров.

Может ли когда-нибудь существовать такое явление, как свет, движущийся параллельно поверхности?
@JustinThymetheВторой свет, движущийся параллельно поверхности, должен падать, как и любой другой объект, и, следовательно, кривая больше не будет параллельной. Кроме того, пространство-время, через которое он проходит, должно... не падать, а изгибаться , я думаю, точно на такую ​​же величину. (Что-то подобное возникает при тестировании отклонения света Солнцем — Эйнштейн дважды предсказал эффект Ньютона)
Это означает, что не было бы такого явления, как свет, движущийся параллельно поверхности. Он всегда изгибался и всегда ударялся о землю.

Вызов кадра: Атмосферный коллапс

У вас есть бесконечный план с бесконечной материей, изначально равномерно распределенной с начальной плотностью земной атмосферы, или примерно 2-3 x 10^25 частиц на м^3.

У этой материи есть масса, и у этой массы есть гравитационное притяжение. Молекулярные облака с плотностью всего 3*10^8 частиц/м^3 считаются звездными яслями, а мы превышаем их на семнадцать порядков.

День ото дня люди замечали, что пожары горят все ярче и быстрее. И их голоса становятся все ниже и ниже.
Как может быть «граница» атмосферы, если гравитация постоянна? Как бы «высоко» ни было, гравитационное притяжение атмосферной частицы будет одинаковым, поэтому атмосфера будет растягиваться вечно, а сама атмосфера, обладая массой, будет «притягивать» все к себе, как внутренность сферы. Не было бы гравитационного притяжения.
Атмосфера имеет конечную высоту и, что более важно, обладает гравитационным притяжением .
И атмосфера изначально не является и не может быть идеально однородной. (По крайней мере, достаточно тепловых флуктуаций).
Этот. Кроме того, не забывайте, почему все небесные тела сферические: это потому, что гравитация достаточно сильна, и дифференциальные силы, которые испытывают не-сферы, достаточно сильны, чтобы сжать их в сферы. Эта плоская двухмерная плоская «Землеподобная поверхность» найдет локальные карманы высокой плотности. Вокруг них медленно формируются планеты. Это в дополнение к звездам Даниэля Б, которые медленно формируются из атмосферы. TL; DR, когда система не находится в равновесии, она стремится к равновесию. А бесконечная энергия означает, что это происходит очень быстро (с точки зрения геологии).
Но плита бесконечной атмосферы тянет себя одинаково во всех направлениях, это должно быть что-то вроде сделки типа «от полой планеты нет гравитационного притяжения, если вы находитесь внутри этой планеты». С другой стороны, есть неравенства в толщине, вызванные географией бесконечной плоскости.
@TLW Если бы это была идеально плоская бесконечная плоскость, почему бы не было температурных изменений? Не было бы ни вращения, ни сезонов, ни колебаний температуры.
@Ton Day Поскольку у плоскости нет конца и, следовательно, нет краев, «тяга» будет равномерной повсюду. Не может быть никакого «несбалансированного краевого эффекта».
@JustinThymetheSecond - я думаю, у вас есть несколько фундаментальных недоразумений. Слишком много, чтобы полностью ответить в одном комментарии. Некоторые указатели: а) молекулы газа имеют распределение скоростей, даже если газ находится при одной температуре, б) газ состоит из атомов, и поэтому не может быть совершенно однородным в первую очередь в) это петля положительной обратной связи , г) грязь в этих масштабах неоднородна.
Вы также можете посмотреть нестабильность Джинса (и звездообразование в целом). Это не совсем классический случай, потому что он начинается в 2.5d, но возникают те же проблемы.
@DarthBiomech - в качестве отступления: притяжение в любом месте внутри полой сферически-симметричной сферы равно нулю. Сила натяжения внутри полого цилиндрически-симметричного обруча отлична от нуля, за исключением точного центра обруча. Я бы хотел, чтобы это всегда преподавалось одновременно с теоремой Шелла...
@DarthBiomech - это нестабильное равновесие. Он разрушится, как только произойдет возмущение, а поскольку это газ с ненулевой температурой, у него будут возмущения.

(этот ответ предполагает, что толщина самолета составляет около 1 земного радиуса, то есть около 12 000 км, согласно ссылке HDE 226868, приведенной в комментариях, везде будет 9,81 г по обе стороны от самолета)

Рай на несколько недель... потом снова и снова пробивается

Итак, как бы выглядело небо сначала...

Зависит от атмосферы, которую боги устроили для вашего бесконечного плоского мира. Допустим, погода будет стабильной, допустим, в сотворении участвовали какие-то земные боги, и у вас будет кислород, вода, голубое небо и солнце.

Через неделю после создания (см. расчет ниже) жители заметят, что их самолет начинает прогреваться.. Скоро наступит конец рая..

Каждые 96 дней ваше солнце будет падать на самолет и пробивать его.

Вокруг плоскости нет устойчивых орбит. Все упадет .. Когда взойдет солнце?

введите описание изображения здесь

Эта формула работает, пока не будет достигнута скорость света. Заполнив значения, предположим, что солнце находится на расстоянии 1 а.е. от вас, то есть 149 597 870 700 метров. Если вы умножите это на 9,81, ваше солнце не достигнет скорости света.

Итак, инвертируйте формулу, введите s = 1AE = 149 597 870 700 метров в квадрате s / 0,5 g = 30 581 039 755, квадратный корень из 180 000 секунд, что составляет 48 дней . Ваше солнце разобьёт самолёт и продырявит его, пройдя свой путь через самолёт и вернувшись обратно. Еще через 12 недель солнце вернется и снова продырявит ваш самолет с другой стороны.

К этому можно быть готовым, жители могут пережить это: предположим, что ваша плоскость бесконечна, солнце прилетит перпендикулярно, уйдет перпендикулярно и полетит обратно через ту же дыру . Любое место в пределах 1AE от этой точки должно быть эвакуировано. Может богам и целесообразно, заранее сделать в плоскости подходящую дырку ..

Синее смещение

Ваш самолет теперь будет иметь (локальный) «цикл дня и ночи» из 96 земных дней, за которым следует ночь из 96 земных дней, при этом солнце колеблется в плоскости.

Не только ваше солнце, все небо ускоряется к вам. Это заставит небо быть полным голубых звезд ночью. Вместо красного смещения (расширения) ваша Вселенная покажет синее смещение.

.. переходит в ультрафиолетовое смещение, твоё небо потемнеет

Когда ваш самолет просуществует несколько месяцев, окружающие звезды начнут сближаться со скоростью света. Далекие звезды и планеты рано или поздно достигнут вашего самолета со скоростью света, так что вы не увидите их прибытия. Их синее смещение становится ультрафиолетовым.

после этого.. цвет колеблется, чередуются красно-синие сдвиги: фиолетовое небо ?

Катастрофы повторяются , каждые несколько лет звезды будут возвращаться на ваш план, пробивая его.. и богам будет довольно сложно предсказать, где произойдут эти удары, подготовить для них дыры. Предположим, что эти боги всемогущи, они могли бы подготовить дыры в вашем плане для каждой звезды и черной дыры в вашей локальной галактике.

Конец..

Примерно через 3 миллиона лет первые соседние галактики начнут сталкиваться... и постепенно все в космосе остановится на вашем плане. Колебания прекратятся, и каждый небесный объект остановится в дыре где-то на вашем бесконечном плане. Для черных дыр эти перфорации будут гигантскими . Световые годы вашего самолета просто исчезнут. Жителям придется переселиться... эээээ... подальше от этих перфораций.

==========

ПРИМЕЧАНИЯ о путях света

Я думаю, что локально излучаемый свет не будет вести себя иначе, чем свет на Земле, то есть

Горизонтальные световые лучи проходят горизонтально, пока не исчезнут из поля зрения.

В конце концов, горизонтально направленный свет достигнет земли... вопрос в том, когда и произойдет ли это в поле зрения? Думаю, нет, при g=9,81 Гс путь света не отличался бы от земного.

Вертикальные световые лучи распространяются очень далеко

Никакого соответствующего эффекта не будет. Свет будет двигаться против бесконечного гравитационного отталкивания, и, как указал Майк Серфас, свет преодолеет триллион километров, пока не остановится и не упадет обратно (?? На самом деле я должен отказаться от этого вручную). Но что бы ни случилось, расстояние находится за пределами любого видимого диапазона, поэтому возвращающийся свет будет настолько слабым, что его сможет увидеть только Хаббл.

Предположим, что солнце вращается по кругу над плоскостью. Либо по орбите, перпендикулярной поверхности планеты, либо параллельной, либо под некоторым углом между ними. Или бесконечное число солнц, вращающихся по бесконечному числу орбит над плоскостью.
@JustinThymetheВторая орбита, перпендикулярная гравитационному полю? Вблизи этой плоскости нет орбит... вот что интересно: сила тяжести останется постоянной g=9,81 везде , до бесконечности! для этого требуется толщина радиуса Земли, и вся вселенная рухнет на плоскость примерно через 14 миллиардов лет, см. научный ответ здесь worldbuilding.stackexchange.com/a/12443/627
Ничто в этом вопросе не исключает бесконечного числа солнц на параллельных орбитах, одно на вершине досягаемости, другое в форме цилиндра «до самого верха», а не «черепахи до самого низа». Дайте каждому солнцу достаточную массу, чтобы оно вытягивало солнце по орбите в «цилиндре» под собой от «падения». Сделайте так, чтобы все гравитационные силы были идеально сбалансированы. Если вы говорите о бесконечности, идите до конца. Очевидно, что это «параллельная вселенная», которая сформировалась несколько иначе, чем наша.
@JustinThymetheSecond что угодно упадет на эту плоскость, потому что гравитационная сила g = 9,81 будет существовать независимо от расстояния от этой плоскости. С обеих сторон. Самолет имеет бесконечную массу. Посмотрите ответ Самуэля по моей ссылке. Я попытался описать некоторые последствия этого. Боги открытия создали великий аттрактор, от которого ничто не может убежать. Если ваши солнца расположены в виде цилиндра, все они начнут двигаться по спирали вниз, к плоскости. g=9.81 просто добавит к нему вектор ускорения/скорости. Вся вселенная начнет двигаться к этому плану после его создания.
ЧТО именно удерживает «этот самолет» в «позиции»? Самолет мог «падать»; так же быстро, как солнца падают на самолет.
Нет, этот самолет никуда не полетит. Он останется там, где был создан, если только боги не придадут ему импульса в каком-либо направлении. В этом случае самолет будет двигаться в этом направлении вечно с постоянной скоростью. Когда самолет создан богами неподвижным, он останется на месте при любых обстоятельствах. Даже самые сильные удары не могут его сдвинуть... потому что он имеет бесконечный вес . Солнце или черная дыра могут пробить его и пройти насквозь... сам самолет не покинет свою позицию. Его нельзя сдвинуть, потому что бесконечная масса не может преобразовать кинетическую энергию столкновения в импульс.
В этом случае орбиты солнц стали неподвижными.
@JustinThymetheВторые звезды не имеют бесконечной массы, в отличие от самолета. Солнце упадет в плоскость, оно не останется ни на какой орбите, не говоря уже о стационарном движении. Все звезды начнут двигаться к самолету. Они сохранят (какую-то) орбиту вокруг своего галактического центра, но в конце концов этой орбиты не останется... даже сам галактический центр (черная дыра) упадет на плоскость. Я нахожу это увлекательной идеей. Природа плохо справляется с «бесконечным размером», но когда вопрос был задан здесь, я не осознавал последствий. Прочитав ответ Самуэля в другой теме, я поставил свой ответ.
И нет такой вещи, как бесконечная плоская плоскость. Ваша точка зрения?

Что там? Может ли свет поразить его?

Вы обсуждаете, как свет покидает атмосферу, затем разворачивается и падает на землю. Если он должен развернуться, чтобы удариться о землю, я полагаю, что земля является источником света. ХОРОШО; светящаяся земля. Это сделает для милого аниме.

/Он имеет атмосферу, но имеет конечную высоту/

Не атмосфера имеет конечную высоту, а сама плоскость или измерение, потому что /весь свет, покидающий атмосферу, в конце концов развернется и упадет на землю/. Можно выйти из атмосферы. Я исхожу из этого, что граница этого плана находится на некотором расстоянии над светящейся землей и атмосферой.

У меня возникает вопрос о характере и положении этой границы. Если граница находится так далеко, что свет, покидающий землю, никогда не попадает на нее, пока не повернется, то это не кажется относящимся к вопросу о свете. Если эта граница находится достаточно близко к земле, чтобы свет, покидающий землю, попадал на нее до того, как свет успел повернуться, то то, как она выглядит, зависит от того, как работает граница — излучает ли она свет, отражает ли свет, поглощает ли свет и т. д.

Если гравитация одинакова «всю дорогу», почему существует граница с атмосферой? Нет никакой «скорости убегания». Если вы можете оторваться от земли, вы можете прыгнуть в космос.

Похоже, вы описываете бесконечное зеркало

В конце концов весь свет переворачивается. В зависимости от высоты вашей атмосферы и размера пыли и других частиц в ней этот свет рассеивается в разной степени — сначала синий, а затем другие цвета. Может быть невозможно четко увидеть отражение земли над ними, но, возможно, некоторые более крупные структуры, такие как горы и леса, могут быть смутно видны в небе.

Но когда свет возвращается вниз, он поглощается землей. Поскольку Вселенная заканчивается на «небе», кажется, что весь новый свет исходит из земли. Может быть, это ваше намерение. Или, может быть, это одностороннее зеркало, и в систему может проникнуть новый свет извне. И какой-то тепловой баланс забирает лишнюю энергию и сбрасывает ее на другую сторону Земли, или фактически бесконечный (для временных рамок вашей истории) поглотитель тепла в холодном ядре.