Моя планета имеет долгопериодическую орбиту. Как сделать так, чтобы времена года менялись быстрее, чтобы сократить продолжительность календарного года на нем?

Я хотел обитаемую планету вокруг двойной звездной системы, поэтому я придумал систему, которая позволила бы мне иметь ее.

Проблема, с которой я столкнулся, заключается в том, что параметры орбиты Златовласки для этого самолета оказались на расстоянии 6,5 а.е. от барицентра звезды с периодом обращения 6,78 года (вторая планета на этой диаграмме):

введите описание изображения здесь

Проблема в том, что для целей, связанных с рассказыванием историй, мне не совсем удобно, что годы почти в семь раз длиннее, чем на Земле.

Хотя на самой планете нет ярко выраженных сезонных изменений, поэтому трехлетняя «зима» не является проблемой (температуры не опускаются ниже нуля практически везде, кроме полярных регионов), проблема связана с хронометражем и описанием такие вещи, как возраст главных героев. Описание кого-то как «старого с седыми волосами, сумевшего прожить до респектабельных 17 лет» должно сбить с толку читателей, даже если я до этого заявлю, что год в семь раз длиннее (не говоря уже о том, что описание « 5-летний" персонаж со сну-сну может навлечь серьезные проблемы в реальной жизни, вплоть до уголовных обвинений, потому что это будет вырвано из контекста или возмущает читателей, которые не удосуживаются прочитать внимательно).

Также могут быть некоторые нежелательные психологические побочные эффекты для всей культуры видов, живущих на такой мягкой и медленно меняющейся планете, которых я также предпочел бы избежать, если это возможно.

Так как на Земле подсчет года тесно связан со сменой времен года, я подумал о разделении года и времени обращения вокруг планеты. Что, если времена года на планете будут сменяться быстрее, чем она вращается вокруг звезды? Возможно ли это? Если времена года сменяют друг друга в три раза быстрее, то продолжительность года увеличивается примерно до 2 лет, с чем намного легче работать.

Моя первоначальная попытка обосновать это заключалась в том, чтобы заставить планету иметь гораздо более высокую скорость прецессии осевого наклона, но я понятия не имею, возможно ли это на самом деле и не сопровождается ли какими-то неприятными побочными эффектами, такими как «ваша планета больше не способна поддержки жизни сейчас».

Комментарии не для расширенного обсуждения; этот разговор был перемещен в чат .
@Darth Biomech Я подумал о возможном решении сделать на обитаемой планете такой длинный год и добавил его в конце своего ответа от 25 ноября.

Ответы (20)

Он был стариком 90 урожаев

Времена года на этой планете мягкие, поэтому древние люди не особо заботились о том, как часто они обращаются вокруг своих солнц. Вместо этого они будут заботиться о том, когда сажать урожай и когда его сеять.

Ясно, что ни одна цивилизация не могла жить за счет сбора урожая только каждые 6 лет (голод свирепствовал в ранней истории человечества, даже когда людям приходилось ждать всего один год), поэтому, предположительно, они нашли какой-то урожай, биологический цикл которого ближе к земному. год. Этот цикл стал ритмом их жизни и естественным образом нашёл отражение в их языке (даже если цивилизация в вашем рассказе постаграрная).

Он был молодым человеком 18 лет.

Опять же, поскольку на вашей планете умеренные сезоны, возможно, имеет больше смысла основывать календарь на другом цикле. Мне нравится звук «tenmoon» вместо слова «год». Вам даже не нужно прямо объяснять это — из контекста ясно, что у вашей планеты есть луна, которая делает один оборот вокруг своей оси примерно десять раз за земной год. Пока персонажи не делают ничего, из-за чего их возраст в десятилунах кажется другим, чем возраст человека в годах, читатель сразу поймет, что вы делаете.

Хотя, конечно, если вам не нравится придумывать такое слово, как «тенмун», вы можете просто сказать, что им 180 лун. С хорошим тонким письмом (или полезным, менее тонким персонажем, намекающим на то, сколько дней длится луна), это станет ясным, и читатель мысленно поймет, что нужно делить на 10. Века, которые кажутся слишком большими, не имеют того же самого. проблемы, о которых вы беспокоились с возрастом, который кажется слишком маленьким.

РЕДАКТИРОВАТЬ: я не могу поверить, что не подумал об этом раньше. Существует периодическое небесное явление, которое было бы вполне естественно использовать для жителей вашей планеты: орбита двойных солнц .

Сколько времени требуется двум солнцам, чтобы совершить полный оборот по небу? Около года? (на вашем графике они выглядят примерно на расстоянии 1 а.е. друг от друга). Это хорошая альтернатива использованию лунных циклов, особенно если он длится около года, и, в частности, он гораздо больше подходит для вашей Солнечной системы. Единственная проблема, с которой я сталкиваюсь, заключается в том, что я не могу найти хорошее название для аналога «год». «Циклы» — это слишком расплывчато, учитывая, что планета и звезды совершают циклы.

О, мне очень нравится идея урожая. Особенно если учесть, что продолжительность цикла «посев-выращивание-уборка-отдых» может быть довольно произвольной (на нашей планете в некоторых местах выращивают один урожай в год, а в некоторых южных местах удается получить три или четыре)!
Сделал правку про орбиты самих солнц. Я думаю, что если период этой орбиты составляет около года или даже если он в любом случае в пределах 2, это отличная основа для календаря. Это также отличный способ выделить вашу настройку среди других систем, у которых есть только одна звезда.
Метафорическое слово, такое как «танец», может быть хорошим для орбитального периода бинарных солнц, так как солнца, меняющиеся местами, могут напомнить танец. «Прошло четыре Танца с тех пор, как умер ее муж»
Я просто оставлю это здесь: xkcd.com/483
@GiladM, учитывая, что у планеты нет собственных сезонов (без эксцентриситета или наклона оси), будет слабый сезонный цикл, вызванный вторичной звездой. Это дает вам цикл урожая. А поскольку почти наверняка период обращения планеты будет резонировать с периодом обращения вторичной звезды, цикл урожая будет точной долей астрономического года (скажем, 1/7).
@MichaelSeifert Этот XKCD также возник в моей голове, но я не думаю, что он действительно применим здесь. Я вижу, что это больше направлено на изобретение слов для существующих на Земле понятий только для того, чтобы они звучали «особенно», в то время как в этом случае мы пытаемся изобрести слово для понятия, которое на самом деле не применимо на Земле.
Проблема с использованием урожая в качестве меры времени заключается в том, что разные культуры растут с разной скоростью. (Я предполагаю, что это колонизированная планета, поэтому выращивание земных культур.) Горох и тому подобное могут быть готовы к уборке через 60-70 дней, пшенице требуется четыре месяца или около того, рису 3-6 месяцев в зависимости от сорта. Но вы также сталкиваетесь с другой проблемой, заключающейся в том, что многим растениям умеренной зоны требуются сезонные триггеры для выращивания.
@jamesqf Я не думаю, что это признак того, что им нужно выращивать земляные растения.
Для бинарных солнц я бы предложил слово «проходит». Одно солнце проходит перед другим с точки зрения планеты.

Одна звезда блокирует тепло от другой.

Если обе звезды и ваша планета коллинеарны, то ваша планета получает тепло от одной звезды, а другая звезда закрыта более близкой звездой. Когда звезды поворачиваются на своих орбитах на 90 градусов, и обе звезды видны планете, тогда ваша планета получает силу их обеих сразу.

Таким образом, заставляя вашу бинарную систему вращаться быстрее или медленнее (регулируя расстояние между звездами), вы можете ускорить или замедлить видимые времена года.


Конечно, из этого вы не получите даже продолжительность сезонов, я не знаю точных размеров ваших солнц и их точных орбит и не рассчитывал карты, но экстраполяция нашего солнца, я думаю, на 365-дневный период это правдоподобно. вы, вероятно, получите ~ 15 дней более низких температур, поскольку одно солнце частично заслонило другое. 2 недели снегопада в умеренной зоне достойны того, чтобы стать основой календаря.

Если бы солнца были разного цвета, у вас могло бы быть 2 зимы в году. Например, желтая зима и красная зима. Это позволяет солнцам быть ближе друг к другу, чем если бы вы ограничились одной зимой в году.

Я не думаю, что это будет хорошо работать ... 1) окклюзия будет длиться самое большее несколько дней, 2) далекая звезда все равно не будет давать столько инсоляции, когда она находится в удаленной точке.
Да, по причинам, указанным Россом, я бы очень скептически отнесся к этому объяснению. Кроме того, предполагается, что плоскость вращения солнц совпадает с плоскостью вращения планет, что не всегда верно (на диаграмме солнца кажутся расположенными под значительным углом относительно планет). Если я правильно интерпретирую картину, два солнца и планета никогда не выровняются точно так же.
@RossPresser Даже если далекая звезда в два раза дальше ближней, она все равно будет обеспечивать 20% от общей инсоляции, что кажется достаточно большой потерей, чтобы иметь эффект. Полностью согласен с тем, что эффект будет слишком кратковременным и преходящим, чтобы его можно было считать «сезоном». Можно поиграть с периодом двойной звезды — более длинные периоды приведут к более длительным окклюзиям, но они станут менее частыми, так что я не уверен, что есть работающее решение.
Вам не нужна окклюзия, изменения расстояния до двух звезд более чем достаточно. Количество энергии, которую вы получаете от солнца, падает пропорционально квадрату расстояния. Мы остаемся в основном на том же расстоянии от нашего старта, потому что он находится недалеко от центра нашей орбиты. Но в двойной системе две звезды постоянно сближаются и удаляются на значительные величины. В зависимости от относительных орбит и яркости звезд вы получаете некоторые интересные эффекты, но в основном это 1 или 2 лета на бинарную орбиту. Два, когда они дают одинаковый свет при ближайшем приближении.

Почему люди измеряют время годами? Причина в том, что годовой цикл сезонов очень важен для нашего образа жизни. В зависимости от времени года люди по-разному одеваются, по-разному работают, по-разному проводят свободное время и по-разному питаются. Это было еще более экстремально, когда мы все еще были сельскохозяйственным обществом.

Времена года на Земле вызваны осевым наклоном. Поэтому, когда ваша планета практически не имеет наклона, она не будет испытывать сезонный цикл, синхронизированный с ее орбитой. Это даст вам возможность придумать другое природное периодическое явление, которое послужит единицей измерения времени.

Поэтому, если вам нужна подобная единица измерения времени, вам нужно найти природное явление, которое происходит периодически и оказывает очень большое влияние на образ жизни вашего вида.

Некоторые варианты могут быть:

  • Сильные приливы. Приливы, вызванные луной (лунами) планеты, настолько сильно влияют на жизнь жителей, что они используют это как дополнение к хронометражу.
  • Биологические эффекты. Возможно, существуют какие-то виды насекомых или совершенно нормальных зверей , у которых жизненный цикл синхронизирован во всех видах (например, у цикад). Жизненный цикл этих животных (или растений?) также может существенно повлиять на жизнь жителей.
  • Периодическая вулканическая деятельность, вызывающая регулярные вулканические зимы .
  • Периодические погодные явления, такие как пыльные бури на Марсе .
  • Сама звезда очень нерегулярна и вызывает смену времен года из-за разной светоотдачи.

Вы можете исключить времена года и несколько отделить отсчет времени от астрономических событий.

Большинству людей, которых я знаю, довольно удобно работать с такими единицами, как недели и часы, без непосредственного наблюдения за ними в природе. Мы используем такие единицы измерения, потому что использование дней, лет и лунных месяцев дало бы нам слишком большие или слишком маленькие числа, чтобы нам было удобно.

Шесть — хорошее число с некоторыми интересными свойствами, вплоть до того, что математик мог бы даже назвать его совершенным (что именно это означает, не так важно, но священникам в вашем мире этот факт может понравиться для оправдания божественного порядка вещей). При таких долгих годах имеет смысл разделить его на подразделения, а почему бы не сделать их шестью? Это было бы похоже на то, когда экономисты часто больше заботятся о кварталах, чем о годах. Теперь, когда мы переводим на английский язык слово, которое люди там используют для такой единицы, «год» кажется по крайней мере разумным переводом.

Теперь вы получаете 3 года каждого сезона, лето и зиму, естественным образом разделяя их на до-, промежуточную и последующую стадии. Говорить кому-то о своем возрасте, особенно если вы не так уж стары, используя солнечные годы, кажется слишком грубым. Точно так же, как земные родители могут говорить о своем 18-месячном ребенке, родитель в вашем мире может беспокоиться о своей 14-летней дочери, которая слишком молода, чтобы смотреть на мальчиков так, как она смотрит (некоторым уже 18 лет!).

Солнечные годы все еще могут быть важны; 3 солнечных года — это разумный возраст для того, чтобы считаться взрослым, но вы можете обойти это. Обязательно всегда называйте их «солнечными годами» или, может быть, даже сокращенно «солнечными годами». Персонажи, говорящие о своем возрасте, могут просто использовать число, как мы часто делаем в английском языке.

Это может иметь некоторые интересные эффекты, например, солнечные дни рождения становятся гораздо более важными.

Двойная звезда:

Ваш ответ прямо там, в конфигурации вашей звездной системы, вам просто нужно немного поиграть с солнцами.

У вас в настоящее время есть два солнца, одно тяжелое и яркое, а другое намного меньше?

Измените это так, чтобы одна звезда была массивной, но не очень яркой. Это в основном определяет ваши орбиты для системы. Поскольку звездная масса обычно является важным фактором, определяющим светимость, вам может понадобиться сделать ее старой черной дырой или чем-то еще.

Пусть другая звезда будет меньше, но ярче. Это ваш основной источник света «солнце» для системы. Пусть эта одна орбита находится в той же плоскости, что и планеты, с подходящим временем обращения чуть меньше 1 года. Когда он ближе к планете, наступает лето. Находясь на другой стороне системы, планета переживает зиму.

введите описание изображения здесь

К сожалению, хотя это и отвечает на ваш вопрос, я подозреваю, что это противоречит его собственной цели, поскольку вынуждает вас перепроектировать вашу солнечную систему, какой именно дизайн вызвал этот вопрос в первую очередь, извините.

Любой ответ на этот вопрос требует некоторого перепроектирования системы. Если ОП считает, что конкретная идея слишком сильно меняет ситуацию, ему не нужно ее использовать, но сам ответ совершенно верен.
Ответ хороший (+1), но двойная звезда с 1-летней орбитой, вероятно, делает 6-летнюю орбиту планеты нестабильной. Одна орбита должна быть намного больше или короче другой.
@Pere Это может быть стабильно, если орбита планеты является резонансной с вторичной звездой. Но да, со звездой, находящейся на полных 0,248 большой полуорбиты планеты, это немного увеличивает шансы.

"Истерический изюм"

«Исторические причины» — единственная причина, по которой люди на другой планете измеряли время, используя земные термины.

Уже на МКС, на Луне и когда мы в конце концов доберемся до Марса, мы используем (или будем использовать первоначально) UTC с юлианскими днями и григорианским календарем.

Но читатель не может поверить, что ваша планета вращается с периодом в 24 часа, а ваши сезонные циклы составляют 365,25 дня и так далее.

Конечно, это МОГЛО случиться, но это просто неправдоподобно, и это напрягает приостановку недоверия или, что еще хуже, вызывает у читателя чувство презрения к автору, либо «они даже не считали, что орбитальный период будет другим! " или «они даже не могли написать для другой орбиты, и им приходилось что-то выдумывать!»

Так что, если вы можете заявить, что они недавние иммигранты из человечества, тогда используйте UTC и получайте удовольствие от того, как они управляют своей жизнью, чтобы справиться со странным местным временем, тогда дерзайте! Циркадные циклы сильно не изменятся, поэтому 34-часовой день может сбить людей с толку! :) СДЕЛАЙТЕ им это тяжело и объявите об этом. «Черт, я ненавижу эти ночные смены каждый третий день», типа того. Если у них есть местный день и день UTC, как они называют каждый из них? Если они просто говорят «день», какой день люди предполагают, что они имеют в виду? Вместо этого они называют местный «циклом» или как?


Но если вы не можете заставить их использовать UTC, возможно, лучшим ответом будет « Просто не делайте этого».

Тогда для меня @RossPresser дал лучший ответ: НЕ ИСПОЛЬЗУЙТЕ ЗЕМНОЕ ВРЕМЯ для измерения времени на другой планете. В научной фантастике всегда раздражает, когда видишь такое. «Дни» — это единственная разумная вещь, которую вы можете украсть из земного времени, а в бинарной звездной системе даже это становится немного расплывчатым.

Если вы пытаетесь скрыть, что это не Земля, то либо идите по пути «исторических причин» и не называйте болевые точки, связанные с тем, чтобы заставить UTC работать локально, до тех пор, пока не «раскроется», либо для инопланетной расы просто не говорите. Не говоря уже о годах или возрасте.

  • «Она только что пошла в среднюю школу!»
  • «Он считал дни до окончания колледжа… осталось недолго»
  • "Я буду там в немного"
  • "Помнишь ту настоящую холодную зиму, когда мы были детьми?" (вам нужно явно заявлять, что в их детстве была только ОДНА зима?)
  • «Он был явно пожилым, но, несмотря на тяжелый макияж, женщина на его руке выглядела едва ли законно».
  • «Конечно, — подумал он, — его распространение в среднем возрасте стало проблемой, но оно все еще было там, где это считалось».
  • ... и так далее.

Вам почти никогда не нужно говорить чей-то точный возраст. Точный возраст скольких реальных людей вы знаете, кроме близких родственников и одноклассников, которые, очевидно, будут одного с вами возраста? Что касается меня, я не могу придумать ни одного .

Это только добавляет очень небольшое бремя, чтобы перепроверить нашу работу в одном из последних проходов редактирования, чтобы найти все термины ссылки на дату/время (год, подросток, час, минута, секунда, месяц, двадцатые, ...) и заменить их на разумные альтернативы, но это очень редкая история, которая требует большей точности во времени, чем «сегодня»/«завтра»/«когда я вернусь с работы».

Времена года не зависят исключительно от (планетарных) орбитальных периодов.

На вашем изображении кажется, что у вас есть двойная пара звезд, причем одна звезда значительно больше другой. Для меня это означает, что больший из двух будет излучать больше всего энергии и, таким образом, вносить наибольший вклад в планетарное тепло. Если эта разница достаточно велика, мы могли бы игнорировать влияние меньшей звезды на любую планету, которая вращается вокруг пары (как это делает Энор), а не на коорбитальной орбите с меньшей звездой (как кажется Хирру).

За исключением: любая планета, которая вращается вокруг барицентра двух звезд, будет в любой момент времени ближе к одной звезде, чем к другой, и даже если мы проигнорируем излучение меньшей звезды, ее масса будет придавать «колебание» большей звезде. Это колебание может быть источником сезонных колебаний.

Это дает вам некоторые потенциально интересные культурные эффекты. Если мы измеряем «сезонами» или «урожаем», время между урожаями зависит от взаимной орбиты двух звезд и может быть намного короче 6,7 лет. С другой стороны, культуры, зависящие от звезд (например, морские), больше заботились бы о долгом цикле движения созвездий по небу.

Просто не используйте годы вообще

Есть много других единиц для использования:

Считайте время в месяцах

Прецедент: Библия Некоторые ученые считают
, что безумно долгая жизнь некоторых библейских персонажей на самом деле измерялась месяцами, т.е. Мафусаил умер не в 969 лет, а в 969 месяцев (около 78,5 лет).

Предостережение: вам нужно будет точно определить, сколько длится месяц (орбитальный период луны планеты).

Подсчет времени в (рабочих) сменах

Прецедент: я не могу найти его прямо сейчас, но я помню историю, происходящую на заблокированной приливом планете. Они различали дни (полный оборот/оборот) и годы (земные годы в старом стиле) с помощью примерно такой строки:

48 лет в дне.... 365 дней в году... так сколько же длится день? три смены!

Считать время в секундах

Прецедент: Сердце кометы , Дэвид Брин и Грегори Бенфорд

«Есть правила, парень. Захват без вреда и крови - это не вендетта, это честный переворот. Вы работаете у нас в Hydro десять мегасекунд — это примерно четыре месяца по старому стилю — с, возможно, отгулом за хорошее поведение.

Или просто используйте более длинный год в любом случае

Прецедент: Подкейн с Марса , Роберт А. Хайнлайн

Возможно, вы видели книгу под названием «Одиннадцать лет: предподростковый кризис адаптации у мужчин». Я прочитал ее, надеясь, что она поможет мне справиться с братом. Кларку всего шесть лет, но «Одиннадцать лет», упомянутые в этом названии, являются терранскими годами, потому что они были написаны на Земле. Если вы примените коэффициент пересчета 1,8808 для получения реальных лет, вы увидите, что моему брату ровно одиннадцать из тех низкорослых земных лет.

Я не понимаю часть смены вашего ответа.
@theonlygusti Компании, работающие круглосуточно, обычно работают в три смены, и в каждой смене работает свой коллектив. Например, с 8:00 до 16:00, с 16:00 до 12:00, с 12:00 до 8:00.
«Пояс изгнанников с небес» Джоан Д. Виндж может быть лучшим примером для подсчета времени в секундах, поскольку секунды и префиксы SI используются исключительно и повсеместно на протяжении всей истории.

Две разные возможности:

  1. Отнеситесь к этому как к проблеме перевода. Туземцы говорят на языке, который определенно не является английским, а вы представляете перевод. Персонажу может быть 5 лет, но при переводе на английский ему будет 30 с чем-то.

  2. Даже на Земле существовало несколько важных календарей, основанных на лунных циклах, а не на солнечных сезонах (исламский календарь, пожалуй, самый известный). На вашей планете есть луна с периодом обращения, чем-то похожим на наш месяц, а «год» состоит из 12 месяцев, потому что это такое красивое круглое число (и/или они считаются в двенадцатеричном формате). Или период 18 дней, а в году 20 месяцев (потому что у них 20 пальцев на руках и ногах, как у майя). Или любое другое сочетание. Без луны «год» мог бы быть эпициклом выдающегося газового гиганта (хотя орбитальная стабильность, вероятно, не позволяет столь близкому газовому гиганту). Или, возможно, «месяц» может быть основан на продолжительности менструального цикла.

Касаясь тех же понятий, что и некоторые другие, если период обращения самих звезд составляет около одного года, и они заслоняют друг друга, у вас могут быть другие «часы». В зависимости от относительного размера и цвета звезд цвет самого солнечного света может значительно меняться примерно раз в год в течение нескольких дней, поскольку большая звезда закрывает меньшую звезду. («Красно-синие дни») Если бы это было заметно, это было бы довольно значительным событием с небесной точки зрения и, вероятно, имело бы большое культурное влияние.

Если бы цивилизация на этой планете «выросла» здесь, такого рода регулярные события, вероятно, имели бы большое значение в их истории, например, лидеры, планирующие великие сражения в «красные дни» на удачу, и почти наверняка были бы учтены в их календарях. (Наши древние цивилизации придавали большое значение затмениям и обычным кометам.)

Это был бы комментарий, но он слишком длинный для этого.

Возможно ли, чтобы год на обитаемой планете был в 6,78 раз длиннее земного?

На удвоенном расстоянии от источника света свет будет на четверть ярче. Если две звезды имеют одинаковую светимость, объединенный свет от них обоих будет равен уровню света от одной из них, когда планета находится в 1,4142 раза дальше, чем от одной из звезд.

Таким образом, если две звезды имеют одинаковую светимость, внутренний и внешний края их объединенной околозвездной обитаемой зоны будут только в 1,4142 раза больше, чем внутренний и внешний края околозвездной обитаемой зоны только вокруг одной из этих звезд.

В нашей Солнечной системе год на Марсе длится 1,88 земных года, а на Юпитере — 11,86 земных года. На астероиде Церера год длится 4,61 земного года.

Таким образом, планета, обращающаяся вокруг нашего Солнца с продолжительностью года 6,78 земного года, будет вращаться где-то между орбитами Цереры и Юпитера. И было бы слишком холодно иметь на поверхности жидкую воду с атмосферой, пригодной для дыхания существ, подобных людям. Если бы у него был более экзотический тип атмосферы с гораздо большим количеством парниковых газов, он мог бы быть достаточно теплым для форм жизни земного типа, но тогда атмосфера почти наверняка была бы непригодной для дыхания для крупных многоклеточных наземных животных, какими, вероятно, должны быть туземцы.

Если каждая из двух звезд в вашей системе намного ярче Солнца, планета на таком расстоянии может быть достаточно теплой для жизни земного типа. Но каждая из двух звезд должна быть массивнее, чем Солнце, или они ярче, поэтому их совокупная гравитационная сила на планете должна быть намного сильнее, чем у Солнца на планете на таком расстоянии. Таким образом, планета будет иметь более высокую орбитальную скорость, и ей потребуется гораздо меньше, чем 6,78 земных года, чтобы завершить один оборот.

И писатель может продолжать корректировать массы и светимости двух звезд, пока не найдет реалистичную, естественную массу/светимость, которая дает период обращения 6,78 земных года где-то в объединенной околозвездной обитаемой зоне систем.

Известные экзопланеты имеют период обращения от нескольких часов до сотен тысяч лет. Поскольку обитаемые зоны звезд намного уже, чем диапазон между ближайшими и самыми дальними возможными орбитами планет, диапазон орбитальных периодов планет в обитаемых зонах звезд намного меньше, но все же может включать в себя периоды обращения в десятки, а может быть, и в сотни годы.

За исключением того, что звезды, достаточно яркие, чтобы их обитаемые зоны были достаточно широкими, чтобы включать такие широкие и длинные орбиты, вероятно, не могут сиять с постоянной яркостью достаточно долго, чтобы их планеты стали пригодными для жизни существ, подобных людям.

Лучшее научное обсуждение требований к планетам, пригодным для жизни людей и, следовательно, для инопланетян с аналогичными требованиями к окружающей среде, можно найти в книге « Обитаемые планеты для человека» Стивена Х. Доула, 1964, 2007.

https://www.rand.org/content/dam/rand/pubs/commercial_books/2007/RAND_CB179-1.pdf[1]

Доул объясняет, что Земле потребовались миллиарды лет, чтобы обзавестись богатой кислородом атмосферой и стать пригодной для жизни существ, которые дышат кислородом. Доул также объясняет, что самые массивные и яркие звезды остаются на главной последовательности и сияют с достаточно устойчивой яркостью в течение периодов короче, чем миллиарды лет, необходимые для того, чтобы планета, вращающаяся вокруг них, стала пригодной для жизни.

Согласно расчетам Доула, звезда более массивная и яркая, чем звезда спектрального класса F2, не может иметь обитаемую планету. Это также должна быть звезда V класса светимости, а не более яркая звезда гигантского типа.

https://www.centauri-dreams.org/2014/03/27/habitability-the-case-for-f-class-stars/[2]

Итак, вам нужно найти массу и светимость звезд спектрального класса F2V и рассчитать внутренние и внешние границы их зон обитания. Затем умножьте на 1,4142, так как ваша система является двоичной. Затем рассчитайте периоды обращения планет, вращающихся вокруг внутренних и внешних краев объединенных околозвездных обитаемых зон, исходя из расстояний и объединенных масс звезд. Если планета, вращающаяся на внешнем краю объединенной околозвездной обитаемой зоны двойной системы F2V, будет иметь период обращения менее 6,78 земных лет, то для какой-либо обитаемой планеты где бы то ни было почти невозможно иметь год, равный 6,78 земных лет.

Один из выходов состоит в том, чтобы сделать две звезды более яркими, чем звезды F2V, отодвинув их общую обитаемую зону достаточно далеко, чтобы в ней был год длиной 6,78 земных года. Это сделало бы звезды слишком недолговечными для того, чтобы планета стала естественной для жизни, поэтому она должна была быть терраформирована и наделена богатой кислородом атмосферой развитой цивилизацией когда-то в своем пласте.

Другим выходом было бы сделать систему двойной двойной системой. У него будет четыре звезды F2V в двух парах. Каждая пара может вращаться вокруг друг друга на расстоянии около 2 миллионов миль, почти соприкасаясь, и эти две пары будут вращаться вокруг друг друга примерно в пять раз дальше, или в десять миллионов миль. В такой системе внутренний и внешний края объединенной околозвездной обитаемой зоны будут в два раза шире, чем зона вокруг одиночной звезды F2V.

Другой выход — зайти в блог PlanetPlanet и в раздел The Ultimate Solar system, посвященный проектированию солнечных систем с максимально возможным количеством пригодных для жизни планет.

https://planetplanet.net/the-ultimate-solar-system/[3]

Естественное существование некоторых из этих солнечных систем настолько статистически маловероятно, что они должны были быть созданы развитыми цивилизациями.

И некоторые из самых отдаленных примеров могут иметь место, где год на обитаемых планетах может достигать 6,78 земных года или больше.

Добавлено 17.12.2020

Один из способов получить пригодную для жизни планету с годом продолжительностью 6,78 земных года состоит в том, чтобы заставить ее вращаться за пределами околозвездной обитаемой зоны своей звезды, чтобы она была слишком холодной для жизни, за исключением того, что у нее есть основной источник тепла в дополнение к теплу от Земли. звезда.

Одним из способов сделать это было бы использование приливного направления от приливного взаимодействия с другими объектами в его солнечной системе.

Такой процесс обсуждается в моем ответе от 17.12.2020 на этот вопрос:

https://worldbuilding.stackexchange.com/questions/192131/what-are-the-upper-and-lower-year-lengths-for-a-habitable-planet-of-40-eridani-a/192221#192221[ 4]

Ну, я довольно легкомысленно отношусь к математике для определения планетарных характеристик (особенно характеристик бинарной системы), поэтому я просто использовал то, что сказал мне Space Engine, это расстояние, на котором планета будет находиться в зоне Златовласки бинарной системы. со звездами A1 V и G2 V
Вся система началась, потому что я хотел родной мир, в котором было бы одно голубое и одно оранжевое солнце в небе. И когда я проектировал ее, я думал, что научный консенсус состоял в том, что тесные двойные системы не могут иметь стабильных планетарных систем, поэтому я попытался оправдать как существование системы, так и тот факт, что в ней есть старая голубая звезда, сделав всю это искусственная конструкция продвинутой расы-предшественника, которая использует кларкетек для искажения гравитационных полей, чтобы поддерживать стабильность орбит, заставляя две звезды действовать как одна единая масса в их барицентре.
Несколько лет спустя наука сделала новые открытия с планетами, наблюдаемыми вокруг двойных систем, но к тому времени «вы живете на огромной древней искусственной звездной конструкции» стало слишком важным для истории видов этой планеты, чтобы отредактировать это оправдание. а кроме того, мне еще хотелось голубого солнца на небе их мира.
Ошибка в использовании логики Доула для этого обсуждения заключается в предположении, что жизнь должна начать развиваться на данной планете, чтобы существовать там. Если бы планета в обитаемой зоне звезды F-класса была засеяна жизнью из какой-то другой звездной системы, она могла бы развить подходящую экосистему за гораздо меньшее время. Зеленые водоросли, например, могли бы быстро создать кислородную атмосферу, если бы у них не было хищников, которые контролировали бы ее — и для этого требуется гораздо меньше работы, чем для создания полностью спроектированной звездной системы.

Добавьте больше планетарных «колебаний оси» на орбиту, чтобы времена года могли быть полностью независимыми от продолжительности года.

Это действительно должен быть ответ, но не могли бы вы добавить некоторые подробности и, возможно, подтверждающие доказательства?
Это то, что изначально пришло мне в голову, но это не работает. «Колебание» на самом деле представляет собой осевую прецессию. На Земле это прецессия, вызванная крутящим моментом, вызванная выпуклостью оси Земли, когда она гравитационно взаимодействует с Луной и Солнцем, и длится около 26000 лет. Чтобы иметь значительную прецессию за более короткое время, крутящий момент должен быть намного больше, чем может быть разумно приложено к планете. Кроме того, прецессия порядка года приведет к чудовищной потере вращательной энергии и приведет к тому, что планета не будет вращаться.

Предположительно жители инопланетяне, а не земляне? Если это так, то они просто живут в 6,78 раза медленнее, так что один их год субъективно кажется таким же длинным, как один из наших лет для нас.

Думайте об этом как о «кошачьих годах», но наоборот.

(Если они каким-то образом ЯВЛЯЮТСЯ терранами, то вы упускаете возможность, если удлиненный год не является сюжетной точкой.)

У вашей планеты очень сильная осевая прецессия с периодом около одного земного года. Это очень легко вызвало бы времена года, поскольку основным «источником» времен года здесь, на Земле, является тот факт, что одно полушарие получает солнечный свет гораздо более прямым образом, чем другое.

Я понятия не имею, может ли когда-нибудь такая быстрая прецессия произойти на каменистой планете, но я полагаю, что вы можете спокойно махнуть рукой на эту часть.

Они делят свое время не на годы, а на сезоны. Даже на Земле «четыре» не высечены в камне, у культур больше или меньше. Затем они считают свой возраст по временам года, потому что это дает им более полезную меру времени.

(Возможно, у них есть разные урожаи для каждого сезона, потому что они не могут предотвратить порчу в течение года, чтобы работал один урожай в год.)

Пример: в Японии есть сезон дождей, который перекрывает смену весны и лета.

Кто сказал, что ваша орбита должна составлять 6,78 года?

Я ни в коем случае не эксперт в небесной механике, но мне кажется, что вращение вокруг двойной звезды означает, что в игру вступают какие-то странные крутые гравитационные эффекты. Кто сказал, что они не пускают вашу планету вместе с более быстрой орбитой? Какой-то симулятор земного чувака?

Пожалуйста, имейте в виду, что человечество только приоткрывает завесу тайны Вселенной, а это означает, что используемые нами математические модели уже устарели. Подумайте об этой планете размером с Землю, о которой на уроке астрономии, который я посещал в колледже, говорили, что она не может существовать . «Старая модель» говорила, что ее размер должен был оттолкнуть ее от звезды и замедлить ее орбиту.

За исключением того, что мы нашли тот, который не... Круто!

Иногда мы слишком зацикливаемся на идее, что то, что мы, люди, понимаем сегодня, и есть «Истина». Это не. Это просто снимок. Это немного лучше, чем то, что мы поняли вчера, и немного хуже, чем то, что мы поймем завтра.

В качестве альтернативы...

Это ваши звезды, и ваша планета обращается вокруг двух из них в течение одного, скажем так, небесного года. Но за это время у вас есть два лета, по одному на каждую звезду, вокруг которой вы вращаетесь. «Зима» — это когда ваша планета находится на полпути (с точки зрения выхода энергии) между двумя звездами. И это при условии, что орбита вашей планеты представляет собой удобный круг. В этом случае у вас есть два сезонных года , потому что в одном небесном году есть два лета и две зимы .

Хорошо, теперь мы сократились до 3,39 лет. Теперь давайте воспользуемся вашим осевым наклоном и предположим, что эти две звезды вращаются вокруг друг друга (это гораздо менее интересно, если их взаимозависимые орбиты очень медленные). Если это так, то за один небесный год ваша планета будет иметь наклон в сторону обеих звезд и наклон в сторону от обеих звезд, когда она находится ближе всего к каждой звезде. (Подумайте об этом так: планете требуется 6,78 года, чтобы совершить один оборот вокруг своей орбиты. За это время звезды дважды совершают оборот по своей орбите.) Это снова вдвое сокращает продолжительность сезонного года . Теперь мы подошли к тому, что, как я надеюсь, является приемлемой величиной 1,695 земных лет за сезонный год.

Однако, учитывая, что вы пометили это , а не , я думаю, этого более чем достаточно, чтобы планета вращалась быстрее. Вы не объяснили, почему вы создаете эту звездную систему. Предположим, вы пишете рассказ. 99,999% ваших читателей не будут знать, является ли то, что вы описываете, «правильным» или нет, что усугубляется тем, что человечество переоценивает, что такое «правильное» с каждым новым астрономическим открытием. 0,001%, которые будут знать, не будут заботиться о том, напишете ли вы хорошую историю. Если бы они это сделали, они бы никогда не прочитали ничего из того, что написал Толкин.

Комментарии не для расширенного обсуждения; этот разговор был перемещен в чат .

Звезды меньшего размера
Первое, что приходит на ум, это просто уменьшить совокупную массу ваших звезд, чтобы приблизить зону Златовласки, а впоследствии уменьшить период обращения вашей планеты. Я не проводил здесь никаких математических расчетов, но я полагаю, что вы могли бы получить в сумме 1 солнечную массу, учитывая 2 звезды в верхней части диапазона красных карликов (что ограничивает около 0,6 солнечных масс) или, возможно, оранжевый карлик среднего диапазона (~ 0,7–0,8 см) и красный карлик малого и среднего размера (~ 0,2–0,3 см).

Нет сезонов
На планете с наклоном 0 градусов вообще не будет сезонов. У вас по-прежнему будут разные климатические полосы, в которых можно выращивать разные культуры и создавать разные культуры, каждая из которых будет адаптирована к своему региону. По общему признанию, у этого есть несколько серьезных недостатков, особенно если вы хотите более сложную научную фантастику. Времена года играют важную роль в ограничении распространения патогенов и даже в обеспечении роста определенных культур (например, картофель, пшеница и кукуруза могут расти только в районах, где зимы особенно холодные, а лето несколько теплое). Вот интересная статья, в которой более подробно рассматривается это

Мягкие сезоны и мигрирующие культуры
Небольшой наклон вашей планеты может привести к достаточным колебаниям температуры, чтобы смягчить проблемы, упомянутые выше, среди прочего. Из-за чрезвычайной продолжительности каждого сезона (3 года зимы, 3 года лета) у культур будет достаточно времени для миграции между климатическими зонами по мере изменения ситуации.

По мере снижения температуры они приближаются к экватору, проводя на каждой остановке от 6 до 12 земных месяцев, что дает достаточно времени, чтобы собрать несколько урожаев произрастающих там культур и набраться сил и припасов для следующего этапа путешествия. путешествие. По мере повышения температуры они перемещаются все дальше от экватора, в конечном итоге достигая своего «летнего дома», где земля после долгой холодной зимы снова готова для нового урожая картофеля и тому подобного. Поскольку у них было бы так много времени на каждой остановке, они могли бы легко установить постоянные поселения на каждой из них. Повторное использование этих поселений год за годом сделало бы их действительно мигрирующими, а не кочевыми. (Кроме того, у людей в Северном и Южном полушариях будут противоположные миграционные циклы, что может создать интересную динамику.)

Конечно, эти модели миграции применимы только к более старым культурам. Как только будут созданы системы торговли, транспорта и связи (а также надежные искусственные источники отопления и охлаждения), общества смогут оставаться в своих поселениях в течение всего года, производя урожай в течение части года и другие товары (текстиль, инструменты и т. д.) в течение года. межсезонье, импорт и экспорт по мере необходимости.

Основывайте свою систему времени на относительном движении двух объектов, а не только одного.

Ваша целевая планета, о которой идет речь, является второй планетой в Солнечной системе. Каков орбитальный период этой первой планеты? Вы можете определить конец «года» как момент времени, когда внутренняя планета проходит транзитом через солнце.

Если вы строите систему с нуля, вы можете точно настроить луну планеты. Используйте фазы луны, чтобы определить месяцы (как это делаем мы), а затем определите конец «года» как момент времени, когда солнечное затмение происходит в заранее определенном месте на планете. Вы можете изменить орбитальный период Луны, чтобы получить любой временной интервал, который вы хотите. Точно так же, если ваша Луна не связана с приливами, как наша, один оборот Луны может быть годом (или сезоном).

Вы можете использовать тот же принцип с любым количеством легко наблюдаемых астрономических объектов, чтобы построить свои космические часы с любым желаемым интервалом. Вы можете добавлять в свою систему такие объекты, как кометы, далекие созвездия и т. д., не нарушая настройки звезд и планет, и у вас должна быть свобода тонкой настройки их интервалов без какого-либо реального влияния на то, что у вас уже есть. Возможно, появление хорошо заметной кометы знаменует собой конец каждого десятилетия, и ваше определение «года» получено из этого.

Возможно, вы могли бы подумать о более радикальной модификации вашей звездной системы, чтобы облегчить решение вашего вопроса.

Считается, что существует два способа стабильной орбиты планеты в бинарной системе:

  1. Тесная двойная система с далекими планетами, вращающимися вокруг барицентра звезды. Как и предполагали другие, вам, вероятно, придется искать другие способы определения времени — луны, времена года, затмения или какое-либо другое регулярно происходящее астрономическое событие.

  2. Широко разделенная двойная система с планетами, вращающимися вокруг одной из звезд. Чтобы увидеть, как это могло бы обернуться в вымышленном сеттинге, я предлагаю вам взглянуть на трилогию Брайана Олдиса «Гелликония» , в которой планета обращается вокруг вторичной звезды за гораздо более благоприятный для жизни год из 480 дней. Гораздо более яркое первичное ядро ​​действительно портит жизнь цивилизации каждые 2000 лет или около того.

Привет Ник. Спасибо, что присоединились к Worldbuilding . Это информативный комментарий, но это не ответ, поскольку он не описывает, как ОП может измерять времена года так, как они хотят. Пожалуйста, пройдите наш тур и прочитайте справочный центр , чтобы лучше понять, как работает наш сайт. Спасибо!
Я предлагаю, чтобы ОП мог рассмотреть возможность изменения сценария, чтобы обеспечить более земной год. Я думаю, что это столь же правильный ответ, как и предложение измерять время чем-то другим, кроме 7-летних долгих лет; и что-то никакие другие ответы не охватывают. Ссылка, которую я предоставил, также указывает на то, как персонажи книг измеряют время в своем мире — что-то, что может послужить источником вдохновения для OP. И, будучи случайным автором, я понимаю, как работает этот сайт - задаются вопросы и даются ответы, что я и сделал здесь.

Сезоны короче вашего солнечного года могут быть вызваны значительно удлиненным солнечным днем. Нередко бывают очень длинные солнечные сутки — например, у Меркурия солнечные сутки составляют около 176 земных суток. Продолжительность дня на вашей планете примерно 365 земных дней даст вам те же основные четыре времени года, что и у нас. Это также дало бы вам несколько интересных тем для разговора, поскольку восход солнца = весна, середина дня = лето, закат = осень, полночь = зима. Вы могли бы назвать свои сезоны так.

Интуитивно можно было бы подумать, что лето будет намного жарче, а зима намного холоднее, чем то, что мы наблюдаем на Земле, и они будут, по крайней мере, несколько, но не катастрофически. Например, помните, что Северный и Южный полюса на Земле проходят месяцы «ночи», и оба они пригодны для жизни. Атмосфера будет переносить достаточно тепла на ночную сторону планеты, чтобы она не стала слишком холодной. Это можно еще больше смягчить, поместив планету на внешний край зоны Златовласки, чтобы уменьшить солнечное излучение и компенсировать это увеличением выбросов парниковых газов по сравнению с Землей. Снижение солнечной радиации в целом и увеличение выбросов парниковых газов, как правило, уменьшают разницу температур между днем ​​и ночью.

Некоторое внимание к расположению суши может быть использовано для создания планеты с океанскими течениями, которые также довольно эффективно переносят тепло.

Комбинация этих факторов могла бы привести к тому, что в мире, где день длится земной год, разница в «дневной» и «ночной» температуре будет немногим больше, чем мы наблюдаем сегодня между летом и зимой на Земле.