Может ли спутник увеличить гравитацию планеты?

Предположим, что планета X с гравитацией, подобной земной, увеличивает свою гравитацию на определенную величину. Увеличение достаточно велико, чтобы сделать условия жизни трудными или невозможными: например, перегрузка может привести к растрескиванию конструкций зданий.

Теперь предположим, что это происходит каждые 2 года (или всякий раз) в течение определенного периода (2 недели или месяца), и что по истечении этого времени он возвращается к своей обычной «земной гравитации». Могло ли это произойти из-за того, что в этот период спутник, вращающийся вокруг планеты X, находился ближе? Возможно ли это в какой-то степени или я просто говорю глупости?

Хотя это не имеет отношения к гравитации, в книге Deepness in the SkyВернора Винджа рассказывается о великом повторяющемся климатическом событии на главной планете и обсуждаются инженерные решения, которые общество должно предпринять для решения этой проблемы.
Вы утверждаете, что гравитация спутника меняется, а затем спрашиваете, могут ли планеты изменять свою гравитацию? Это не имеет ответа. Это пример сыра .
Если я правильно понимаю, она спрашивает, увеличит ли спутник, вращающийся вокруг планеты, перегрузку планеты, приблизившись к ней. Кажется, она ничего не утверждает о спутнике, гравитации или изменениях в нем.
Привет, JDlugosz. Я ничего не утверждаю о спутниковой гравитации. Я спрашиваю, что @Luís Henrique говорит выше, если это поможет. Спасибо

Ответы (3)

В основном вы говорите «ерунду».

Гравитация происходит от массы планеты и пропорциональна ей . Вторичное тело, приближающееся к первичному телу, не увеличивает ни массу, ни гравитацию первичного тела.

Чтобы гравитация увеличилась, планета должна увеличить свою общую массу (а также размер или плотность) на короткий период. Трудно понять причину (в понятой физике), почему это так.

Гораздо более правдоподобно то, что гравитация вторичного тела достаточно высока, чтобы приливные силы планеты стали очень экстремальными, поскольку проходящее вторичное тело воздействовало на океаны и другую «свободную массу». Это может сделать вещи трудными или даже «непригодными для жизни», особенно в прибрежных районах, которые теоретически могут быть обрушены волнами уровня цунами.

Я понимаю, что вы имели в виду, и я думаю, что вы правы. Но я также думаю о гипотетической ситуации: допустим, вы стоите на Плутоне. Будет ли шкала измерять вас легче на той стороне, которая обращена к Харону, и тяжелее на стороне, с которой Харон не будет виден? Я имею в виду, «уравновешивается» ли гравитационное притяжение обоих тел, когда вы находитесь между ними, и складывается ли в противном случае?
@Renan Сложность в том, что гравитационная сила обратно пропорциональна квадрату расстояния . Таким образом, на поверхности Плутона вы находитесь примерно в 740 милях от гравитационного центра Плутона и примерно в 12 200 милях от центра Харона. Предполагая равную массу, Харон проявлял бы (1/740^2)/(1/12200^2)или треть процента ту же силу, что и Плутон: едва заметную.
Потрясающий! Я никогда не занимался этими расчетами. С этими числами ваш ответ неопровержим, +1.
@NathanielFord спасибо за разъяснение. По сути, я пытаюсь придумать теорию, объясняющую, почему условия на планете резко меняются каждые X лет, поэтому люди не могут там жить или им будет очень трудно. Предпосылка следующая: человеческая колония высаживается на планету, подходящую для терраформирования. Через несколько лет условия на планете беспричинно меняются, что усложняет жизнь. Они должны происходить периодически, как если бы это было частью планетарного цикла. Предложения? Спасибо
Очень рекомендую прочитать "Глубину в небе".

Что такое гравитация?

Гравитация, вероятно, является наименее изученной из четырех фундаментальных сил, поэтому вполне возможно , что наука найдет способ сделать это, но пока это физически невозможно, учитывая наше нынешнее понимание физики.

Гравитация является прямым следствием массы. Вся масса создает гравитационное поле, каким бы малым оно ни было. Большие скопления масс, такие как планеты или звезды, будут создавать очень большие гравитационные поля. Единственный способ увеличить или уменьшить гравитацию планеты — добавить или удалить массу пропорционально увеличению силы тяжести.

Например, если вы хотите увеличить гравитацию Земли с 1 г до 2 г, вам нужно будет добавить к Земле как минимум на 100% больше массы, фактически удвоив массу Земли. Это дикая фантастика.

Экзотические решения?

При этом существует теоретический тип материи, называемый темной материей. Очень мало известно о Темной Материи. На самом деле, его никогда не видели в традиционном смысле, потому что он не взаимодействует с электромагнитными волнами. Однако он должен существовать, потому что без него не могли бы образоваться галактики, и существуют доказательства его существования в виде гравитационных наблюдений.

Если бы на вашу планету каким-то образом воздействовала Темная Материя (которая ДЕЙСТВИТЕЛЬНО имеет какую-то массу или, по крайней мере, создает гравитацию), возможно, можно было бы каким-то образом увеличить эффективную гравитацию планеты. Однако я не решаюсь сказать, что это возможно, потому что темная материя очень странная и может не взаимодействовать с обычной материей предсказуемым образом. Я также уверен, что ни один спутник на орбите не сможет манипулировать темной материей таким образом; это должно быть естественным явлением, если вы действительно хотите его использовать.

Менее экзотические решения

Если бы я писал историю, в которой планета стала непригодной для жизни из-за периодических стихийных бедствий, я бы сосредоточился на геологической активности. Землетрясения на Земле относительно робкие по сравнению с тем, что возможно. Луна (или другое орбитальное тело с достаточно большой массой) может вызвать драматические землетрясения и извержения вулканов. Это было бы особенно верно, если бы Луна находилась на очень эллиптической орбите. Каждый раз, когда он проходил близко к планете, это вызывало огромные проблемы.

Темная материя не влияет на малые масштабы — даже на движение планет! См. Почему темная материя не влияет на движение планет? . Что еще более важно, см . ответ Пелы на вопрос «Можно ли найти темную материю в форме планет, галактик и т. д.?» . Частицы темной материи не будут «сталкиваться и излучать», поэтому они не могут формировать планеты или звезды.

Да. Вот пример спутника, который делает именно это:

введите описание изображения здесь

Любое достаточно большое тело будет оказывать сильное гравитационное воздействие на планету, вокруг которой оно вращается. Обычно мы называем это приливами. Что касается вопроса: «Могут ли эти гравитационные силы быть достаточно сильными, чтобы разрушить здания?» Ну, это зависит от того, насколько сильны здания.

Любое гравитационное воздействие на планету будет ограничено гравитационной силой планеты, на которой вы стоите. Почему? Потому что при большей гравитации планета развалится на части. В общем, расстояние, на котором два тела могут существовать относительно друг друга и быть структурно прочными из-за гидростатического равновесия, определяется пределом Роша , который вы можете использовать, чтобы выяснить, насколько близко могут быть ваша планета и ее спутник. Грубо говоря, предел Роша — это расстояние, на котором разница между центробежной силой, необходимой для удержания планеты на орбите, и силой гравитации более удаленного тела равна силе гравитации тела, на котором вы стоите.

Если вы стоите на более крупном теле, вы можете получить гравитацию в диапазоне от нуля G до примерно 1,1G, если спутник по размеру близок к основному и вращается очень близко. Однако гравитационные эффекты не всегда должны быть такими сильными. Если спутник имеет высокоэллиптическую орбиту вокруг основного. В этом случае гравитационные эффекты будут варьироваться от этой верхней границы, когда спутник находится в перицентре, до относительно незначительного, когда спутник находится в апоапсисе.

Для более высоких гравитационных сил (например, выше 1,1G) лучше всего стоять на относительно небольшом теле, вращающемся вокруг относительно массивного тела на большом расстоянии. Если передняя и задняя части вашей планеты находятся примерно на одном и том же расстоянии от главной по отношению к расстоянию вашей планеты до главной, они будут испытывать примерно одинаковую гравитационную силу от главной. Опять же, поскольку приливные силы не могут превышать гравитацию планеты, на которой вы стоите, кажущаяся гравитация будет варьироваться от чуть более 0G до чуть менее 2G, когда ваша планета (которая теперь является спутником) находится на перицентр на своей орбите вокруг первичного ядра.

Большинство зданий, если они построены надлежащим образом, вероятно, могут выдержать ускорение в 2G. Безудержный вулканизм, вызванный интенсивным приливным нагревом, который ваша планета/спутник испытает от рассматриваемых приливных сил, вероятно, уничтожит немало.