Правдоподобен ли этот мир диаметром 80 000 км?

Атмосфера

При диаметре 80 000 км у вас будет массивная атмосфера. Точный состав будет зависеть от расстояния до звезды, но имейте в виду, что ваша планета больше, чем Нептун. Ваша атмосфера будет состоять из большого количества водорода и гелия, которые будут объединяться в аммиак на более низких высотах. Земля имеет меньше этих элементов в своей атмосфере, потому что они могут довольно легко вырваться из-под ее гравитации, но ваша планета ближе по размеру к газовым гигантам.

Вы правы в том, что облака закроют солнце, но не по величине: на 80 000 км у вас, вероятно, будут тысячи километров облаков.

Погода

На вашей планете будет довольно много дождей, но имейте в виду, что этот дождь, вероятно, будет не из воды. В атмосфере, богатой водородом, вы будете образовывать много аммиака, особенно при высоком давлении. Если ваша планета довольно холодная, вся вода превратится в лед.

Скорость ветра превысит 50 км/ч. На Юпитере скорость ветра ближе к 400 км/ч, и она значительно выше, чем на Нептуне.

Жизнь

Жизнь может существовать, но тюлени и белые медведи — нет. Планета такого размера будет иметь слишком большую гравитацию и слишком плотную атмосферу для поддержания таких форм жизни, как тюлени. Любая возникшая жизнь, скорее всего, будет одноклеточной, и любым иммигрантам будет трудно выжить на этой планете.

Что изменить

Если вы хотите земную жизнь, вам придется значительно уменьшить размер вашей планеты. На огромных планетах трудно жить. Это также уменьшит количество водорода в вашей атмосфере, так как большая его часть улетучится в космос.

Вы также можете подумать об увеличении средней температуры вашей планеты или добавить дополнительное объяснение того, почему вода испаряется. При температуре ниже нуля солнце не будет управлять круговоротом воды, и нескольких спящих вулканов, вероятно, будет недостаточно для этого. Однако может быть возможно генерировать тепло за счет приливного нагрева, если ваша планета находится на близкой орбите вокруг коричневого карлика. Это может привести к тому, что океан станет более теплым в более прохладной атмосфере, при этом испарение будет вызвано внутренним теплом, а в осадках преобладает снегопад. Все участки суши, вероятно, были бы покрыты снегом, а подледниковые реки питались за счет ускоренного таяния снега от внутреннего нагрева. Ледниковое движение также будет намного быстрее, чем на Земле.

Планета с твердой корой и радиусом 40 000 км? С кислородно-водородной атмосферой? О боже. С чего начать?

Мы должны начать с основ.

Планетарный радиус
В космосе может показаться, что это немного. Ведь мы привыкли к миллионам и миллиардам километров в Солнечной системе и световым годам в Галактике. Однако, когда дело доходит до планет, десятки тысяч — это много. Давайте дадим вашей планете хорошее имя, например, Блобби .

Planet  Mean Radius (km)       Mean Radius Compared to Earth (Earth = 1)
Mars        3389                       0.52
Venus       6051                       0.95
Earth       6371                       1.00
Neptune    24622                       3.86
Uranus     25362                       3.98
Blobby     40000                       6.27
Saturn     58232                       9.14
Jupiter    69911                      10.97 

Таким образом, Блобби больше, чем ледяные гиганты, и находится на полпути между Нептуном и Сатурном. Итак, это примерно 6,3 земных радиуса, ничего страшного, верно? Причина, по которой это имеет большое значение, станет очевидной, когда мы перейдем к следующим разделам.

Планетарный объем
с использованием Fermi ок. и предполагая, что это идеальная сфера (и не учитывая вес атмосферы), мы можем использовать$\frac4 3\pi r^3$. Для Земли с радиусом 6,371 миллиона метров это примерно$1.09\times10^{21} m^3$. Радиус вашей планеты в 6,27 раза больше. 6,27 в кубе — это 247. Таким образом, ваш мир примерно в 250 раз превышает объем Земли. Мы уже волнуемся?

Планетарная плотность Плотность материалов, составляющих «каменистую» планету , может варьироваться примерно от$3 g/cm^3$(чистая порода) до примерно 8$g/cm^3$(чистый металл). Кроме того, сила тяжести несколько сжимает планету, уменьшая радиус и увеличивая плотность. Очевидно, что чем больше планета, тем выше ее масса, поэтому Земля (5,5$g/cm^3$) более сжата, чем Луна, Меркурий или Марс. Блобби большой. Забегая вперед, мы предположим плотность Земли (учитывая сжатие, это будет около 70% камня, 30% металла). Просто для удовольствия. В действительности существует тенденция, при которой планеты с радиусом до 1,5 радиуса Земли увеличивают плотность с увеличением радиуса, но выше 1,5 радиуса Земли средняя плотность планет быстро уменьшается с увеличением радиуса, что указывает на то, что эти планеты имеют большую долю летучих веществ по объему. лежащий над скалистым ядром (другими словами, больше похожий на Нептун, чем на Землю).

Масса
Если мы каким-то образом примем плотность Земли в 5510 кг/м3, учитывая объем Блобби,$2.68\times10^{23}m^3$, мы получили$1.47\times10^{27}$, что довольно близко к массе Юпитера (с 2/3 радиуса).

Сила тяжести на поверхности
Вы можете оценить силу тяжести на поверхности, используя следующую формулу:
$g=\frac{GM}{r^2}$
Наше поверхностное гравитационное ускорение составляет 61,6.$m/s^2$, это 6g. Это сокрушительно . Мало того, что вы не получите горы высотой 20 000 метров, вам повезет, если вы получите маленькие холмы. Даже если мы уменьшим планетарную плотность вдвое, вы все равно получите 3g. Если мы позволим большей части радиуса быть газом и облаками, вместо этого вы будете раздавлены атмосферным давлением . Нет выхода.

Так что покрывает твердая кора планеты с огромным радиусом и огромными горами.

Давайте перейдем к той части, где атмосфера состоит из 20% кислорода, когда много водорода (30%). Нет нет нет. Кислород является восстановительным газом. Атмосфера воспламенится от первой искры (скажем, от молнии). Чистое водородно-кислородное пламя настолько энергично, что излучает свет в УФ-спектре. Вся ваша атмосфера упадет, как Гинденбург .

TL;DR: Черт, нет . Такая китовая планета либо раздавит вас вдребезги гравитацией, либо раздавит вас, как блин, атмосферным давлением.

Без солнца и с такими низкими температурами вашей планете было бы трудно вырастить растения, чтобы обеспечить пищу для всех других форм жизни.

В результате в нем не было бы кислорода (он окислял бы другие минералы), особенно водорода. Водород и кислород не смешиваются (см. Гинденбург).

Без пищевой цепи пищевой пирамиде было бы трудно установиться. Самое большее, на что вы можете надеяться, это какие-то бактерии-экстремофилы, способные выжить в некоторых соленых водоемах, которые не замерзают из-за соли.

Для жизни нужна жидкая вода.

Или лучше: биохимия жизни, как мы ее сейчас понимаем, требует воды.

Я не могу поверить, что никто не поймал самую большую проблему здесь:

30% водорода/20% кислорода/50% азота (следы не имеют значения) — это горючая смесь. Первая искра, и если каким-то магическим образом остались выжившие, то они находятся в атмосфере 10% кислорода/90% азота.

Возможна кислородно-водородная атмосфера, но не при этих соотношениях.