Земноподобная планета, которая меньше, но имеет такую ​​же гравитацию

Если бы существовала планета, похожая на Землю, линии широты и долготы которой были бы наполовину меньше друг от друга (около 35 миль вместо примерно 70), но плотность планеты была бы увеличена, чтобы компенсировать утраченную гравитационную силу, насколько она могла бы быть похожа на Землю? быть?

Возможно ли, чтобы погода и времена года были по существу одинаковыми, или их нужно было бы изменить? Будет ли горизонт заметно отличаться невооруженным глазом? Может ли атмосферное давление быть практически одинаковым при тех же измерениях от уровня моря? Будут ли другие существенные, неизбежные изменения в этом мире?

Цель состоит в том, чтобы попытаться сохранить планету как можно более похожей на Землю, одновременно сокращая расстояние между экваториальными линиями (приблизив полярный круг к экватору, чтобы пройти между ними можно было вдвое быстрее).

В качестве дополнительного вопроса, каковы будут радиусы этой планеты? Я думал 0,5, но мои умственные расчеты для 3D-пространства не слишком хороши.

Радиус означает «лучи» (множественное число). Единственное число — это радиус ; да, радиус должен быть вдвое меньше земного. Поверхностная гравитация линейно зависит от радиуса, поэтому все, что вам нужно сделать, это сделать вашу планету в два раза плотнее Земли; это не так просто, потому что средняя плотность Земли составляет колоссальные 5,5. Вам нужно иметь намного больше железа и намного меньше кремния и алюминия. Горизонт был бы заметно ближе. (Редактировать: как говорит @Ummdustry, даже 100% железа недостаточно.)
Даже если бы ваша планета была полностью железной, это было бы всего 7,9, т.е. недостаточно высокое.
@Ummdustry, разве ядро ​​​​Земли уже не такое (сделанное из железа)?
Земля состоит только из 32% железа, а ее ядро ​​состоит из 89% железа. Мы говорим, что это железное ядро ​​просто потому, что это проще, чем сказать, что «ядро представляет собой смесь элементов, преимущественно железа».
Связано, возможно, дубликат: worldbuilding.stackexchange.com/q/76107/809

Ответы (2)

Длина окружности определяется выражением л "=" 2 π р , а длина дуги окружности определяется выражением л "=" α р , с α измеряется в радианах.

Итак, если вы хотите, чтобы определенная дуга была вдвое короче другой, радиус должен быть равен половине этой дуги.

Вы можете получить ту же гравитацию, используя более плотный материал, но, учитывая, что вы также находитесь ближе к центру масс, изменение не такое резкое, как можно было бы ожидать.

Проблема в том, что, уменьшая радиус вдвое, вы уменьшаете количество собираемой солнечной энергии на 1 / 4 , но объем, доступный для поглощения этой энергии, уменьшается на 1 / 8 , таким образом, вы на самом деле имеете вдвое больше энергии на единицу объема, чем мы получаем на Земле.

Я подозреваю, что это сделало бы климат немного более экстремальным.

Почему соотношение мощность/объем актуально? Серьезно спрашиваешь.
@AlexP, поступающая энергия поглощается доступной массой. Доступная масса пропорциональна объему. В конечном итоге вы получаете меньшую тепловую инерцию (быстрее деформируется и остывает).
«Я подозреваю, что это сделало бы климат немного более экстремальным». - эта планета может быть ближе к звезде, чем Земля, или звезда может быть ярче/больше Солнца. Это также потребует более быстрого вращения планеты, чтобы она не перегревалась локально.

Это было бы достигнуто с планетой с половиной радиуса и удвоенной плотностью. Это было бы легко достигнуто с ядром, богатым более плотными металлами, такими как уран, осмий или старый добрый свинец (хотя вероятность образования такого ядра является предметом споров).

Давление воздуха можно настроить в соответствии с вашими потребностями, просто добавляя или удаляя воздух, что приводит к желаемому давлению воздуха. однако у вас будет значительно более низкая скорость убегания, всего восемь километров в секунду, что означает, что вы потеряете эту атмосферу НАМНОГО быстрее (но, возможно, у вас просто была большая атмосфера в доисторические времена).

Я предполагаю, что вы пытаетесь сохранить одинаковую продолжительность дня, что легко выполнимо, хотя приведет к более медленной тангенциальной скорости и, следовательно, к меньшему эффекту Кориолиса, что означает менее интенсивные ураганы и ветры.

Ваша луна будет вращаться вокруг чего-то значительно менее массивного, и поэтому вам понадобятся либо более длинные месяцы, либо более близкая луна, либо какая-то комбинация этих двух факторов. В любом случае это повлияет на приливы, хотя и не в неприемлемой степени, точно так же, как «эй, смотрите, приливы сегодня довольно дурацкие».

Вы будете получать одинаковое количество солнечного света на единицу площади, что важно для климата (внутренний объем Земли в основном подвержен геотермальной активности, будучи хорошо изолированным от освещенной солнцем поверхности многокилометровыми скалами). Вы заметите, что я не согласен с ответом L.Dutches здесь. Я бы сказал, что на этой планете был бы похожий климат, за исключением меньшего количества ветра и волн. из-за меньшего эффекта Кориолиса и меньших расстояний, на которых может развиваться такое явление.

В целом такая планета может быть почти произвольно похожа на Землю в большинстве важных аспектов, но крайне маловероятно, что она возникнет естественным образом. (игнорируя неисчислимые просторы Вселенной)