Есть ли (реалистичный) способ существования такой планеты?

Нет.

Минимальное время выдержки для такой фотографии составляет около 10 минут (360 градусов за 24 часа означает, что для получения 15-градусных дуг требуется один час выдержки; пять минут дадут размытые дуги менее трех градусов).

Скотопическое постоянство сетчатки (яркие огни, видимые ночью) имеет время релаксации примерно на 1/10 дюйма медленнее, чем обычное, которое составляет около 1/25 дюйма, но все же слишком много.

Вам нужно будет сжать эти 10 минут (600 секунд) в одну десятую секунды, что означает вращение в шесть тысяч раз быстрее, чем у Земли — один оборот примерно каждые 15 секунд, или 4 об/мин.

При такой скорости, даже если планета намного меньше и плотнее Земли, на экваторе (скажем, в радиусе 3000 км) вы получите центробежное ускорение, превышающее пятьдесят тысяч G (центростремительное ускорение пропорционально квадрату частоты вращения. Увеличение скорости в шесть тысяч раз дает силу в тридцать шесть миллионов раз; даже деление радиуса на два дает увеличение в восемнадцать миллионов раз). Планета распалась бы почти мгновенно.

Вы не можете просто увеличить постоянство зрения, постулируя только действительно долгое скотопическое затухание, потому что мы имеем дело с коэффициентом в шесть тысяч; в этот момент простое движение головой полностью нарушило бы ваше зрение. Вам нужно будет двигаться в тысячи раз медленнее. Но это означает, что дни будут пролетать незаметно, и вы будете видеть, как небо то загорается, то гаснет. Значит, нужна еще и вечная ночь (по крайней мере, в обитаемой зоне планеты).

Таким образом, вы могли бы получить что-то подобное на очень маленькой планете, где люди жили в замедленном времени (например, « Взгляд Протея » Чарльза Шеффилда и снова « Между ударами ночи » Чарльза Шеффилда). Если бы их «день» на самом деле длился шестнадцать лет, они бы увидели такое 24-часовое ночное небо. Конечно, вам нужно, чтобы у вас вообще не было дня, так что либо сделайте его очень маленьким и приливно привязанным к очень близкой, очень тусклой звезде (или черной дыре — например, в « Раскалении » Грега Игана ), либо пусть это будет планетоид-изгой вдали. подальше от любой звезды.

Сценарий будет чем-то средним между «Между ударами ночи» и, возможно, предысторией « Поверхностного натяжения » Блиша : люди оказались на вечно темной планете с очень низкой гравитацией. Доступны некоторые биологические реакции, но время накопления энергии слишком велико, чтобы поддерживать человеческую жизнь (энергия в пшеничном поле требует солнечной энергии в течение одного года и может прокормить X человек в течение одного года. Уменьшите энергию из-за темноты, и X упадет, поэтому низко, что у вас больше нет населения).

Поэтому их решение — обман. Замедлив воспринимаемое время с помощью S-Space Шеффилда в шесть тысяч раз, биоинженерные люди получат в шесть тысяч раз больше света и смогут видеть. И вялые полуорганические культуры земли будут расти в шесть тысяч раз быстрее, поставляя сырье для производства всего остального для населения, которому требуется в шесть тысяч раз меньше пищи и кислорода. Кроме того, пренебрежимо малая гравитация этого астероида, по-видимому, увеличилась (9,81 метра в секунду в квадрате, но секунда теперь составляет почти два часа) и — быстро машет рукой — теперь почти точно соответствует земной норме.

Редактировать: быстрая планета.

Что, если вместо того, чтобы планета вращалась быстрее вокруг своей оси, скорость, с которой планета вращается вокруг своей звезды, увеличилась бы на огромную величину? Можно ли установить массу указанной звезды, расстояние до нее планеты и скорость, с которой она обращается вокруг звезды, чтобы звезды выглядели линиями?

Вращение имеет все еще более или менее ту же скорость - нам нужно, чтобы вращение на пять градусов произошло за меньшее время, чем требуется для исчезновения воспринимаемого образа. Планета должна очень быстро вращаться вокруг своей основной. Это похоже на планеты -пульсары (один из примеров — PSR_J1719-1438 b , также известный как «Алмазная планета» — считается, что это сжатое алмазное ядро ​​​​расколотой звезды — теперь, как это круто ? ). По правде говоря, подойдет любая планета, вращающаяся вокруг достаточно массивного объекта.

Проблема в том, что планета должна быть еще ближе и/или звезда должна быть еще тяжелее, чем корпус пульсара, который помещает планету внутрь аккреционного диска вероятной нейтронной звезды или черной дыры; действительно, этот последний является точным сценарием Раскаления Грега Игана . Очень сомнительно, что общие условия, в первую очередь плотность потока излучения, позволили бы людям оставаться под открытым небом и смотреть на звезды.

Но если бы они могли и сделали, то да, они могли бы увидеть что-то похожее на изображение, которое вы ищете. Я сильно подозреваю, что что бы они ни увидели, это могло быть еще более умопомрачительным. Параллельно «оси небес» они могут увидеть Голубой призрак Дымового кольца Ларри Нивена . А вокруг, Шоссе Богов .

Не меняйте планету, меняйте биологию.

Позвольте обитателям вашей планеты выбирать для своих глаз режим длительной выдержки (возможно, улучшенное ночное видение). В большинстве случаев это было бы бесполезно, но если бы человек выбирал его, он мог бы увидеть такое изображение.

В своей «Ортогональной трилогии» автор/математик Грег Иган переосмысливает физику, и побочным эффектом является ночное небо, сравнимое с тем, что вы просили. В его романах звезды создают следы движения, когда пересекают небо, потому что скорость света непостоянна: разные длины волн распространяются с разной скоростью, создавая красно-синюю полосу, которая показывает путь звезды, когда длины волн достигают зрителя в разное время. .

Новое изобретение физики может оказаться немного больше, чем вы просите или готовы реализовать.

Чтобы ответить на заданный вопрос: нет, небо не может представить человеческому глазу изображение, точно такое же, как на картинке, просто потому, что человеческий глаз не имеет «затвора», чтобы установить четкое время начала и окончания для экспозиция. Если бы планета вращалась очень-очень быстро (см. ответ Л.Серни о расчете скорости вращения), а ось вращения планеты была наклонена относительно плоскости орбиты, а наблюдатель находился вблизи полюса (так что они испытывали бы непрерывные темное небо), то они могут наблюдать нечто подобное, то есть они будут наблюдать звезды как дуги; однако дуги не будут иметь одинаковой яркости, показанной на рисунке, а скорее будут иметь яркую голову и уменьшающуюся яркость по направлению к хвосту.

Фатальная проблема заключается в том, что планете нужно было бы вращаться так быстро, чтобы она немедленно развалилась на части; не говоря уже о том, что подальше от полюсов любые жители были бы выброшены в открытый космос вместе с любой жидкой водой... Конечно, можно себе представить, что глаза жителей имеют невероятно большие времена затухания изображения; но в этом случае их полезность сильно уменьшилась бы.

Если бы по какой-то причине метеоры попадали в атмосферу планеты по спирали, они могли бы выглядеть вот так, но очень кратко для каждой полосы:

Однако звезды позади них по-прежнему будут неподвижными точками света.

Что ж, раздвигая границы выдуманной истории, может быть много фосфорного загрязнения в верхних слоях атмосферы, вызывающего эффект. Это был бы визуальный эффект, и звезды на самом деле не двигались бы так быстро.

Если бы вы могли скручивать и/или вращать пространство-время определенным образом, то вы могли бы иметь эффекты вращения, не разрывая саму планету на части. То, как вы достигаете этого вращения, находится за пределами известных науке и открытий, но неплоское пространство-время — очень реальный аспект физики, так что это не огромный скачок к другим манипуляциям, естественным или искусственным.

Если это поможет, визуализируйте пластиковый шарик, плавающий на сливе в большой ванне, когда она опорожняется. Мяч будет вращаться вместе с водой и вращаться. По отношению к стекающей воде вращение довольно медленное, так как мяч вращается вместе с водой, но по отношению к остальной стоячей воде в ванне вращение может быть намного быстрее.

Вроде как, но для его работы может потребоваться огромный кладж:

Используйте замедление времени, поместив свою планету очень близко к огромной черной дыре и выведя ее на быструю орбиту, но не слишком близко, чтобы ее не разорвало на части.

Минимальное время выдержки для такой фотографии составляет около 10 минут (360 градусов за 24 часа означает, что для получения 15-градусных дуг требуется один час выдержки; пять минут дадут размытые дуги менее трех градусов). Теперь эти

Теперь эти 10 минут воздействия могут произойти в мгновение ока! Точнее, вашему глазу потребовалось 10 минут, чтобы моргнуть от внешней точки отсчета из-за замедления времени. Обратите внимание, что на самом деле это не длинная выдержка, и она имеет больше общего с размытием при быстром движении.

Конечно, на каждое моргание глаза в течение 10 минут за пределами поля замедления времени эти звезды не движутся очень быстро, они просто выглядят так, как они есть. И наоборот, вы, кажется, двигаетесь очень медленно для любых удаленных наблюдателей.

Препятствия

Вы должны быть очень внимательны, во-первых, вам не нужна слишком большая планета или слишком близко, иначе ваша планета будет страдать от приливных сил. Это означает вулканизм, жару и, в крайнем случае, буквальное раздирание.

Следовательно, звезды также будут казаться смещенными в синий цвет из-за эффектов замедления времени.

У вас также могут быть дополнительные эффекты замедления времени, когда планета вращается, приближая вас к черной дыре. Эти эффекты должны быть небольшими, иначе планета разорвется на части.

Так что мы, вероятно, смотрим на маленькую луну. Чем меньше, тем лучше, определенно есть какая-то вулканическая и сейсмическая активность, даже если это криовуланы (см. Луны Юпитера в нашей собственной системе)

Вы также столкнетесь с проблемами при космических путешествиях, и будет легче обмануть, если вы избавитесь от цикла день-ночь, любая звезда, которая может обеспечить дневной свет, либо втягивается в черную дыру, либо вращается вокруг своей орбиты, а это означает, что дни будут длиться целую вечность. длительное время и имеют непостоянную длину.

Этой планете, скорее всего, потребуется луна или она будет находиться в каком-то двойном образовании, чтобы предотвратить приливную блокировку. Вы также должны быть уверены, что черная дыра очистила свое окружение, большой аккреционный диск затенит ваш обзор и, вероятно, убьет все живое на планете, если он не уничтожит или не притянет планету.

Достаточно сказать, что жизнь на этой планете будет очень неудобной.

Другие последствия

Из-за пределов системы ваша планета будет казаться движущейся в замедленном темпе. Помните, здесь нет эффекта длинной выдержки, только быстро движущиеся звезды. Вместо этого желаемый внешний вид достигается за счет размытия движения.

Это также означает, что желаемый внешний вид звезд исчезнет в кадрах с высокой частотой кадров, не направляйте камеры замедленной съемки на небо.

Да, но!

Что ж, я собираюсь расширить вопрос в соответствии с ответом Гэри и сказать: «Если бы люди эволюционировали, чтобы жить на планете с очень слабым освещением». У людей короткая визуальная стойкость, потому что наша планета очень яркая в течение дня. Как вы, наверное, знаете, способность формировать изображения прямо пропорциональна количеству фотонов, попадающих на сетчатку. Таким образом, при ярком небе вы получаете более чем достаточно фотонов, чтобы увидеть, что происходит, даже с очень короткой выдержкой. Но в безлунную ночь вам может потребоваться некоторое время, глядя на что-то, чтобы собрать достаточное количество фотонов, чтобы угадать, на что вы смотрите.

Оптические телескопы и камеры могут видеть намного лучше, чем человеческие глаза, не только потому, что у них гигантские светосборники, но и потому, что они могут собирать фотоны в течение очень долгого времени и формировать из них единую картинку. Если бы люди оказались на планете с тусклой звездой (или далеко от своей звезды, так что дневное время было еще темным) и с небольшой опасностью (мало плотоядных животных или отсутствие многих природных опасностей), то можно было бы сказать, что они вынуждены адаптироваться к новым условиям. низкий уровень освещенности.

Предыстория

Возможно, люди совершили аварийную посадку на планете с минимальными запасами и научились жить в гармонии, но без передовых технологий. Или люди могут быть ультраэкологами-исследователями, у которых есть общественная директива колонизировать планеты наименее разрушительным способом (например, массивное световое загрязнение строго запрещено). Или они могли бы защищать планету как астрономический заповедник с идеальными условиями для строительства больших телескопов без промышленного светового загрязнения.

Возможно, вся флора на планете существует за счет геотермальной энергии, а энергии слишком мало для любых быстро движущихся животных. По мере того, как люди замедляются до скорости планеты, потребность в быстрой оптике будет уменьшаться. Зрительное постоянство будет увеличиваться, чтобы собрать больше фотонов, и свет будет размазываться, когда они двигаются, или остаются неподвижными, но планета вращается.

Математика

Просто шучу. Я не буду заниматься математикой. Я просто отмечу, что звезды на вашем снимке размыты всего на дюжину градусов или около того, что составляет, возможно, 1 час экспозиции. Если ваша планета меньше/быстрее, вы можете сократить это время примерно до 10 минут настойчивости. Это довольно много по сравнению с миллисекундами постоянства земного видения, но если ваше дневное время на несколько порядков темнее и нет необходимости в срочных действиях, это один из способов адаптации.

Что, если все на планете только что выиграли в лотерею «Вот где находится наша планета»? Вполне научно осуществимо (хотя до смешного маловероятно), возможно, дело в том, что они наблюдают плотно сложенные цепочки звезд, которые случайно выглядят так, если смотреть с их ночного неба. Может быть даже несколько нелинейных звезд, просто большинство из них такие, может быть, в результате того, как вокруг нее сформировалась Вселенная.

Интересно, сможешь ли ты обмануть.

Чтобы получить такие полосы от звезд, вам нужно, чтобы планета вращалась очень быстро — как упоминают другие — поскольку звезды так далеко, и они на самом деле не будут двигаться относительно планеты.

Но вы могли бы получить некоторые из тех же эффектов от небесных объектов, которые находятся намного ближе, поскольку им не нужно было бы двигаться почти так же сильно, чтобы создать большую видимую дугу движения. Вероятно, таким образом вы могли бы получить полосы, хотя они могут быть не такими круглыми.

Я думал, что если у вас есть пояс астероидов на следующей орбите, у вас может быть много маленьких объектов (видимых с близкого расстояния). Они могли бы даже двигаться относительно быстро по отношению к планете в противоположном направлении, что помогло бы снизить скорость, необходимую для формирования полос. Особенно, если то, что вызвало появление пояса астероидов, было относительно (в планетарном масштабе) недавним, поэтому куски все еще двигались с (относительно) высокой скоростью.

С другой стороны, если бы у вас были облака космического мусора от какого-то недавнего планетарного события, которые были относительно близко к системе, они бы притягивались к звезде и могли бы казаться удлиняющимися, поскольку более близкие части притягиваются быстрее, чем самые отдаленные, поэтому что они какое-то время будут казаться полосами на фоне ночного неба.

В любом случае вы все равно увидите звездные пятна на ночном небе, они могут быть тусклее или труднее разглядеть из-за более ярких полос (по сути, светового загрязнения), но местами они будут видны. И полосы почти наверняка будут проходить по небу параллельно его вращению, а не вращаться по кругу, как на исходном изображении.

Если... мы можем игнорировать неважный факт, что все будут мертвы и разорваны на куски, тогда да (по крайней мере, я так думаю, это будет трудно проверить).

Все, что нам нужно, это чтобы планета находилась достаточно близко к черной дыре, чтобы гравитационное замедление времени стало заметным.

Если с вашей точки зрения время течет медленнее, то время в остальной вселенной течет быстрее.

Хотя вы не увидите полос из-за вращения вашей планеты (на самом деле она вращается медленнее!), вы увидите полосы, потому что сами звезды не являются стационарными. А если вы медлительны, то, черт возьми, они двигаются быстро!

Самое смешное, что время течет медленнее и для излучаемого света, поэтому свет движется тем медленнее, чем ближе он подходит к вам (точнее, к черной дыре). Таким образом, часть этого медленного света еще должна достичь ваших глаз, в то время как звезда уже заметно сместилась вбок, и у вас должен получиться хороший эффект полосы.

В общем, вам нужна планета Миллера, где одна минута - это сколько... 7 лет на Земле?