Если у планеты есть ядро из сверхплотного материала, как это может повлиять на геологический состав этой планеты?
В частности: представьте себе планету размером с Луну, с земной геологией и плотностью. Если центр этой планеты представляет собой очень маленькую массу сверхплотного анобтаниума, которая не может коллапсировать сама по себе (вспомните плотность нейтронной звезды. Этот сверхплотный материал составляет около 97,3% массы Земли, сжатой до размеров душевой кабины), то как повлияет ли это на окружающие слои этой планеты?
Будут ли обычно плотные земные слои просто прижиматься к ядру, а остальная его часть тоже станет сверхплотной?
Сможет ли эта планета содержать жидкую воду и атмосферу?
Спасибо за ответ.
У вас не было бы атмосферы и почти не было бы жидкой воды.
Правильно, атмосфера. Гравитация планеты будет довольно странной, учитывая, что почти весь гравитационный материал будет находиться в самом центре. Вам придется спросить кого-то, кто знает об этих вещах больше, чем я. Меня беспокоит то, что без большого вращающегося ядра у вас не будет магнитных полей, защищающих планету. Это сразу же ставит вас где-то рядом с марсианским сценарием, независимо от всего остального. Солнечный ветер сорвет с вас атмосферу, и простая математика покажет, что терять вам не так уж и много. Объем вашей планеты невелик, поэтому, с астрономической точки зрения, вам не потребуется много времени, чтобы потерять свои более легкие элементы. Это понизит температуру и давление, потеряв всю воду, которая есть на поверхности.
Во-вторых, вы указали, что у вас есть планета размером с Луну, но 97,3% массы находится в центре, в блоке размером с душевую кабину. По сравнению даже с Луной это совсем крошечное. Даже если мы предположим щедрый прилавок, может быть, , значит, у вас практически вся масса в... подождите... % вашей планеты. Это незначительно. 3% массы Земли составляет около что означает, что плотность всего, кроме вашего ядра, в среднем составляет . Звучит не так уж плохо; речь идет о средней плотности чугуна, и это больше, чем на Земле, что примерно . Учтите, что эта планета намного меньше. Опять же, я не знаю, что это сделает с планетой, но это было бы странно; это явно не происходит в природе. Первое, что приходит на ум, это гравитация: на поверхности этой планеты гравитационное притяжение равно . Это о поэтому любой человек и большинство животных были бы мертвы на поверхности. Никакие крупные организмы при этом не выживают. Большинство растений на Земле тоже не могут. С другой стороны, может помочь вам сохранить атмосферу дольше.
Наконец, вы уточнили, что унобтаниум волшебным образом не разрушится, но ничего не сказали об обратном. Материя нейтронной звезды удерживается в таком состоянии за счет поистине огромной гравитации, и наша планета и близко к этому не приближается. Без супергравитации ядро планеты взорвется. Чайная ложка вещества нейтронной звезды производит около энергии по мере ее распада; у вас есть намного больше. Ваша планета просуществует, может быть, несколько минут, прежде чем испарится. С таким количеством материи он будет производить примерно такую же энергию, как солнце, в течение 14 дней подряд. От вашей планеты и всего, что ее окружает, ничего не останется.
Мне понравился ответ Сереникала, и я проголосовал за него. Вы тоже должны. В дополнение к этому подумайте об этом:
Объект размером с Луну с земной гравитацией испытал бы:
Серьезный гравитационный сдвиг как по кривизне его поверхности, так и радиально от центра. Другими словами, все, что крупнее амебы, пытающейся питаться этим, скорее всего, будет разорвано на части.
Я не думаю, что не-унобтаниевая масса разрушится (могу ошибаться, если я ошибаюсь, то на короткое время это будет восхитительная маленькая звездочка), но это будет перегретая магма. Вы помните, что происходит, когда фигуристы сгибают руки? Да, они крутятся быстрее. Скорость вращения лунной массы будет огромной. Со всеми действующими силами я должен думать, что не-унобтаниевая масса (вся она) будет кипящей жидкостью. Нет твердой поверхности. Фактически, он может испариться в газовую карликовую планету.
Проблема в том, что это огромная масса в очень маленьком пространстве. Это не способствует стабильности.
Редактировать
Гравитационный сдвиг: по сравнению с силой гравитации радиус Земли достаточно велик, чтобы можно было представить поверхность как плоскую плоскость. Когда люди идут по этой плоскости, сила гравитации статистически одинакова везде, где проходят ваши ноги, туловище и голова.
Но вы серьезно уменьшаете радиус. Теперь сила сосредоточена ближе к земле, чем выше. Мне пришлось бы посчитать, чтобы доказать это (прошу прощения, что у меня нет времени), но ходьба будет иметь незначительный эффект, падение и вставание будут иметь большой эффект. Здания не выдержат сдвига (на мой взгляд).
Под «сдвигом» я подразумеваю существенные различия в силе гравитации между двумя соседними областями.
Вращение: по мере того, как объект массы X приближается к своему центру, он вращается быстрее. Вот проходной пример:
Подумайте о цилиндре, нарисованном вокруг фигуриста. Он начинается с радиуса А (внешняя часть ее ноги). Когда она поднимает ногу над головой, радиус уменьшается до радиуса B, и она начинает вращаться быстрее. Это аспект сохранения импульса .
Итак, объект размером с Луну (меньший радиус, чем у Земли) имеет ту же массу, что и Земля. Он должен вращаться быстрее. Намного быстрее.
Давайте запустим некоторые цифры.
Масса Земли, сжатая до 3 м ^ 3, составляет примерно 2e24 кг/м ^ 3 . Это в 10 миллионов раз больше плотности нейтронной звезды . Это будет состоять из вырожденной кварковой материи.
Нейтронная звезда образуется, когда коллапсирует звезда, масса которой недостаточна для превращения в звездную черную дыру. Он становится настолько плотным, что его гравитация преодолевает электромагнитную силу, разделяющую электроны и позитроны. Они сливаются вместе, образуя нейтроны. Нейтроны не могут быть сжаты дальше, потому что сильное ядерное взаимодействие становится отталкивающим на 0,7 фм.
Но вы в 10 миллионов раз плотнее этого. Предполагается, что при ваших плотностях даже нейтроны распадаются на кварки и глюоны . Кроме того, было бы очень, очень, очень жарко порядка 1e12 Кельвинов. Имея такую маленькую массу (и, следовательно, гравитацию), чтобы удерживать себя вместе, он немедленно разорвался бы на части.
Давайте предположим, что ничего из этого не происходит, это не происходит при какой-то космологически высокой температуре, и что он не разлетается на части. Это просто волшебно очень плотно. Есть еще гравитация, о которой нужно беспокоиться. Что происходит с нормальной материей рядом с этой адской душевой кабиной?
Ньютоновская гравитация .
Сложите это вместе, и мы получим 402 000 000 000 000 Н или 4e14 Н. Сколько это силы?
Это много. Все, что примыкает к ядру, будет немедленно сплющено на ядре. Все, что выше этого, рухнет. Ваша планета превращается в тонкий слой дегенеративной материи на поверхности душевой кабинки.
Становится хуже.
Гравитация становится слабее с квадратом расстояния от центра масс. В 2 метрах от самой ужасной душевой кабинки во Вселенной гравитационное притяжение в 4 раза меньше. На 4 метрах это в 16 раз меньше. На 8 метрах это в 64 раза меньше. Этот экстремальный градиент силы известен как приливная сила , и он разрывает все на части.
Представьте себе скалу высотой 8 метров в 8 метрах от ядра. Ближайший к ядру конец находится на расстоянии 8 метров и будет испытывать или 6e12 N. Дальний конец находится в 16 метрах и будет испытывать или 1,5e12 Н. Камень будет разорван силой 4,5e12 Н, силой 100 000 ракет Сатурн V.
Становится хуже.
Сила всего этого нормального вещества, падающего на плотное ядро из унобтаниума и сжимающегося, производит больше энергии, чем я могу рассчитать. Давайте посчитаем.
Скажем, кусок камня падает на ядро в этом интенсивном гравитационном поле. Поскольку мы имеем дело с таким безумно большим гравитационным полем, мы воспользуемся специальной теорией относительности. Вы можете увидеть полученное уравнение здесь .
Подсчитывая цифры, падение всего с двухметровой высоты составляет 20 000 000 м/с или около 6,5% скорости света. С 4 метров уходит 8%. С 10 метров идет 8,9%. Со 100 метров он идет на 9,4%, и он не становится намного быстрее.
Мы можем рассчитать его кинетическую энергию по формулам специальной теории относительности...
1 кг при температуре 0,094c воздействует на ядро с энергией около 4e14 Дж или около 100 килотонн в тротиловом эквиваленте.
Таким образом, скала, окружающая ядро, ненадолго прилипает к ядру, прежде чем разнести планету на части.
У меня есть куча проблем с тем, что пришло до сих пор:
Бум материала нейтронной звезды: согласен. Тем не менее, он был указан только как недостижимый для такой плотности, он может не подняться.
Планета с земной геологией: нет, этого не произойдет. Проблема в том, что у вас недостаточно обычного вещества для радиоактивности, чтобы ядро оставалось расплавленным. Никакой тектоники плит. Планета разрушается до практически плоской и остается там.
Атмосфера: Ничто не говорит о том, что унобтаний не может генерировать магнитное поле. Однако у него не будет атмосферы, потому что мир такого размера не может удержать ее. В удержании атмосферы важна не поверхностная гравитация, а скорость убегания. Скорость убегания определяется как гравитацией на поверхности, так и тем, насколько быстро она падает с расстоянием. Ваш объект размером с Луну и близко не имеет гравитации Земли.
Гравитационный сдвиг: здесь я сбит с толку.
Во-первых, любое существо, которое действительно жило в такой среде, было бы соответствующим образом изогнуто, чистота была бы встроена внутрь и не оказывала бы на них аномальной силы.
Во-вторых, хотя я и вижу такой эффект, если вы ходите по ядру, это мир размером с Луну. Горизонт намного ближе, чем на Земле, но в основном он плоский.
СРМ
Сереник
СРМ
Сереник
пользователь49466
пользователь49466
Сереник
пользователь49466
пользователь49466
Сереник