Возможны ли с научной точки зрения воздушные плавучие/летающие острова?

Возможно, вы могли бы использовать явление, известное как закрепление потока .

Как объясняет Game Theory «Почему жить в плавающем городе BioShock Infinite было бы отстойно!» видео ,

«Сверхпроводник — это материал, который при охлаждении ниже определенной критической температуры способен проводить электричество с нулевой потерей энергии. Другими словами, если я добавлю немного электрического тока в сверхпроводящий провод и уберу источник питания, электричество будет продолжать бежать по проводу вечно ».

Предупреждение: некоторым зрителям это видео кажется немного неуместным, хотя наука здесь не при чем. Объяснение того, как в игре используется закрепление потока, находится примерно с 1:39 до 5:09 с отличным примером из реального мира на 2:36.

Когда магнитное поле помещается под сверхпроводник, последний создает так называемый эффект Мейснера, заставляя магнитное поле огибать его. Однако, если сверхпроводник достаточно тонкий, магнитное поле может проникать через него в мизерных количествах, известных как «трубки потока».

«При таких низких температурах потоковые трубки заклиниваются и не могут двигаться».

а "низкие температуры" приписываются жидкому азоту, как заявлено

«Если бы [Колумбия] действительно существовала, нам понадобились бы огромные дорожки из магнитов на земле и много жидкого азота, чтобы охлаждать плавающие диски».

Однако возникает важный вопрос: откуда взялись магниты, сверхпроводники и жидкий азот (или какой-либо другой метод охлаждения проводящих дисков)? Я не уверен, что ядовитый газ вашего мира может сам по себе стать потенциальной системой охлаждения. Возможно, упомянутые вами «несколько тысяч кусков земли» находились над областью научных исследований, где до выкорчевывания располагались такие материалы. (Редактировать: часть этой проблемы может быть решена с помощью теоретического сверхпроводника при комнатной температуре , как предложил celtschk.)

Другими моментами, которые следует учитывать, как показано в видео, являются отрицательные температуры, возникающие из-за системы охлаждения, и влияние отсутствия давления воздуха на ваших первоначальных жителей (предполагается, что они находятся примерно на 4,5-6 км над уровнем моря). Я уверен, что во время поездки наверху было бы намного больше, чем просто лопнуло бы ухо. Однако со временем ваши люди, скорее всего, привыкнут к большой высоте. С другой стороны, их может начать тошнить, если они зациклятся на облаках (и попытаются двигаться). Как упоминается в видео, движение облаков мимо островов, создающее у их тел иллюзию движения, приведет к беспорядку в их системах и вызовет визуальное укачивание. Чтобы противодействовать этому, люди могли бы построить какие-то внешние панели, чтобы (в основном) блокировать облака от их зрения, также оказывая влияние на их общество (например, «следите за городом» и «наблюдение за птицами - спорт для больных»). (Редактировать: Вилле Ниеми исправил части оригинальной версии этого абзаца)

Удачи в вашей истории!

Вам нужен дирижабль.

Гексафторид вольфрама имеет плотность в 11 раз больше, чем воздух (и, безусловно, соответствует критерию токсичности), поэтому вполне возможно, что дирижабль будет использовать обычный воздух в качестве подъемного газа. В отличие от обычного дирижабля, подъемный газ можно было бы использовать для дыхания; это означает, что вы действительно можете жить в оболочке дирижабля. Сделайте все это из алюминия и прозрачного полиэтилена и заполните большим количеством растений — в достаточно большом масштабе вы получите закрытую экосистему.

Потеря газа будет проблемой (хотя скорость, конечно, будет медленнее, чем больше корабль) — лучше всего будет отправить машины на поверхность, чтобы добывать минералы, которые можно использовать для производства кислорода и азота для баланса. утрата.

Превосходно! Взгляните на идею Бакминстера Фуллера о плавучем городе с геодезическим куполом. Он назвал это «Облако девять», и это кажется отличным кусочком почти реальности, подходящим для вашей истории.

Геодезическая сфера диаметром в полмили (0,8 км) будет весить лишь одну тысячную веса воздуха внутри нее. Если бы внутренний воздух нагревался либо за счет солнечной энергии, либо просто за счет средней человеческой деятельности внутри, то для того, чтобы сфера плавала, потребовалось бы всего 1 градус Фаренгейта по сравнению с внешней температурой. Поскольку внутренний воздух становился плотнее при охлаждении, Баки представил себе использование полиэтиленовых занавесок, чтобы замедлить скорость поступления воздуха в сферу. Он хотел построить «Облачные девятки» и прикрепить их к горам или позволить им дрейфовать, чтобы их обитатели могли видеть мир. Одно из наиболее практических применений, которое он предложил для них, - это места стихийных бедствий в чрезвычайных ситуациях.

Выдержки из http://www.geniusstuff.com/blog/flying-cities-buckminster-fuller/

По сути, это принцип Архимеда в большом масштабе.

Кто-нибудь достаточно разбирается, чтобы сделать правильные расчеты?

Используйте растения:

Это немного меняет вашу предпосылку, так что принимайте это или оставьте. Скажем, вместо того, чтобы выбрасывать куски планеты в атмосферу, некоторые растения эволюционировали, чтобы удерживать мешки с газом легче воздуха, что позволяет им парить. За тысячи лет эти растения срослись в большие плавучие «острова», внутренности которых в основном состоят из подъемного газа.

Эти острова не могли выдержать ничего, кроме собственного веса, так что никаких огромных каменных замков или чего-то подобного. Однако, в зависимости от размера островов и их «глубины», они могут содержать некоторых людей. Вес здесь имеет большое значение, но вы, вероятно, можете обмануть его, сказав, что растения нереально легкие, а газ нереально «подъемный».

Эти острова должны были существовать до вашей катастрофы. Или, если хотите, до катастрофы потребовалось много времени (вспомните глобальное потепление), вот почему эти растения в первую очередь эволюционировали, чтобы плавать. В любом случае, вашим людям понадобится средство, чтобы взобраться на эти «острова», но это уже другая история.

Насколько плотен ядовитый газ? Может ли газ быть достаточно плотным, чтобы образовать взвесь между верхней «нормальной» атмосферой и нижней загрязненной атмосферой? Возможно, плавучие массивы суши состоят из вулканических пород низкой плотности, которые «ездят» по поверхности газового объема? Возможно, этому явлению способствуют отложения экзотического элемента (это не Земля, вы сказали «землеподобный»), который обладает антигравитационными свойствами при воздействии кислорода. Этакая комедия совпадений, которая могла произойти только в чужом мире.

Самое близкое, что я могу придумать, это: произвести газ с плотностью немного меньше, чем у воды ($\approx 1000kg/m^3$) и отпустите его$5000$лет назад достаточно медленно, чтобы люди, которые уже жили на планете, могли строить гигантские «корабли». Легкий материал, такой как дерево, может плавать в газе, а вода и люди будут падать сквозь него. Сделайте «корабли» достаточно большими, чтобы нести сушу, возможно, используйте горы, достаточно высокие, чтобы их не накрыть.

Но возникает несколько проблем.

• Вам нужна плотность около$950kg/m^3$. Я не знаю ни одного газа с такой плотностью при нормальном давлении.
• Вам нужно много массы, чтобы заполнить несколько километров с такой плотностью. Для этого потребуется серьезный научный прорыв.

$\text{mass} = \text{density}\times\text{volume}$ $\text{volume}\approx\text{volume}\space\text{sphere gas surface} - \text{volume water level volume sphere} = \frac{4}{3} \pi \times r^3 \text{with earth radius} \approx 6300\text{km} -> 1.047\times 10^{12} \text{gas 5km above ground} r \approx 6305\text{km} -> 1.049\times 10^{12}\text {difference} 2,495 \times 10^9 \text{estimate 950kg}/m^3 -> \text{mass} = 2,371\times 10^{12}\text{kg or} \space 2,371\times 10^9 t$А на самом деле будет даже больше, потому что на эту высоту нужно больше газа из-за повышения уровня давления.

• Воздух станет разреженным, даже когда вы поднимаетесь на высокие горы ~ 5 км над уровнем воды, может быть тяжело. Горы на земле поднимаются до ~ 8 км. Таким образом, планета должна быть более плоской, чем Земля, или вы можете позволить себе какой-то оригинальный ландшафт.
• Если вы не измените климат в процессе, он может измениться на ~ 5 км вверх. В реальном мире есть линия деревьев примерно на 4 км над уровнем моря. И поскольку ваши люди, скорее всего, будут зависеть от деревьев, это проблема. Так что нам нужен серьезный парниковый эффект при добыче газа.

Со всем этим я не вижу, как с тех пор мы можем стать ближе к реальному миру.

На похожей на Землю чужой планете многое может быть иначе. Странные вещи могут происходить и случаются.

Вы можете ввести в свой мир новый элемент, скажем, флоридий, вещество, похожее на твердую форму гелия. Молекула имеет удельный вес, который, скажем, в 4 раза легче ядовитого газа, который очень тяжел и в 6 раз тяжелее воздуха. Флоридиум может химически связываться только в нагретых недрах планеты, где он обычно находится в ловушке.

Когда земля треснула, часть этого вещества вышла из камней. Флоридиум с цепляющимися за него камнями тонет в яде, но другие куски, свободные от камня и жизни, плывут, как лодка по океану. В то время как другие плавают, как айсберги.

Видите ли, вы можете создавать свои собственные элементы, которых не существует, и вам внезапно не нужно переписывать законы физики или гравитации, чтобы заставить их работать. Яд, который намного тяжелее воздуха, будет действовать как жидкость и, естественно, найдет самую низкую точку, и многие вещи могут плавать на ней, даже если это газ.

Не из породы, собранной с поверхности, а с помощью современных технологий. Комментарий Мэтта Бойера был разработан Джеффри А. Лэндисом для строительства летающих городов на Венере .

Вот мысль: мы могли бы сказать, что гравитация Земли ослабла, в результате чего центробежная сила Земли расколола и разделила землю.

Когда это произойдет, все океаны будут слиты в расплавленное ядро, образуя огромные облака пара в небе, давая новым людям новый источник воды.

Что касается того, как острова будут плавать, все, о чем я мог думать, это то, что сильный жар ядра будет удерживать острова на плаву. Но это означало бы, что жара убьет жизнь. Так что я не уверен, есть ли способ достаточно охладить ядро, чтобы держать острова на плаву, не готовя жизнь на оставшейся Земле.

Я не ученый и не эксперт по науке, просто писатель с некоторыми идеями. Нужна помощь ученого, чтобы поддержать меня.

Да, если вы можете ходить по верхушке дирижабля. Его можно построить как перевернутую пирамиду и раскрасить так, чтобы он выглядел как земля. Я бы использовал камеры и сделал бы самую большую наверху, чтобы держать ее в вертикальном положении. Постройте достаточно большой, чтобы он мог быть самоподдерживающимся, используя дождь и выращивая пищу.

Что, если раса, уничтожившая планету, занималась какой-то безумной наукой. Они нашли способ настроить гравитационное притяжение материи. Целые горы можно было сделать нейтрально плавучими, превратив половину материи в материал, отталкивающий гравитацию. Или проще, но установите нейтральную гравитацию. Это было бы что-то странное. У него все еще будет масса, поэтому его будет трудно передвигать, но он не упадет на поверхность, если оторвется. Он как бы дрейфовал, ведя себя так, как если бы он был в невесомости.

Ну, если Харриер может парить в воздухе, почему бы не что-то большее, о чем вы действительно спрашиваете. Конечно, возможно, просто нужна правильная технология, которая может управлять воздухом, а не гравитацией, это та же система, что и заставить что-то плавать на воде с равномерным распределением по поверхности.

С воздухом легче, но это не значит, что самолеты не летают. Люди, которые верят в обратное, думают Подобно тем, кто считал, что летать невозможно ни для чего, кроме таких существ, как птицы. Затем мы изобрели самолеты, а также появились идеи о топливе, которое продолжает его поддерживать. Сам воздух можно использовать так же, как и солнечную энергию днем, и они могут чередоваться между ними.

Если бы мы были пораженческими перед лицом проблем, мы бы никогда не достигли тех научных достижений, которых мы когда-либо достигли, это не невозможно. Это просто не было сделано из-за затрат и ресурсов, точно так же, как мы не построили купола на Луне или Марсе в срочном порядке. Потому что мы знаем об опасности вымирания человечества. Если что-то случится с нашей планетой, это не значит, что мы не можем. Это потому, что человечество может быть ленивым, когда речь идет о срочных вещах, которые правительства не считают необходимыми и так далее.

Хорошо, естественного магнитного раствора нет. (каким-то образом пропустил это, когда я прочитал вопрос в первый раз DOH!)

Предполагая, что катастрофа долго накапливалась, прежде чем случилась и острова были оторваны от поверхности.

Использование силового поля, которое возвращает равную силу против всего, что было приложено к нему, но в противоположном направлении, позволило бы островам плавать, эффективно сводя на нет нисходящую силу тяжести, если бы силовое поле было развернуто на нижней стороне островов.

Источник питания для работы силовых полей может быть обеспечен самим силовым полем за счет увеличения возвращаемой силы и направления ее на постоянное питание узлов силового поля.

Узлы силового поля будут иметь минимальный размер острова, который можно будет удержать на плаву, поскольку нисходящей силы тяжести на небольшой массе будет недостаточно, чтобы свести на нет гравитационные эффекты и удержать остров достаточно далеко над ядовитым облачным слоем.

И наоборот, более крупные острова не будут иметь проблем, кроме требования расчета количества узлов, необходимых для поддержания определенной высоты над токсичным слоем.

Добавление возможности модерировать вывод узлов в определенных пределах также дало бы островам ограниченную форму руководства.

Война между островами может перерасти в получение контроля над узлами силового поля. Способность опустить вражеский остров в ядовитый слой, который убьет большинство жителей, а затем поднять обезлюдевший остров обратно над облаками, была бы эквивалентна нейтронной бомбе с ограниченным ущербом для инфраструктуры.

На мой взгляд, замедление времени было бы трудно использовать, так как любой эффект, который говорил бы о замедлении падения островов, также повлиял бы на людей, живущих на островах, поэтому, хотя острову требуется 5000 лет, чтобы упасть на 10 футов, для жителей это все равно будет восприниматься только как микросекунда, так что не очень полезно. Опять же, если эффект замедления времени не может быть сфокусирован в какой-либо форме, такой как пример силового поля, чтобы почти заморозить острова от движения. Это, вероятно, также означало бы, что острова были географически фиксированными точками и не перемещались. Эта вторая точка облегчила бы продолжение цивилизации, поскольку коммуникационные связи между островами были бы проще, если бы они не перемещались.

Древние сделали это... прошло 5000 лет, возможно, потомки первоначальных строителей любого устройства, позволяющего островам летать, потеряли большое количество информации о том, как это было сделано, зная только, что Древние обладали огромной силой и создали мир как он есть. Это могло произойти, если сообщение между островами было невозможно из-за катастрофы, также острова с небольшим населением могут страдать от инбридинга, что могло привести к потере необходимой умственной способности для понимания используемых методов.

Силовое поле, окутывающее острова как пузырь и нагнетающее на полюсах антигравитационные частицы, поддерживающие остров в постоянном равновесии между падением и плаванием.

Источник энергии, комбинация антивещества или холодного синтеза, должна помочь, добавьте колонию на Марсе для безопасности на тот случай, если история потребует части 2, и если вы хотите, чтобы произошла какая-то торговля.

Отредактировано , как указано в комментариях @sphennings, если мы рассмотрим только научную правдоподобность этого вопроса, ответ будет отрицательным. Для поддержания больших плавучих массивов суши требуется количество энергии, которое было бы абсурдно даже подсчитывать (для количества времени, которое вы хотите «на месте в течение значительных тысячелетий»), и которое было бы лучше использовать для колонизации другой планеты в этот момент.

Человечество еще не нашло источник энергии, который приблизился бы к нужной вам мощности и по необходимой массе (помните, что у топлива тоже есть масса...)

Я имею в виду, может ли работать низкая гравитация? Если на планете действительно низкая гравитация и их газ скапливается под планетой, это будет удерживать острова в воздухе. Сжатый воздух или что-то еще может выстрелить, заставив остров с низкой гравитацией всплыть.

Почти уверен, что это можно сделать без газов, магнитов, магии и т. д. - путем достижения правильной скорости вращения островов вокруг планеты на правильном расстоянии от планеты. Если остров вращается в том же направлении, что и планета, острова могут плавать над одним и тем же местом на планете. Если планета, скажем, вращается быстрее Земли, имеет меньшую массу и гораздо более толстый слой атмосферы, то острова могут парить в космосе не слишком высоко. Википедия объясняет это лучше: https://en.wikipedia.org/wiki/Geostationary_orbit