Änderung des Rotationswinkels der Erde

Um die Rotationsachse der Erde zu bewegen, müssen Sie ihren Drehimpuls ändern; dies wiederum bedeutet, dass Sie den Drehimpuls auf ein Objekt übertragen müssen, das nicht (mehr) mit der Erde verbunden ist.

Die dafür benötigte "Energie" kann buchstäblich alles sein , da das Verhältnis zwischen Drehimpuls und Energie vom Trägheitsmoment (oder, wenn Sie so wollen, der Geschwindigkeit der Kanonenkugel) abhängt.

Aber nehmen wir an, wir tun dies, indem wir eine Kanonenkugel auf die Erdoberfläche schießen, und geben wir der Kanone einen evakuierten Lauf, der bis in die äußere Atmosphäre reicht, damit es keinen atmosphärischen Widerstand gibt (was viel Energie kosten würde, aber es würde Drehimpuls auf der Erde halten).

Mit runden Zahlen:

Die Masse der Erde ist$6\cdot 10^{24}\ \mathrm{kg}$

Der Radius der Erde ist$6.3 \cdot 10^6\ \mathrm{m}$

Trägheitsmoment der Kugel =$\frac25 m r^2 \approx 10^{38}\mathrm{\ kg\ m^2}$

Rotationsgeschwindigkeit:$2\pi/86400\mathrm{\ s^{-1}}$, also Drehimpuls ist$7\cdot 10^{33} \mathrm{\ kg\ m^2 /s}$.

Wir brauchen 1° Neigungsänderung – das sind etwa 1,8 % des Drehimpulses, bzw$2.5\cdot 10^{32} \mathrm{\ kg\ m^2 / s}$.

Wenn wir eine Kanone auf der Erdoberfläche haben, die in die richtige Richtung zeigt, ist die Entfernung$6.4\cdot 10^6 \mathrm{m}$, also brauchen wir einen linearen Impuls von

Die benötigte Energie hängt von der Masse der Kanonenkugel ab, da

Mit$p$fest, je schwerer die Kanonenkugel, desto besser. Aber natürlich brauchen wir es, um die Fluchtgeschwindigkeit zu erreichen, also gibt es eine untere Grenze für die Geschwindigkeit. Es gibt auch die praktische Überlegung, dass Sie kein so großes Loch in die Erde graben wollen, um Ihre Kanone (und Kanonenkugel) herzustellen, dass Sie Erdbeben erzeugen.

Wenn Ihre Kanonenkugel die Masse der Erde hätte, würden Sie sie mit 6 m/s abfeuern. Unter Verwendung nur der gesamten Masse des Mount Everest (als 10 km hoher Kegel mit einer Basis von 10 km, Volumen ~$300\ \mathrm{km^3}$und Dichte$5000 \mathrm{\ kg/m^3}$Ich bekomme eine Masse von ca$10^{20} \mathrm{\ kg}$), müssten Sie es mit einer Geschwindigkeit von 400 km/s abschießen. Die kinetische Energie wäre ca$8\cdot 10^{30}\mathrm{J}$.

Sie können mit diesen Annahmen herumspielen - aber die kurze Antwort lautet "vergiss es".