Die Gravitationskraft eines Objekts wurde erhöht, wie unterscheidet sie sich von der natürlichen Schwerkraft?

Auf magische Weise wurde die Gravitationskraft eines Objekts auf mehr als seine Masse erhöht. Wie unterscheidet sich dies von der natürlichen Schwerkraft?

Das hat nichts mit dieser Frage zu tun , wie die Manipulation der Schwerkraft funktioniert. Diese auch nicht .

Ein Magier entdeckt einen Zauber, der die Schwerkraft erhöht. Der Zauber zielt auf ein Objekt und vervielfacht seine Gravitationskraft erheblich. Die Frage ist, wie dieses Objekt nun mit der Welt und anderen veränderten Objekten interagiert.

Bevor Sie anfangen, nach Details zu meiner Frage zu fragen: Schrumpft das Objekt unter seiner eigenen Schwerkraft? Zieht es mit 1g Dinge so weit wie die Erde kann? Wie interagieren zwei modifizierte Objekte mit der Schwerkraft, die jetzt größer ist als ihre Masse? Solche Fragen solltest du dir stellen.

Der Gravitationsmagier würde gerne mit seiner neu erworbenen Kraft experimentieren, um zu sehen, welchen Nutzen sein Zauber hat. (Ich bitte Sie nicht, Verwendungen für die Kraft zu finden. Das muss ich anhand der Antworten bestimmen.)

Ich glaube nicht, dass es nach dem Newtonschen Modell einen Unterschied geben würde, abgesehen vielleicht von der Tatsache, dass die Trägheitsmasse nicht mehr mit der Gravitationsmasse übereinstimmt. Für GR müssten Sie genauer werden, weil Sie dort nicht wirklich eine Gravitationskraft haben.
Ändert der Zauber sowohl die schwere Masse als auch die Trägheitsmasse des Objekts oder nur die schwere Masse? Die Auswirkungen werden ganz anders sein. (In der realen Welt sind die beiden immer identisch, aber die klassische Mechanik kann nicht sagen, warum; und in der Einsteinschen GR gibt es, wie @smallobsession sagte, sowieso keine Gravitationskraft, also tun wir so, als hätte Einstein nie existiert.)
Da es sich um einen Zauberspruch handelt, kann er alles tun, was Sie wollen, nicht wahr!? Oder fragen Sie nach kreativen Vorschlägen?

Antworten (4)

Es gibt zwei mögliche Interpretationen Ihrer Frage ... eine könnte die Schwerkraft stärker machen, indem sie auf magische Weise neu definiert wird (effektiv eine neue Kraft erzeugt), sodass sie nicht mehr dem umgekehrten Quadratgesetz gehorcht. Was Sie als es definieren würden, liegt ganz bei Ihnen, da es in der Frage nicht angegeben wurde, und daher ist es nicht möglich, dies sinnvoll zu beantworten.

Die einfachere Antwort ist, dass das Objekt jetzt ein Gravitationsfeld erzeugt, als ob es erheblich mehr Masse hätte als zuvor.

Schrumpft das Objekt unter seiner eigenen Schwerkraft?

Das hängt von seiner Kompressibilität ab und davon, wie viel Schwerkraft es jetzt erzeugt hat. Wenn es aus Schwamm wäre, würde es wahrscheinlich schrumpfen. Wenn es aus Iridium wäre, würde es nicht so stark schrumpfen.

Schließlich treffen Sie auf Dinge wie den Elektronenentartungsdruck, bei dem ein Objekt nicht mehr schrumpfen kann, ohne seine eigenen Elektronen in seine Protonen zu quetschen und Neutronium zu bilden usw. Es hängt alles davon ab, wie viel Schwerkraft Ihr Objekt jetzt hat.

Zieht es mit 1g Dinge so weit wie die Erde kann? Wie interagieren zwei modifizierte Objekte mit der Schwerkraft, die jetzt größer ist als ihre Masse?

Die Oberflächengravitation eines Objekts ist definiert als

G = G M R 2
Wo G ist die Gravitationskonstante, M ist seine Gravitationsmasse (die Sie effektiv durch Magie erhöht haben) und R ist sein Radius.

Wenn das Objekt eine Oberflächengravitation von 1 G hätte, müsste es die Größe der Erde haben, um ein Gravitationsfeld der gleichen "Größe" zu erzeugen. Wenn Sie beispielsweise einem Standard-Golfball eine Oberflächengravitation von 1 G geben würden, hätte er eine effektive Gravitationsmasse von 2,67 x 10 8 kg. Wenn Sie sich einen einzigen Golfballradius von der Oberfläche entfernen, beträgt die Stärke des Gravitationsfelds jetzt nur noch 0,25 G und so weiter.

Natürlich würden Sie einige sehr interessante Effekte in der Nähe bekommen, aber es würde keinen Satelliten aus der Umlaufbahn werfen.

Wie interagieren zwei modifizierte Objekte mit der Schwerkraft, die jetzt größer ist als ihre Masse?

Das hängt eher von der Art Ihrer Gravitationsmagie ab.

Wenn Ihre Magie die Gravitationsmasse so erhöht, dass sie sich in einem Gravitationsfeld genauso verhält wie ein nichtmagisches Objekt derselben Masse, dann gehorcht sie dem regulären Gesetz der Anziehungskraft der Gravitation. F = G M 1 M 2 R 2 Wo M 1 Und M 2 sind die Gravitationsmassen der beiden beteiligten Objekte und R ist ihre Trennung. Ihr 1G-Golfball hat eine effektive Gravitationsmasse von einer Viertelmillion Tonnen und eine ziemlich kompakte Größe. Es wird so ziemlich jede Struktur durchschlagen, mit der Sie versuchen, es zu halten, und in den Boden sinken.

Ich bin mir nicht sicher, ob es wirklich Sinn macht zu sagen, dass ein Objekt eine erhöhte Gravitationsmasse haben könnte, wenn es darum geht, Dinge darauf zu ziehen, aber keine erhöhte Gravitationsmasse, wenn es darum geht, auf das Vorhandensein anderer Gravitationsfelder um es herum zu reagieren , es sei denn, die Funktionsweise der Schwerkraft in Ihrem magischen Universum unterscheidet sich ein wenig von der Funktionsweise hier. Offensichtlich ist etwas anders, also könnten Sie Ihre Magie vielleicht so handschwenken, dass der Golfball immer noch die Trägheit eines normalen Golfballs hat und ein bisschen wie ein normaler Golfball durch die Luft fliegt, aber jetzt eine seltsame Klebrigkeit hat, die ihn an anderen haften lässt Objekte und ziehen Dreck aus seiner Umgebung an.

Es hört sich so an, als ob Sie das hier wollen, aber für mich scheint es dem ursprünglichen Problem zu entsprechen, das ich postuliert habe, nämlich dass Sie eine neue Kraft geschaffen haben, die der Schwerkraft nur oberflächlich ähnlich ist.

Und das ist in Ordnung, denn es ist Magie.

„in den Boden sinken“? Eher alles auf seinem Weg gewaltsam zerstören, ähnlich wie Explosionen in Youtube-Videos einer hydraulischen Presse, nur ein konstanterer Strom von "Explosionen", weil es sich viel schneller bewegt.
Zwei Punkte, die in dieser Antwort korrigiert werden müssen: 1) Die Auswirkungen der veränderten Schwerkraft würden sich mit Lichtgeschwindigkeit in die Einstein-Raumzeit ausdehnen. 2) Das Erhöhen der Schwerkraft eines Golfballs auf die Schwerkraft der Erde würde die gesamte Anziehungskraft von der Erde im Wesentlichen verdoppeln. Das bedeutet, dass Gebäude, Bäume und Tiere einstürzen, die Atmosphäre auf halbe Höhe kondensiert (und sich stark aufheizt!) und der Mond in eine Ellipse gezwungen wird, wobei der nächste Punkt bei etwa 70 % liegt (sachkundige Vermutung, habe das nicht getan math) seines aktuellen. Verwenden Sie vielleicht ein weniger katastrophales Beispiel.

Per (fast) Definition erhält das Objekt mehr Masse. Es wiegt also mehr.

Die Frage ist, wie dieses Objekt nun mit der Welt und anderen veränderten Objekten interagiert.

Da sich sein Volumen nicht geändert hat, verhält sich das Objekt so, als ob seine Dichte erheblich erhöht worden wäre. In den meisten Fällen ändert sich dadurch nichts. In anderen Fällen kann das Objekt, da es gegen den Boden oder den Boden drückt, sich selbst plattdrücken oder zerbrechen, oder es kann in den Boden einsinken oder einen Boden zerstören.

Betrachtet man einen 1 m großen Steinwürfel, der normalerweise je nach Stein etwa 2 bis 6 Tonnen wiegt, wird eine Erhöhung des Gewichts um den Faktor 20 ihn (vom Boden aus gesehen) in eine 20 m hohe Säule aus demselben verwandeln Stein. Solche Säulen gibt es bereits und der Boden kann ihrem Gewicht standhalten.

Gleichzeitig wird das lokale Schwerefeld zu wenig verändert, um für andere Objekte von Bedeutung zu sein. Möglicherweise können Sie die Änderung mit einem sehr empfindlichen Torsionsausgleichsgerät erkennen, oder auch nicht.

Wenn man die Argumentation umkehrt und die Masse so weit erhöht, dass Objekte in der Nähe beeinflusst werden, bedeutet dies, dass unser Würfel das Gewicht eines sehr großen Asteroiden annehmen muss. Auf keinen Fall kann der Boden (oder der Würfel) einem solchen Druck standhalten, sodass Würfel und Grundgestein anfangen, aneinander zu reiben, und der superdichte (und sehr heiße) Gesteinsstaub wird dann in Richtung Erdmittelpunkt sinken sehr kurzer Kurs, der einen kleinen Krater und ein Bohrloch hinterlässt, das mit Steinsplittern und zerbröckelter Erde gefüllt ist und immer breiter wird, je tiefer es geht. An einigen (seltenen) geologisch heiklen Stellen kann das Bohrloch dann schädliche Gase, Dämpfe, kochendes Wasser, glühenden Wasserdampf oder sogar, nach einer angemessenen Wartezeit, geschmolzene Lava freisetzen.

Eine mögliche Anwendung: Die Erhöhung der Masse eines Objekts erhöht automatisch seine potenzielle Energie. Woher kommt diese zusätzliche Energie ? Wenn es sehr wenig kostet, es zu erstellen, und vor allem, wenn es verworfen werden kann (und vor allem, wenn der Prozess automatisiert werden kann!), Warum, dann haben Sie vielleicht das Äquivalent eines kostenlosen Energiegenerators. Erhöhen Sie die Masse eines Gewichts, wenn es sich oben auf einem großen Rad befindet, verwenden Sie es, um viele unbedeutende Gewichte hochzuziehen, die oben massiv werden; das rad wird durch das neu erworbene gewicht dieser kleinen kiesel mit ungeheurer kraft angetrieben.

Die Anziehungskraft eines Körpers hängt von zwei Dingen ab: der Masse und dem Abstand zu ihm. Wirklich. Die Formel für die Zugkraft zwischen zwei beliebigen Objekten lautet:

F = G M 1 M 2 D 2

Wo G ist die Gravitationskonstante, M 1 Und M 2 sind die Massen der Objekte und D ist der Abstand zwischen ihnen.

Da Sie die Schwerkraft eines Objekts "erhöhen", machen Sie es entweder näher oder massiver. Das ist es.

Unter normalen Bedingungen könnte ein Liter Wasser 2 kg statt 1 kg wiegen. Sie haben es dichter gemacht, es ist nicht ein bisschen schwieriger, eine Flasche Wasser vom Kühlschrank zum Tisch zu tragen, aber das war's. Oder Ihr Zauber kann einfach eine andere Form Accio sein , da die Anziehungskraft einer TV-Fernbedienung auf Sie relativ stärker ist, wenn Sie sie halten, als wenn Sie sie verlassen haben (immer noch vernachlässigbar).

Gravitation ist die durch Masse verursachte Krümmung der Raumzeit

Magisch zunehmende Schwerkraft windet sich, um die Oberfläche der Raumzeit weiter nach unten zu schlagen. Eine bekannte Methode, um dies zu tun, besteht darin, die Masse des Objekts zu erhöhen, indem ihm mehr Materie hinzugefügt wird. Wenn es eine ausreichend große Masse hat, bildet sich ein Gravitationsbrunnen und Objekte um das Objekt herum, und auch die im Objekt enthaltene Materie selbst würde die Zunahme der Schwerkraft erfahren, dh eine nach innen gerichtete Kraft, zum Schwerpunkt des veränderten Objekts. Die meisten Objekte würden schrumpfen – das heißt zusammenbrechen – wenn die Schwerkraft auf ein extremes Niveau erhöht wird.

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Angenommen, dies würde im Weltraum auf einem Stern passieren, würde das Hinzufügen von Masse zum Stern dazu führen, dass Planeten auf den Stern zufallen und in eine andere stabile oder instabile Umlaufbahn gehen.

Wenn Sie auf der Oberfläche eines Planeten das Gravitationsfeld "eines Objekts" erhöhen würden, müssten Sie die Masse des Objekts ändern. Es würde einfach schwerer werden, als es vorher war... es wird etwas stärkere Magie erfordern, um extreme Ergebnisse zu erzielen, zB um Ihr Objekt zusammenbrechen zu lassen und in die Mitte eines Planeten zu fallen, um schließlich den Planeten zu verschlucken (kleines Schwarzes Loch). Die meisten Objekte würden zusammenbrechen und auf molekulare Größe schrumpfen. Es müsste in erster Linie schwer sein: Unter der Annahme, dass die Theorie der Hawking-Strahlung wahr ist, würde ein solches Mini-Schwarzes Loch bald verdampfen und verschwinden.

.. die Masse nicht zu ändern, erfordert ein Handschwenken

Angenommen, Ihr Magier wüsste, wie er die Form der Raumzeit in der Nähe des Objekts ändern kann, ohne seine Masse zu ändern. Es ist derzeit nicht bekannt, wie man das macht, aber man könnte sich eine magisch erreichte andere Raumzeitgeometrie vorstellen: Anstelle eines Stempels hätte man einen Stempel mit einer Blase nach oben, genau in der Mitte, der das Objekt selbst darstellt. Im Weltraum finden alle umgebenden Objekte eine stabile Umlaufbahn, anstatt von der Oberfläche angezogen zu werden, bleiben sie in einiger Entfernung in einer Umlaufbahn hängen, es sei denn, sie haben eine ausreichende Geschwindigkeit in Richtung Oberfläche. Dies ist ein Objekt, das eine "Eintrittsgeschwindigkeit" anstelle einer "Austrittsgeschwindigkeit" erfordert. Nochmals: Das ist Magie , keine Wissenschaft. Bisher wurde nichts dergleichen gefunden, und es gibt keine Theorie, die dies stützt.

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Alles an der Oberfläche will nach außen, was dieses Objekt instabil machen würde, es würde zu einer Hohlkugel explodieren. Um das zu lösen, könnte Ihre Raumzeit einen Schlag in die Mitte der Blase haben, so wie hier

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Im Weltraum könnte diese Geometrie für eine Sonne in einer (schweren) Dyson-Sphäre zählen . Jede Raum-Zeit-Geometrie ist denkbar , wenn Sie über genügend Technologie verfügen! Für uns wird es etwas Magie erfordern, um es zu realisieren.