Aus wissenschaftlicher Sicht wäre ein Gasplanet, der klein genug ist, um die mit einem Gasriesen verbundenen Probleme zu vermeiden, zu klein, um eine Gashülle zu halten, es sei denn, es wäre extrem kalt (in diesem Fall wären Gase wie Sauerstoff und Stickstoff gefroren). aus und hinterlässt eine Atmosphäre aus Wasserstoff und Helium).

Die Alternative wäre, stattdessen konstruierte Welten zu betrachten. Das, was Sie suchen, was ich finden kann, ist der "Gravitationsballon", der so ziemlich dem entspricht, wonach er sich anhört: ein mit atembaren Gasen gefüllter Ballon, der in einem Asteroiden aufgeblasen wird und den Gravitations-"Druck" des Asteroiden nutzt Asteroid, um seine Integrität zu bewahren (ganz zu schweigen von der Masse des Asteroiden, die Abschirmung, Schutz vor Mikrometern und ein gewisses Maß an Temperaturkontrolle bietet). Hier gibt es eine ganze Seite, die der Mechanik und mathematischen Erforschung der Idee gewidmet ist: http://gravitationalballoon.blogspot.ca

Beachten Sie, dass Sie einen Gravitations-Weltraumballon so groß oder klein bauen können, wie Sie möchten. Der Autor stellt sich große Asteroiden vor, die von Hohlräumen durchsetzt sind, die mit diesen Ballons gefüllt sind und Milliarden von Menschen beherbergen, aber je nach Material wird es eine Reihe von Ballons in allen Größen geben verfügbare Bevölkerung, die unterzubringende Bevölkerung und die politischen, sozialen und wirtschaftlichen Bedingungen des Umfelds.

Die endgültige Größe eines Gravitationsballons wurde von Dani Eder berechnet und ist ziemlich fantastisch. Technisch gesehen ist dies ein vollständig mit Gas gefülltes Konstrukt (in diesem Fall ein zentraler Kern aus Wasserstoff), das einige Membranen verwendet, um zu verhindern, dass sich die Gase vermischen, und eine Außenhülle aus Stahl, um einen Gegendruck für den Ballon bereitzustellen. Die maximale Größe beträgt 240.000 km im Radius, der ungefähr das 1400-fache der nutzbaren Oberfläche der Erde bietet, viel Platz für Ihre Umgebung .... http://yarchive.net/space/exotic/bubbleworld.html

Brauchst du eigentlich einen Planeten? Wenn nicht, lesen Sie The Integral Trees and The Smoke Ring von Larry Niven. Beide befinden sich in einem Gastorus, der von einem unbewohnbaren Planeten abgezogen wird, wobei das Ganze durch die Nähe zu einem Neutronenstern in Schach gehalten wird. Es ist nicht dauerhaft stabil und könnte wahrscheinlich keine intelligente Spezies entwickeln, bevor es sich auflöst, aber wenn es von woanders ausgesät würde, könnten sich Dinge entwickeln.

Strahlung

Muss kein Problem sein, wenn der Planet ruhige, ruhende Sterne umkreist. Beachten Sie, dass selbst in unserem Sonnensystem die Sonnenstrahlung ziemlich überlebensfähig ist, es sei denn, es gibt eine Sonneneruption. Sie betrachten also K- oder M-Sterne (Sie könnten etwa eine Billion Jahre warten, bis sich die Fackeln beruhigen – aber auf der anderen Seite hätten Sie einen sehr stabilen Stern mit vielen Billionen Jahren im Voraus).

Alternativ können Sie Ihren "kleinen felsigen Kern" in einen "kleinen metallischen Kern" umwandeln, und Sie können ein voll funktionsfähiges Magnetfeld haben, das selbst für sonnenähnliche Sterne kein Problem darstellt.

Schwere

Nehmen wir Saturn als Modell – seine „Oberflächen“-Schwerkraft ist es$10.44 m s^{-2}$, das ist praktisch das gleiche wie die Erde. Beachten Sie, dass die Schwerkraft nicht nur von der Größe des Planeten abhängt, sondern von seiner Masse (linear) und seinem Radius (umgekehrtes Quadrat). Unter der Annahme einer kompatiblen Dichteverteilung (was nicht zutrifft, insbesondere wenn Gase unter Druck eine Phasenänderung in metallische Form erfahren, aber trotzdem), hängt die Masse vom Volumen ab, das ein Kubikradius ist.$r^3$für Masse wird durch aufgehoben$r^{-2}$für den Radius und die Abhängigkeit ist schön linear – bei Planeten gleicher Dichte nimmt die Gravitation linear mit dem Radius zu.

Da die Masse Dichte mal Volumen ist, hängt die Schwerkraft linear von der Dichte ab (bei gleichem Radius). Wenn Sie also die (durchschnittliche) Dichte des Planeten erhöhen, müssen Sie den Radius um denselben Betrag verkleinern, um die Schwerkraft gleich zu halten.

Druck

Kein Problem, wählen Sie einfach die gewünschte Höhe aus. Denken Sie an die barometrische Formel . Eine Änderung der Temperatur macht es komplizierter, aber Sie können immer noch einen angenehmen Druck aufnehmen.

Luft

Hier wird es interessant. Nehmen wir (der Einfachheit halber) einen Planeten aus Sauerstoff an. Am Beispiel Saturn besteht er hauptsächlich aus Wasserstoff, der eine Dichte hat$0.09 kg\cdot m^{-3}$(bei 1 bar und "normaler" Temperatur). Die Sauerstoffdichte ist$1.4 g\cdot m^{-3}$(sein Atomgewicht (16) mal die Wasserstoffdichte). Also um die Schwerkraft bei zu halten$1g$, erinnern Sie sich, dass der Radius des Planeten 16-mal kleiner sein sollte als der des Saturn – das heißt$60000 km/16 \approx 3750 km$, dh etwa 60 % der Erde.

Nun, Sie möchten nicht bei 1 bar reiner Sauerstoffatmosphäre leben – es ist ungesund und gefährlich – alles Brennbare wird ziemlich heftig verbrennen . Sie benötigen 0,2 bar Sauerstoffpartialdruck, was bedeutet, dass Sie sich nur etwa 12 km nach oben bewegen.

Oder Sie können 75 % Stickstoff mischen, und es wird die Zahlen nicht viel ändern und die Atmosphäre sehr erdähnlich machen.

Kalt

Nehmen wir wieder Saturn – bei 1 bar Druck beträgt die Temperatur 134 K, viel zu niedrig für menschliches Leben ohne fremde Hilfe. Da die Schwerkraft und Größe des Planeten jedoch mit der Erde vergleichbar ist, erhöhen Sie einfach die Sonneneinstrahlung auf das Erdniveau (oder etwas mehr, da keine Treibhausgase vorhanden sind).

Zusammenfassen

Sie haben einen Planeten aus Sauerstoff (und einigen anderen Gasen, wie Wasserdampf, den Sie lieber zum Überleben brauchen), etwas (60%) kleiner als die Erde, mit erdähnlicher Sonneneinstrahlung. Es ist perfekt bewohnbar, wenn Sie es schaffen, auf der richtigen Höhe zu schweben (dh mit Wasserstoff- oder Heliumballons). Wenn Sie etwas fallen lassen, wird es durch den Druck zerquetscht – aber lange vorher wird ein zunehmender Sauerstoffdruck es ziemlich explosionsartig verbrennen lassen (wenn es brennbar ist). Bei den Drücken im Zentrum wird sich Sauerstoff wahrscheinlich in eine metallische Form verwandeln, die ein Magnetfeld erzeugen wird, das nützlich (aber nicht unbedingt notwendig) ist, um vor Sonneneruptionen zu schützen.

Nun stellt sich die Frage, könnte ein solcher Planet natürlich vorkommen? Die Antwort ist mit ziemlicher Sicherheit nein. Sie benötigen eine protoplanetare Scheibe, die hauptsächlich aus Sauerstoff (und Stickstoff) besteht, aber keinen oder wenig Wasserstoff (der auf dem Sauerstoffplaneten brennt und den dringend benötigten Wasserdampf liefert). Solche Umstände sind schwer vorstellbar. Der Planet müsste bewusst konstruiert werden. Außerdem wird jedem Leben feste Materialien (wie Kohlenstoff) fehlen, da alles bis auf den Kern herunterfällt (obwohl Kohlenstoff verbrennt und zumindest ein Teil davon in Form von recycelt wird$CO_2$). Es müsste importiert und schwebend gehalten werden.

Sie können Strahlung und Schwerkraft als Probleme vergessen, wenn Sie wollen. Wie andere bereits betont haben, könnte ein Magnetfeld die Strahlung ablenken (genau wie die der Erde), und die Schwerkraft an der Oberfläche eines Gasriesen ist nicht unbedingt so extrem.

Was die anderen Faktoren betrifft: Es scheint, dass Sie eine Situation benötigen, in der der Druck ungefähr ein bar beträgt, die Schwerkraft ungefähr auf G liegt und der Sauerstoffgehalt ungefähr 20% beträgt und alle diese Bedingungen in derselben Höhe auftreten innerhalb der Atmosphäre des Planeten. Saturn kommt ihm tatsächlich ziemlich nahe, abgesehen vom Sauerstoffgehalt (er hat praktisch keinen).

Wenn wir eine halbgebildete Extrapolation machen, könnten wir vermuten, dass ein planetarer Körper existieren könnte, der alle Ihre Anforderungen erfüllen würde. Er wäre kleiner als Saturn, näher an seiner Sonne und hätte eine Atmosphäre, die der der Erde ähnlicher wäre, mit Stickstoff, Sauerstoff, Wasserdampf und Kohlendioxid. Menschen könnten dort überleben, indem sie in der Schicht herumschweben, wo der Druck ~ 1 bar beträgt. Ich weiß nicht, ob es einen plausiblen Weg für die Entstehung eines solchen Planeten gibt; In unserem Sonnensystem ist es sicherlich nicht passiert. Wenn Ihnen auch nichts einfällt, sagen Sie einfach, dass Außerirdische es getan haben, oder ignorieren Sie die Frage ganz.

Man würde annehmen, dass es, damit Menschen in dieser Umgebung leben können, (mindestens) eine Art Pflanze geben muss, die sich auch hier an das Leben angepasst hat. Ein Organismus wie ein lebender Zeppelin, der Wassermoleküle durch Photosynthese abbaut und den Wasserstoff in einer Membran für den Auftrieb sammelt, könnte sowohl eine Nahrungsquelle als auch eine stabile Plattform für Menschen bieten, auf der er schwimmen kann; Ein ausreichend reiches Ökosystem dieser Zeppelinpflanzen würde es den Menschen ermöglichen, mit jedem Technologieniveau bis einschließlich Null zu überleben. Wenn er vorsichtig angezapft wird, könnte ein Zeppelinbaum, der groß genug ist, dazu gebracht werden, eine kleine Menge Wasserstoff zu "lecken", um ihn als Kochflamme oder Energiequelle zu verwenden. Ich sage "vorsichtig", weil der Baum sinken würde, wenn Wasserstoff schneller angezapft würde, als er wieder aufgefüllt werden kann, und natürlich, wenn er überhitzt,

Interessante Eigenschaften dieser Welt:

• Es ist viel, viel größer als die Erde. Bewohnbare Oberfläche mindestens 100x größer.

• Metalle und schwerere Elemente, sogar Spurenmetalle zur Unterstützung der Körperchemie, sind möglicherweise schwer zu bekommen, da sie normalerweise nicht in der Luft schweben. Vielleicht haben einige der größten, ältesten „Bäume“ Wurzeln bis an die Oberfläche versenkt oder nahe genug, um einige dieser Spurenelemente zu sammeln und sie zu ihren Blättern zu transportieren, die die Menschen dann essen müssen, um Kalzium für ihre Knochen zu bekommen , Eisen für ihr Blut usw. Dies würde auch dazu führen, dass die Technologie auf natürlich vorkommende Materialien beschränkt bleibt. Menschlicher Knochen könnte die härteste verfügbare Substanz sein, was interessante kulturelle Implikationen hätte. ^o^

• Die primitivsten Menschen hätten keine Kontrolle über ihre Bewegung durch die Atmosphäre; Sie schwebten herum, wohin die Luftströmungen sie trugen, und trieben mit den Bäumen. Sie könnten daher extremere jahreszeitliche Schwankungen erfahren, als wenn sie auf einem festen Breitengrad existieren würden, weil sie manchmal in der Nähe der Polarregionen, manchmal in der Nähe des Äquators driften.