Eine Waffe, um das Sonnensystem anzugreifen

Basis

Wir sind in dem Universum, das wir unser Eigen nennen, auf dem Planeten, den wir Erde nennen, in der physikalischen Umgebung und bekannten Realität, die wir annehmen. Soweit wir wissen, gibt es keine glatte "Magie" oder andere Dinge in dieser Richtung.

Konzept

Das Universum, in dem wir leben, wird von mehr oder weniger mächtigen Wesen mit Technologie besetzt, die wir nur schwer verstehen können. Sie befinden sich seit unergründlicher Zeit im Krieg mit anderen Wesen. Und bei einer ihrer seltsamen und mächtigen Waffen wurde das Leitsystem herausgenommen. Durch einen kolossalen Zufall entschied es sich, in unsere Richtung zu gehen und einen nahen Stern innerhalb seines Erfassungsbereichs, Sol, zu erfassen. Unsere Sonne. Sein Ziel ist einfach und wird während eines längst vergangenen Krieges viele Male verwendet. Töte einen Stern.

Grenzen

  • Keine Wurmlöcher
  • Keine FTL-Reisen
  • Waffe nicht größer als das 0,3-fache von Sols Masse
  • Keine Zeitreise
  • Keine Warp-Antriebe
  • Keine schwarzen Löcher oder Singularitäten
  • Keine dunkle Materie oder Antimaterie
  • Muss in weniger als 3 Jahren arbeiten
  • Es muss unmöglich sein, durch menschliche Anstrengung vollständig abzuschalten

Frage: Wie löscht oder zerstört man einen Stern vollständig, indem man eine Waffe im Bereich der bekannten Physik benutzt?

Beachten Sie, dass dies keineswegs dasselbe ist wie: Gibt es eine Möglichkeit, eine Bombe zu bauen, um einen Stern zu zerstören? , weil sich dies auf den Bereich der bekannten Realität bezieht.

Beachten Sie auch, dass ich nicht darum bitte, dass Sie meine Grundlage in Frage stellen.

Du fragst nicht nach einem Realitätscheck, sondern beschränkst dich auf bekannte Physik? Etwas muss nachgeben, denn was Sie verlangen, ist angesichts der bekannten Physik nicht möglich. Beachten Sie auch, dass "nicht größer als der Mond" und "nicht größer als die Masse von 0,3 Sonnenstrahlen" inkonsistent sind. Dreißig Prozent der Masse von Sol sind acht Millionen Mal größer als die Masse des Mondes .
Mit den von Ihnen beschriebenen Parametern wird es viel einfacher sein, nur den Hauptplaneten zu zerstören, als den Stern zu zerstören.
Können Sie definieren, was mit dem Töten eines Sterns gemeint ist?
Schöner Fang, @Samuel!
Eine 0,3-fache Sonnenmassenwaffe verfinstert den Stern leicht. Rüsten Sie es mit Atomwaffen aus und rammen Sie es in den Kern, und Sie könnten den Stern wahrscheinlich genug stumpf machen / beeinflussen, um das Leben auf jedem Planeten zu beenden.
Wenn Sie mit einer einigermaßen funktionellen Waffe einverstanden sind, können Sie so etwas wie die Protonenrakete aus der dritten Staffel von Battleship Yamato verwenden, die die Sonne in etwa einem Jahr zu einer Nova werden lassen sollte
Warum betrachten Sie diese Frage nicht als Duplikat der verknüpften Frage? Sie haben dasselbe gefragt, aber versucht, all diese Antworten auszuschließen.
Ich möchte alles wissenschaftsbasiert machen, anstatt nur ein Brainstorming der Wissenschaftsphantasie zu sein.
@CalebWoodman Das ist es auch, was die andere Frage verlangt und bekommt. Siehe zum Beispiel die Antwort von TimB . Aber beide Fragen selbst beinhalten, wie es scheint, ein gewisses Maß an Spekulation.

Antworten (6)

Einen Star zu „töten“ ist mehrdeutig. Bedeutet das, es auseinander zu sprengen? Es zum Nova machen? Ausschleichen? Spoiler-Alarm: Es spielt keine Rolle. Es gibt mehr als genug Spielraum in dieser Einschränkung, " Waffe nicht größer als 0,3-mal Sols Masse ".

Die Masse von 0,3 Sol ist extrem groß. 6x10 29 kg ist eine Menge Masse, mit der man arbeiten kann. Das sind 200 Jupiter. Das ist viel Masse. Wenn Sie so viel Masse haben, funktioniert rohe Gewalt ganz gut. So viel Masse und die Schwerkraft der Sonne ergeben zusammen so viel Energie, dass wir sie nicht einmal auf die Sonne werfen müssen, wir können sie einfach auf die Sonne fallen lassen .

Seine Auswirkungen auf die Sonne wären ... naja ... massiv. Wenn es erlaubt wäre, einfach aus dem äußeren Sonnensystem frei zu fallen, würde seine Aufprallgeschwindigkeit 6x10 5 m/s betragen (ich schätze unter Verwendung der Fluchtgeschwindigkeit der Sonne, bitte bearbeiten oder kommentieren Sie mit der vollständigen Berechnung ), was ihm eine Kinetik verleiht Energie von 1x10 41 J , was nach meiner Lieblingsseite auf Wikipedia 1/6 der Gravitationsbindungsenergie der Sonne entspricht : das heißt, wie viel Energie Sie benötigen, um die Sonne im Stil eines "Todessterns" auseinanderzublasen und zu verhindern, dass sie sich neu formiert.

Der Aufprall wird die Sonne und die Waffe auseinanderblasen und den Massenmittelpunkt des Sonnensystems in die Richtung wegfliegen lassen, in die sich die Waffe bewegte. Da wir die Gravitationsbindungsenergie der Sonne nicht überwunden haben, wird sich ein neuer Stern schließlich über einen sehr langen Zeitraum neu bilden, aber ich denke, das ist eine ziemlich gute Annäherung an " töte die Sonne ".

Ich habe nur die Energie des Sturzes in die Sonne als untere Grenze verwendet. Da Sie angeben " muss in weniger als 3 Jahren funktionieren", wie schnell müsste es in nur drei Jahren aus dem Erfassungsbereich zur Sonne gelangen? Dies hängt davon ab, wie weit entfernt es erkannt wird . Ich gehe davon aus, dass das Objekt wenig Energie ausstrahlt, um eine direkte Entdeckung zu vermeiden, aber ein so massives Objekt würde wahrscheinlich beginnen, die Umlaufbahnen der äußeren Planeten zu verändern. Wir können konservativ davon ausgehen, dass wir es irgendwo um die Umlaufbahn von Neptun 31 AE oder 4x10 12 Meter entfernt auffangen werden.

Um die Sonne in drei Jahren zu erreichen, wäre eine Durchschnittsgeschwindigkeit von 5x10 4 m/s erforderlich . Ich kenne die Mathematik nicht, die notwendig ist, um die durchschnittliche Geschwindigkeit des freien Falls in die Sonne zu berechnen ( bitte bearbeiten oder kommentieren, wenn Sie dies tun ), aber es scheint machbar, dass die Waffe keine große Anfangsgeschwindigkeit benötigt und einfach in die Sonne fällt wird tun.

Ihre Annahmen sind etwas fehlerhaft. Wenn ich über die Sonne auf die Erde einwirken wollte, hätte ich das gesagt.
@CalebWoodman Nun, es stellt sich heraus, dass sie doch nicht notwendig sind. :) Deine Waffe hat die Sonne gut getötet. Ich werde sie entfernen, da sie eine Ablenkung sind.
Der freie Fall direkt in Richtung Sonne ist nur eine besondere Umlaufbahn. Wenn Sie stationär beginnen, beträgt die Zeit bis zum Fallen die Hälfte einer Umlaufzeit und die große Halbachse der Umlaufbahn die Hälfte der Anfangsentfernung. Also nehmen wir die Umlaufzeit T = 2 π a 3 / μ , durch zwei teilen und ersetzen a → r 0 / 2 , und du bekommst t = π r 0 3 8 μ . Wenn wir kanonische Einheiten verwenden , μ = 1 und t Jahre = 1 4 2 ( r 0 AU ) 3 / 2 (wobei wir geteilt haben durch 2 π Weil 1   Jahr = 2 π   TU ).
... der Vorteil davon ist, wenn Ihr freier Fall 3 Jahre dauert, ist Ihre anfängliche Distanz ( 3 × 4 2 ) 2 / 3 ≈ 6.6   AU . Dies mag die Sonne überraschend schwach erscheinen lassen, aber denken Sie daran, dass die Sonne in einer Entfernung von etwa 5 AE etwa 12 Jahre braucht, um Jupiter durch einen vollständigen Kreis zu ziehen.
Das OP bat um eine Waffe, die Must be impossible to completely shut down via human effort. Interpretierst du das so, als würde es tatsächlich auf die Sonne treffen? Wenn das OP gemeint once fired, there's nothing the poor little Earthlings can do to prevent their sun from explodinghat, gibt es viel, was wir tun können. Feuern Sie etwas zurück, lassen Sie es explodieren, bevor es unsere Sonne explodieren lässt.
@DonielF Ich glaube nicht, dass Sie verstehen, wie viel Energie erforderlich wäre, um den Weg von 0,3 Sonnenmassen zu ändern, die in die Sonne fallen. Das sind 6e29 kg. Um seine Geschwindigkeit um 1 m/s zu ändern, muss 3e29 J angewendet werden. Um dies ins rechte Licht zu rücken, könnten Sie die Erde daran hindern, sich mit dieser Energie zu drehen. Wir bräuchten etwa das 1000- bis 10000-fache, je nachdem, wie früh wir es gefangen haben und wie schnell es sich bereits bewegt, plus eine Möglichkeit, es dorthin zu bringen und effizient anzuwenden. Das geht über die gesamte in unserem Sonnensystem verfügbare Sonnenenergie hinaus, weit über die Energie hinaus, die der Menschheit innerhalb der Beschränkungen der Frage zur Verfügung steht.
@DonielF Entschuldigung, ich habe vergessen, dass kinetische Energie das Quadrat der Geschwindigkeit ist. 1 m/s ist 3e29 J. 1 km/s ist 3e35 J, eine Million Mal mehr. 5 km/s, um eine Umlaufgeschwindigkeit auf der sehr optimistischen Umlaufbahn von Pluto zu erreichen, sind 7e36 J oder ungefähr 500 Jahre gesamte Sonnenenergie.
@Schwern Und was passiert, wenn es von einer Atombombe getroffen wird? Oder diesen Schaden anrichten lassen und dann einen anderen darauf losschicken? Wiederholen Sie den Vorgang nach Bedarf – wie viele Atomwaffen werden benötigt, um dieses Ding zu zerstören? Ich sagte explodieren, nicht seinen Kurs ändern, damit er nicht auf die Sonne trifft. Ich kenne das Trägheitsgesetz und die Mathematik hinter Vektoren.
@DonielF Trotz allem, was Hollywood Ihnen gesagt hat, wird eine Atombombe nicht einmal einem kleinen Asteroiden etwas anhaben. Die größte Atombombe, die Zarenbombe, hatte 2e17 J Energie, der größte Teil unseres nuklearen Arsenals ist viel kleiner. Unsere Menschen brauchen mindestens 3e29 oder das Äquivalent von 1.000.000.000.000.000.000 Tsar-Bomben, um ein Objekt mit 0,3 Sonnenmassen signifikant zu verändern. Diese Liste von Energiegrößenordnungen ist sehr lehrreich für das Verständnis dieser Art von Problemen (auch die für die Masse). en.wikipedia.org/wiki/Orders_of_magnitude_%28energy%29
@Schwern Würde es einen Unterschied machen, wenn wir zuerst etwas zum Durchgraben schicken würden, damit die Atombombe im Inneren des Dings explodieren könnte?
@DonielF Nein. Der Größenunterschied ist überwältigend selbst zwischen unserer größten Atombombe und der Energie, die erforderlich ist, um ein Objekt mit 6e29 kg zu bewegen. Um einen Unterschied von 18 Größenordnungen ins rechte Licht zu rücken: Wenn die benötigte Energie die Größe einer Person hat, entspricht die Energie der Zarenbombe ungefähr der Größe eines einzelnen Elektrons. Eine andere Sichtweise... wir haben alle Arten von Atomwaffen auf der Erde explodieren lassen, über und unter der Erde, und die Erde kümmert sich nicht darum. Dieses Objekt ist 100.000 Mal massiver als die Erde.

Ich denke, es gibt nur einen Weg, dieses Ergebnis bei bekannter Physik zu erreichen, und ohne Ihnen einfach zu sagen, dass es nicht funktionieren wird.

Ein außerirdisches Jahr = Eine Umlaufbahn einer Satellitengalaxie der Milchstraße

Die Außerirdischen haben das Gerät so konstruiert, dass es innerhalb von drei Jahren funktioniert. Wenn sie ihre Jahre nach der Umlaufzeit einer der Satellitengalaxien der Milchstraße zählen , könnte ein Jahr mehrere Milliarden Erdjahre betragen .

Auf diese Weise wird Sol in drei außerirdischen Jahren (mehr als sechs Milliarden irdische Jahre) sterben (wahrscheinlich früher!). Gehen wir die Liste durch:

  • Keine Wurmlöcher
    Check! Wurmlöcher sind sowieso kein Teil der bekannten Physik, sie sind hypothetisch!
  • Kein FTL Travel
    Check! Bereits keine FTL in bekannter Physik!
  • Waffe nicht größer als das 0,3-fache von Sols Massencheck
    ! Es kann die Größe eines einzelnen Atoms haben!
  • Kein Zeitreise-
    Check! Es sei denn, Sie zählen die zeitliche Vorwärtsbewegung mit einer Geschwindigkeit von einer Sekunde pro Sekunde.
  • Keine Warp-Antriebe
    Check! Bereits keine Warp-Antriebe in bekannter Physik!
  • Keine schwarzen Löcher oder Singularitäten
    Check! Wäre cool gewesen, aber naja.
  • Kein Dunkler-Materie- oder Antimaterie-
    Check! Nur die weiße normale Materie hier.
  • Muss in weniger als 3 Jahren funktionieren
    Check! Gut, dass Außerirdische keine irdischen Jahre verwenden!
  • Muss unmöglich sein, durch menschliche Anstrengung vollständig herunterzufahren
    Check! Keine Chance, dass wir das stoppen werden!

Dies ist offensichtlich keine sehr verheerende Waffe. Wenn eine verheerendere Waffe erwünscht ist (oder eine, die in der Größenordnung von drei irdischen Jahren wirkt), müssen wir entweder die bekannte Physik brechen oder ein Schwarzes Loch verwenden, das dreißig Prozent der Sonnenmasse ausmacht.

Das ist sehr clever, aber unbefriedigend, da es auf Wortspielen beruht.
@Schwern Dem stimme ich nicht zu. Aber angesichts der ausdrücklichen Bitte des OP nach "kein Realitätscheck" einer imaginären Sache mit echter Wissenschaft ist dies das Beste, was mir einfällt.
Aber Sie ignorieren die Idee, eine Waffe zu haben, nämlich eine, die auf den Stern zeigt und etwas damit macht. Es ist nichts Kriegartiges, darauf zu warten, dass deine Feinde sterben.
Der Einsatz einer Waffe ist Teil der Hauptfrage
@CalebWoodman Das sind Aliens. Wer sagt, dass sie in menschlichen Zeitskalen denken? ;)
@CalebWoodman Kennst du die als Belagerung bekannte Kriegstaktik? Sie warten darauf, dass Ihre Feinde sterben. Nichts zu tun, um den Tod der Sonne zu stoppen, kann als Angriff angesehen werden, wenn sie die Fähigkeit haben zu helfen.
@Samuel Eine Belagerung ist eine Form von Strategie und ein Muster, aber keine bestimmte Waffe, nur ein Konzept.
Bearbeiten Sie, um eine Sache hinzuzufügen, um die Neinsager zufrieden zu stellen: Während der drei galaktischen Jahre haben sie eine kleine Masse auf 0,999 c beschleunigt . Es gibt genügend Gleichungen in diesem Thread, um herauszufinden, wie groß oder klein eine Masse ist, die Sie benötigen, und welchen willkürlichen Wert von 0,999 ... Sie erreichen müssen. Ein Molekül kann eine lächerliche Anzahl von "9" benötigen, um der Sonne genügend Energie zuzuführen, aber es passt immer noch zu den Parametern.

Alles, was benötigt wird, ist ein Stück Materie mit einer Ruhemasse, die das 0,3-fache der Masse von Sol beträgt, sich aber bei 0,9999 c bewegt. Es spielt keine Rolle, ob es sich um Neutronium, kondensierte Materie oder einfach nur um normale Materie handelt - schlagen Sie damit auf die Sonne, und es wird nicht viel übrig bleiben. Es wird viel weniger als drei Jahre dauern – es wird alles in Sekundenschnelle vorbei sein (plus Reisezeit, also müssen wir davon ausgehen, dass es bereits am richtigen Ort ist und sich in die richtige Richtung bewegt, was erlaubt ist Ihr Szenario).

Eine so hohe Geschwindigkeit ist übertrieben und würde bei 4x10^48 J die 20-fache Masse-Energie der Sonne erfordern. Um die Gravitationsbindungsenergie der Sonne zu überwinden (dh sie auseinander zu sprengen), müssen Sie nur die kinetische Energiegleichung für v oder lösen sqrt(2F/m) = v. F ist die gewünschte gravitative Bindungsenergie der Sonne (7x10^41 J), m ist die Masse der Waffe (6x10^29 kg). Eine Geschwindigkeit von "nur" 1,5 x 10 ^ 6 m / s reicht also aus, nur 0,005 c.
Wie beschleunigt man in der bekannten Physik so viel Masse auf diese Geschwindigkeit?
@Samuel "Mit Technologie können wir nur schwer verstehen", wie in der Frage angegeben. Es bricht keine bekannten Gesetze der Physik.

Das mondgroße Objekt nähert sich dem Sonnensystem. Wenn es sich der Sonne nähert, zerfällt es in eine riesige Reihe von Spiegeln mit perfektem Breitspektrum-Reflexionsvermögen. Diese umgeben die Sonne, reflektieren das Licht der Sonne zu sich selbst zurück und verdunkeln den Stern vollständig. Um die Position zu halten und Interferenzen abzuwehren, wird der Sonnenwind von jedem Spiegel gesammelt und mit relativistischer Geschwindigkeit von der Sonne weg geschossen, um auf jedes Objekt zu zielen, das es wagt, sich innerhalb weniger 10 Millionen Kilometer zu nähern.

Die Sonne produziert 3,8 x 10^26 Joule/Sek . oder ~10^34 Joule/Jahr, also wird sie die Sonne in 3 Jahren nicht vollständig zerstören. Wenn die Hülle jedoch nach 3 Jahren versagt – vielleicht auf geplante Weise – um den Äquator der Sonne herum, würde die zusätzliche Energiefreisetzung alle nahe gelegenen lebenserhaltenden Planeten braten. Und offensichtlich hätten 3 Jahre Dunkelheit bereits alle Ökosysteme abgetötet.

Dies ergibt eine Schätzung von 1,8 x 10 ^ 26 kg für eine Dyson-Kugel bei 1 AE; unser Spiegelschwarm wäre viel näher (0,1 AU oder weniger); Wenn die Masse als Würfel der Entfernung skaliert wird, wären nur etwa 10 ^ 23 kg Material erforderlich, ungefähr die Masse des Mondes.

Nun, wenn Sie etwas wollten, das keine obszönen Arten von Energie benötigt, um auf Lichtgeschwindigkeit zu kommen, wäre es ziemlich einfach, einen großen Brocken träger oder schwerer Elemente in die Sonne zu schleudern und es unfähig zu machen, die Fusion fortzusetzen. Dies ist immer noch eine Variation der "Kugel" -Idee. Wie wäre es also mit etwas, das die Zerstörung eines Sterns relativ unbeschadet überstehen könnte? Wie wäre es mit einem massiven Magnetbeschleuniger, der in der Lage ist, einige tausend Meilen von der Oberfläche des Sterns entfernt zu schweben und Sonnenenergie und überschüssigen Wasserstoff (für Fusionskraft und Treibmittelmasse) zu sammeln, während er das Plasma an der Oberfläche aufsaugt und es weit weg ausstößt das Sonnensystem. Schließlich würde der Sonne das schmelzbare Material ausgehen und sterben, während die Waffe wieder mit Energie versorgt und mit reaktiver Materie gefüllt würde, um erneut auf der Suche nach neuen Zielen durch die leere Weite des Weltraums zu driften. Um zu verhindern, dass es abgeschaltet wird, ist es vielleicht in der Lage, einen Teil oder den gesamten Plasmastrom als Selbstverteidigungsmechanismus auf Angreifer umzuleiten? obwohl angesichts der aktuellen Technologie, nur so nah an der Sonne zu sein, an und für sich eine ziemlich gute Abschreckung wäre ...

Ich verweise auf die graue Bombe. Dies ist eine Zusammensetzung aus sich selbst replizierenden Nanobots, die nur zur Reproduktion entwickelt wurden. Sie würden so programmiert, dass sie verfügbare Elemente nutzen. Beim Erreichen einer Planetenoberfläche setzten sie dann die gesamten Planeten in unzählige Kopien ihrer selbst wieder zusammen und reduzierten so alles zu grauem Brei. Vielleicht könnte es Nanobots geben, die entwickelt wurden, um mit den extremen Bedingungen auf Sternenoberflächen fertig zu werden, sie zu fressen und bis ins Mark zu kühlen.

Kein bekanntermaßen machbarer wissenschaftlicher Nanobot könnte irgendwo in der Nähe der Sonne überleben ... :(
Das Problem dabei ist, dass die Grey-Goo-Theorie sowieso totaler Quatsch ist - sie könnte in der Sonne funktionieren, aber dann verlassen Sie sich auf etwas, das entweder aus Wasserstoff besteht oder irgendwie auf kontrollierte Weise eine anhaltende Fusion auf Befehl durchführt, keines von beidem die nach bekannter Wissenschaft machbar sind.
Ich mag diese Idee. Wir hoffen jedoch, dass ihr Recht habt.
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