Selbst wenn die Stadt nur 1 km dick wäre, würde sie einen merklichen Bruchteil der Materie im beobachtbaren Universum enthalten. Wenn die Stadt die gleiche Dichte wie die Erde hätte, hätte sie eine Masse von ~$5\times10^{41}$g, und das Universum ist$3\times10^{55}$g. So wie es sie gibt$10^{11}$Galaxien, würde dies bedeuten, dass die Stadt die Masse einer Galaxie hat.

Es würde sich selbst schreckliche Gravitationsprobleme bereiten; Insbesondere würde es einen immensen Druck ausüben, nach innen in die Mitte zu kollabieren, wo es zu einem riesigen schwarzen Loch werden würde. Dass es keine Kugel ist, bedeutet, dass es nicht stabil sein kann. Wenn es eine Kugel wäre, würde es mehr Materie erfordern, als das Universum hat.

Der logischste Weg, eine so große „Stadt“ zu bauen, besteht darin, sich in die Oberfläche eines 3D-Objekts einzuschreiben. Eine Sphäre kommt mir in den Sinn, zumal die Dyson -Sphäre oder der Schwarm auf dieser Seite ein abgegriffenes Thema ist, mit einigen hervorragenden Antworten.

Da die Oberfläche einer Kugel ist$4\pi r^2$, können wir rückwärts nach dem Radius einer Kugel mit der Oberfläche 1 ly auflösen$^2$, was uns gibt$\sqrt{\frac{1}{4\pi}} = 0.28 \text{ ly}$.

Um die Auswirkungen der Gravitation zu minimieren, möchten Sie dieses System als eine Reihe von umlaufenden Oberflächen in 0,28 ly Entfernung von einem Stern konstruieren. Wie bereits erwähnt, können diese Oberflächen nicht so massiv (dh nicht zu tief) sein, sonst benötigen sie eine Galaxie von Baumaterialien. Die andere Sorge besteht darin, einen Stern zu finden, der genug Energie abgibt, um eine Oberfläche in 0,28 ly Entfernung (fast 600-mal weiter entfernt als Neptun) zu versorgen. Es gibt viele superstarke Sterne da draußen, Sie müssen nur einen finden, der lange genug stabil ist, damit sich der Bau dieser Struktur lohnt.

Wie wäre es mit einer ganz anderen Herangehensweise an Ihre Stadt:

Wir brauchen immer noch Handwavium, um es zu bauen, aber wir können die Gravitationsprobleme vermeiden. Sie sagten "flach", aber ich glaube nicht, dass die Insassen etwas gegen meine Antwort haben werden: Bauen Sie einen Zylinder mit einer Länge von 1 Ly und einem Durchmesser von 1/2π Ly. Sie haben ein quadratisches Lichtjahr auf der Innenseite des Zylinders. Wenn ich nicht irgendwo eine Null weggelassen habe (warum lehnen so viele Webrechner die wissenschaftliche Notation ab??), ist der Spin, der benötigt wird, um 1 g nach außen zu halten, nur etwas über 0,1 c.

Die Stadt wird für ihre Bewohner immer noch flach sein, aber der Himmel wird immer auf die andere Seite der Stadt blicken (obwohl zu weit entfernt, um etwas aufzulösen, wird es nur ein beleuchteter Bereich sein). Spin-Effekte sollten keine Rolle spielen. Da es keine Gravitationsmasse hat, ist es tatsächlich einfacher zu kommen und zu gehen, und Sie können auf einer Strecke statt in einem Raumschiff beschleunigen.

Irgendwas du willst?

Dies sollte eigentlich ein Kommentar sein, aber Ihre Frage liefert bei weitem nicht genug Daten , um zu raten . Ich werde dies immer noch als Antwort schreiben, da es bedeutet, dass ich mir keine Gedanken über die Anzahl der Zeichen machen muss und, was noch wichtiger ist, dass Sie möglicherweise sogar eine unvollständige Liste der relevanten Probleme haben.

Erstens, und das ist ziemlich wichtig, welche Art von Oberflächengravitation haben sie? Wenn sie auch nur annähernd ein G auf einer im Wesentlichen zweidimensionalen Struktur haben, werden sie absolut eine gravitische Superwissenschaft haben, die erschwinglich und äußerst zuverlässig und stabil ist.

Es ist theoretisch (glaube ich, ohne zu rechnen) möglich, eine Struktur zu bauen, die wie ein Blatt in großem Maßstab und dick genug ist, um auf beiden Oberflächen eine normale Oberflächengravitation zu haben, aber der von Mathily angenommene Kilometer wäre nicht annähernd genug dafür. Nicht, dass die wenigen zusätzlichen Größenordnungen wirklich einen Einfluss auf seine Schlussfolgerung haben würden.

Und wenn sie die Schwerkraft sowieso mit fortschrittlicher Gravitik kontrollieren, wären die "Schwerkraftimplikationen" auch von den Ingenieuren ("Gravitik" + "Architekten" -> "Gravitechs"?) Entworfen worden, die die Struktur entworfen haben. Sie würden also die Implikationen erkennen, wenn Sie darüber nachdenken, welche Ziele die Bauherren beim Entwerfen der Struktur verfolgten.

Ich kann nicht wirklich darüber spekulieren, da ich Ihre Einstellung nicht kenne, aber ich würde sagen, es würde einen sehr überzeugenden Grund dafür brauchen, dass die Struktur so flach ist, wenn die Technologie es ihnen erlauben würde, die Oberfläche über ein komplexes 3D zu verteilen ( oder sogar mit wenigen zusätzlichen Abmessungen, wenn ihre Technik dafür gut genug ist) Form. Also sollte es IMHO eher ein Fadenknäuel mit Querverbindungen sein als ein Blatt.

Aber ich bin sicher, es gibt viele plausible Gründe, warum sie es stattdessen flach machen würden, wenn das wichtig ist. Sagte nur, dass Sie einen liefern müssten. Sogar etwas wie „die Bauherren waren wirklich komisch“ würde ausreichen.

Die andere Möglichkeit besteht darin, sich nicht um die Oberflächengravitation zu kümmern oder sie bei Bedarf mit Spinhabitaten zu versorgen. In diesem Fall wäre die Dichte viel geringer als von Mathis angenommen. Wahrscheinlich unter der Luftdichte mit Vakuum zwischen bewohnbaren Bereichen. Es wäre wirklich ein sehr dünnes und spärliches Netz aus sehr dünnen Strängen.

Selbst dann glaube ich nicht wirklich, dass Ihre gewünschte Form eines 2D-Blatts stabil gemacht werden kann. Die Struktur ist einfach zu groß und ein Blech ist einfach eine zu instabile Form. Wahrscheinlich eine gute Sache, da es auch für die Logistik ziemlich ineffizient ist ...

So etwas wie ein dünner Ring, der sich schnell um seinen Massenmittelpunkt dreht, vielleicht? Machen Sie den Strang, aus dem der Ring besteht, hohl und drehen Sie ihn, und die Innenflächen der Stränge können bewohnbar sein und die richtige Größe der kombinierten Oberfläche haben.

Super-Wissenschaft ist wahrscheinlich näher an dem, was gewünscht wird?

Ich entschuldige mich für eine Antwort, die nicht einmal versucht, Ihre Frage zu beantworten, aber ich hoffe, sie ist nützlich.

Als Kommentar gedacht, aber schlechte Angewohnheit, Kommentare zu entfernen und sie in Chats, Limits usw. zu verschieben

Primum, OP sollte sich Isaac Arthur, Megastructures, ansehen - es ist nur obligatorisch, in chronologischer Reihenfolge zu schauen, ich schließe das aufgrund seiner Kommentare.

Secundo, ich muss 2D- vs. 3D-Lösungen ansprechen.

Die gesamte verfügbare Oberfläche dieser 1-2- ^Stadt kann in viel kleinere 3D-Strukturen gepackt werden, aber es gibt ein Argument dagegen - weniger Außenfläche, die Sie haben, weniger Energie, die Sie innerhalb dieses Objekts verbrauchen können.

Selbst der Kingledion- Vorschlag verbraucht zweimal weniger Energie als der flache, da der flache zwei emittierende Oberflächen hat, die Kugel nur eine, wenn die Masse der Lösungen gleich ist, also ist sie pro Masse der Konstruktion zweimal weniger effizient.

Auf diese Weise gibt es Argumente, warum jemand vielleicht lieber flach baut, anstatt komplexere Formen.

Allerdings ist OP hier umstritten:

• Stellen Sie sich eine Stadt vor, die wie ein Stoff im Raum schwebt - sieht für mich wie eine flache Oberfläche aus oder nicht wie eine flache Oberfläche

• Ein Quadratlichtjahr ist einfach ein Maß für die Fläche einer Stadt, aber nicht unbedingt eine Beschreibung ihrer Geometrie. - sieht für mich wie eine Kugel aus.

jemand fragt - Warum sollte die Bevölkerungsdichte hoch sein? Die Antwort ist einfach, weil ein Mensch etwa 10 kW 24.7.365 oder weniger für seine Bedürfnisse benötigt, also kann diese Stadt möglicherweise 1 Mensch pro etwa 20 Quadratmeter Außenfläche haben, und sie ist ein kleines bisschen dichter als Top1 aus der Liste Liste von Städte nach Bevölkerungsdichte , also hängt es wahrscheinlich von der Definition dessen ab, was wir als hohe Bevölkerungsdichte bezeichnen sollten.

Ja, OP muss definieren, wie viele Leute er will, wie viel Energie sie verbrauchen sollen, welche Form die Stadt haben soll usw.

Ich sollte jedoch darauf hinweisen, dass eine flache Stadt dieser Größe möglich ist, und ich würde ihre Masse auf weniger als 1/1000 der Milchstraßenmasse schätzen, deutlich weniger (Größenordnungen, etwa 10 t oder weniger pro Mensch). Abhängig von der Technologie kann die Implementierung unterschiedlich sein, aber für die Schwerkraft schlage ich einen Ansatz für Weltraumlebensräume vor (rotierender kleiner Block mit 20-200 Millionen Menschen im Inneren, dies kann auch bei der Verwaltungsorganisation helfen, was ein weiteres Q des OP ist).

Die Menge der Energie, die sie verbrauchen, wird etwa 1/1000 der Energieproduktion der Milchstraße betragen.

Flach ist als Form in Ordnung, die doppelte Energiedissipation pro gleicher Masse ist ein gutes Geschäft, in einer Situation, in der sie sich 2-mal weniger von anderen Sternensystemen verstellen sollten.

Außerdem empfehle ich, es in der Nähe von Massive Black Hole zu bauen, es wird ihnen helfen, Energieprobleme zu lösen, vielleicht ist der Stern, der eine Supernova sein wird, ein guter Ausgangspunkt, da er in der Anfangsphase einen erheblichen Schub geben wird, indem er die für den Betrieb erforderliche Energie liefert / mit anderen Sternen manipulieren, obwohl Sie etwas besser vorbereitet sein sollten, als es in dieser Antwort erwähnt wird, haben Sie genug aktive Materie.

Ein supermassives Schwarzes Loch wäre auch der perfekte Ort für die Stadt.

Aber zuerst müssen Sie entscheiden, was das Ziel der Stadt ist, was sie (Bürger) erreichen wollen? Die Beantwortung dieser Frage kann bestimmen, was es sein sollte, und das wird besser, als die Beantwortung einer Frage - wie kann ich ein Objekt mit beeindruckender Größe haben.

Okay, ungeachtet des Materials, aus dem diese Stadt besteht, sie muss in einem künstlichen Schwerkraftfeld irgendeiner Art gebaut werden, oder sie wird hydrostatisch zusammenbrechen und sich in eine feste Kugel verwandeln, die für die Bewohner ... unordentlich ... sein wird. Vorausgesetzt, es hatum unter künstlicher Schwerkraft gebaut zu werden, kann es "sinnlich flach" gemacht werden, ohne in Wirklichkeit besonders geradlinig zu sein. Gravitationsflachheit ist eine Grundvoraussetzung für den Bau der Struktur überhaupt. Dies bedeutet, dass Ihr Innenohr nichts anderes kennt und Sie keinen atmosphärischen Gradienten haben, um irgendwelche Höheneffekte zu erzeugen. Visuelle Ebenheit erfordert, dass sich lange Oberflächen leicht nach unten krümmen, möglicherweise in eine Schleife, wobei nur eine Seite zum Wohnen verwendet wird, um flach zu erscheinen; das menschliche auge nimmt große ebene flächen als konkav wahr. Die Griechen hatten eine Reihe von architektonischen Tricks mit subtilen Kurven, die das Auge täuschen ließen, dass die Dinge flach waren, diese waren notwendig, weil tatsächliche flache Oberflächen nicht so ausseheneben. Das Zentrum würde sich nicht vom Rest unterscheiden, da die Schwerkraft künstlich ist. Sie müssen die Schwerkraftwellen entweder direkt oder mithilfe virtueller Masse manipulieren, um dies zu tun. Eine Reihe von Technologien wurde von verschiedenen Autoren dafür vorgeschlagen, wie z. B. Collapsium von Wil McCarthy, das durch fraktalen Ausgleich der Kräfte zwischen seinen konstituierenden Massenknoten zu linearen Strukturen stabilisiert werden kann, oder Cavitronics von meinem Favoriten David Brin, mit dem virtuelle Masse aus dem Rohraum erzeugt wird -Zeit hat es so viele, viele Verwendungen und Auswirkungen.