Die Hollow-Earth- Theorie ist/war eine pseudowissenschaftliche Idee, dass sich unsere Welt tatsächlich im Inneren einer großen Kugel befindet. Der „Himmel“ zeigt nach innen zum Zentrum, wo die „Sonne“ (eine Lichtquelle) steht, während der „Boden“ nach außen zeigt.
Nehmen wir an, wir haben einen Planeten von der Größe der Erde, außer dass es sich um eine hohle Erde handelt. In Wirklichkeit ist es einfach ein erdgroßer Hohlraum in einem größeren Körper, insbesondere eine Art künstliche Megastruktur. Ich hatte angenommen, dass besagte Megastruktur kugelförmig ist, aber ich hätte es eindeutig ausdrücklich sagen sollen, also werde ich es jetzt tun. Die Struktur wird sphärische Symmetrie haben und so einheitlich wie möglich sein.
Ist es möglich, einen Mond in die Kugel zu setzen - irgendwo zwischen der zentralen Lichtquelle und dem "Boden" - und ihn in einer "Umlaufbahn" um das Zentrum bewegen zu lassen? Würde der Mond in den Boden stürzen oder wäre er stabil?
Ich bin mir fast sicher, dass der Mond nicht so groß sein kann wie der Erdmond, aber ich kenne keine vernünftige Größe. Ich bin mit allem zufrieden, was größer ist als beispielsweise Janus oder Epimetheus .
Bonusfrage (muss nicht beantwortet werden): Ist der Aufbau möglich, wenn die hohle Erde nichtsphärisch, dh ellipsenförmig ist?
Körper aus bekannten Materialien in der Größe von Erde und Mond befinden sich im „hydrostatischen Gleichgewicht“ ,
Dies tritt auf, wenn externe Kräfte wie die Schwerkraft durch eine Druckgradientenkraft ausgeglichen werden.[1] Zum Beispiel verhindert die Druckgradientenkraft, dass die Schwerkraft die Erdatmosphäre in eine dünne, dichte Hülle kollabiert, während die Schwerkraft verhindert, dass die Druckgradientenkraft die Atmosphäre in den Weltraum diffundiert.
Das hydrostatische Gleichgewicht ist das derzeitige Unterscheidungskriterium zwischen Zwergplaneten und kleinen Körpern im Sonnensystem und spielt weitere Rollen in der Astrophysik und Planetengeologie. Diese Qualifikation bedeutet typischerweise, dass das Objekt symmetrisch in eine sphäroide oder ellipsoide Form abgerundet ist, wobei alle unregelmäßigen Oberflächenmerkmale auf eine relativ dünne feste Kruste zurückzuführen sind. Es gibt 31 durch Beobachtungen bestätigte solche Objekte (abgesehen von der Sonne), die manchmal Planemos genannt werden,[2] im Sonnensystem, sieben weitere[3], die praktisch sicher sind, und etwa hundert weitere, die wahrscheinlich sind.
In Ihrem Fall bedeutet dies, dass die Festigkeit der Materialien nicht ausreicht, um die darüber liegende Masse zu tragen. Sie fließen also wie geschmolzener Kunststoff / Flüssigkeit und füllen alle Hohlräume aus.
In Ihrem Szenario würde also die äußere Hülle der „Erde“ unter ihrer gegenseitigen Gravitation zusammenbrechen.
Die Festigkeit der Materialien, die erforderlich sind, um dies zu verhindern, wäre ziemlich hoch, und ich habe nicht die Zeit, die erforderlichen Berechnungen für Sie durchzuführen.
Ohne aktives Eingreifen geht es nicht.
Die Schwerkraft der Kugel ist im Inneren Null. Es wirkt also keine Kraft von der Kugel auf den Mond. Dies würde es dem Mond ermöglichen, eine Masse im Zentrum des Planeten zu umkreisen.
Jede Störung der Kugel würde jedoch nicht auf den Mond übertragen. Daher hindert nichts den Mond und was auch immer in der Mitte des Mondes ist, an einer Umlaufbahn, um relativ zur Kugel an Geschwindigkeit zu gewinnen.
Gewiss - die Schwerkraft der Kugel im Inneren wird Null sein , also ist die Zusammensetzung und Dicke der Kruste irrelevant. Der Mond muss die zentrale Lichtquelle umkreisen, und die Masse der Lichtquelle sollte viel größer sein als die des Mondes, und Sie sollten besser ein Vakuum im Hohlraum halten (da es keine Schwerkraft gibt, können Sie nicht erwarten, dass die Luft in der Nähe bleibt zur Kruste). Ansonsten ist es möglich.
Nicht ohne künstliche Schwerkraft oder eine andere externe Quelle.
Ihre Megastruktur, die groß genug ist, um eine erdgroße Tasche zu haben, wird viel Masse haben. Etwas so Großes wird futuristische Materialien und Technologien brauchen, um nicht zusammenzubrechen.
Alles auf der Innenseite der Kugel wird in Richtung Zentrum der Struktur gezogen. Wenn die Kugel außermittig ist, wird alles zu einer Seite gezogen. Wenn es sich in der Mitte der Struktur befindet, würden die Dinge einfach von der Oberfläche in Richtung "Himmel" fallen, es sei denn ...
Um Schwerkraft auf die Innenfläche einer Kugel ohne künstliche Schwerkraft zu bringen, muss sie sich drehen, was bedeutet, dass die Struktur muss sich um die Kugel drehen, oder ein Mechanismus muss die erdgroße Kugel unabhängig von der Struktur drehen.
Es ist keine gute Idee, die gesamte Struktur zu drehen, denn wenn Sie 1 g an der Oberfläche der Kugel haben, haben Sie umso mehr, je weiter Sie nach außen gehen.
Winkelgeschwindigkeit: 0,0118 Umdrehungen/Minute
Erdradius: 3959 Meilen
Gravitation: 1g
Radius: 5000 Meilen
Gewicht: 1,26 g
Radius: 8000 Meilen
Schwerkraft: 2g
Die Belastung der Struktur würde exponentiell zunehmen, je weiter man sich vom Schwerpunkt entfernt.
Wenn Sie die Kugel nur unabhängig drehen, brauchen Sie immer noch Supermaterialien wie Ringwelt-Scrith , und Sie hoffen besser, dass es wirklich gut ausbalanciert ist.
Sie müssen also Ihre Magie auswählen: Künstliche Schwerkraft oder unmögliche Baumaterialien.
Bearbeiten:
Ohne künstliche Schwerkraft benötigen Sie eine Gravitationspunktquelle in der Mitte, um einen Mond zu umkreisen, da die Zentripetalkraft nicht funktionieren würde, um innerhalb einer Kugel zu umkreisen.
Jegliche Massenvariationen in der äußeren Struktur würden dazu neigen, das System zu destabilisieren, ähnlich wie beim Drei-Körper-Problem, und ständige Korrekturen erfordern, um den Absturz des Mondes zu verhindern.
Mit künstlicher Schwerkraft ist es einfach, einen Mond dazu zu bringen, alles zu tun, was Sie wollen.
Sie beschreiben eine Dyson-Sphäre . Es ist theoretisch möglich, noch Orbitalkörper innerhalb der Kugel auf ihrer Umlaufbahn um die Sonne zu haben. Angenommen, wir leben im Inneren der Dyson-Hülle und können die gesamte Sonnenstrahlung ohne Braten verarbeiten, hätten wir keinen Mond, da die einzigen Orbitalkörper die Planeten weiter innen und die Sonne sind. Es gibt keinen Schwerpunkt, um den ein Mond kreisen könnte, da der Schwerpunkt der Dyson-Sphäre die Sonne selbst ist. Das hindert Venus oder Merkur nicht daran, eigene Monde zu haben.
Ich beantworte Ihre Bonusfrage: Wenn die Hohlerde abgeflacht oder gestreckt kugelförmig ist und das Zweikörpersystem Mond und Lichtquelle in der Ebene verbleibt, auf der der Querschnitt der Hohlerde noch kreisförmig ist, dann werden stabile Umlaufbahnen als existieren sie würden sonst durch Symmetrie. Für einen komplizierteren Fall erwarte ich nichts als eine Reihe ziemlich intensiver numerischer Simulationen, um die Antwort darauf zu bestimmen, ob es überhaupt periodische Umlaufbahnen gibt.
Ja, aber Sie brauchen:
eine sehr dichte zentrale Lichtquelle, und diese Dichte steht im Gegensatz zu dem, was wir über ausreichend starke Energiequellen wissen, dh Kernfusion. Natürlich könnten Sie mit einer künstlichen Lichtquelle arbeiten, wie z. B. einer Kugel aus degenerierter Materie, die Licht reflektiert, das von der Innenseite der Hülle ausgestrahlt wird.
ein nahezu unkomprimierbares Material, aus dem die Hülle gebaut werden kann, oder ein mechanisches Mittel, um der Schwerkraft der inneren Kugel entgegenzuwirken und zu verhindern, dass die äußere Hülle zusammenbricht (der verstorbene Paul Birch schlug ein Schienennetz vor, auf dem schwere Wagen fahren würden bei Orbitalgeschwindigkeiten, wodurch ein nach außen gerichteter Druck ausgeübt wird, der der Schwerkraft entgegenwirken kann.Natürlich lässt uns dies mit dem Problem zurück, das Netzwerk selbst mit Energie zu versorgen.
eine Möglichkeit, die äußere Hülle auf der Lichtquelle zentriert zu halten. Die von der Hülle auf die zentrale Kugel ausgeübte Nettokraft wäre Null, was bedeutet, dass nichts kleine Störungen stoppen kann, damit die zentrale Kugel gegen die Hülle driftet (aus dem gleichen Grund hat Nivens Ringworld stabilisierende Motoren).
Das Innenvolumen sollte im Vakuum gehalten werden, sonst würde sich die Umlaufbahn des Mondes schnell verschlechtern.
Wenn die Störungen klein genug sind, könnte es möglich sein, die Schale (und vielleicht auch den Mond) zu stabilisieren, indem der Druck des Lichts verwendet wird, das von der Schale zur "Sonne" gestrahlt wird.
Das zentrale Volumen wäre jedoch unbewohnbar, da die Schwerkraft in Richtung "Sonne" drücken würde und der gesamte Hohlraum im Vakuum wäre. Menschen im Inneren der Hülle müssten Licht durch dicke, luftdichte Glasböden erhalten.
Eine Masse im Zentrum und ein gleichmäßiger Überbau mit ausreichender Masse, so dass die Gravitationsanziehung auf jeden Körper zwischen der zentralen Masse und dem Überbau durch die zentrale Masse gleich der Anziehung aufgrund des Überbaus in dieser Richtung ist. Da ist deine Antwort. ;)
Stellen Sie sich die Schwerkraft als eine Reihe elastischer Seile vor. Das eine Seil, das einen "Mond" zur Mitte zieht, muss durch Seile ausgeglichen werden, die sich vom Aufbau in alle Richtungen erstrecken. Die Berechnung dieser Kräfte wird eine unendliche Reihe sein, da der Rest des Überbaus auch eine gravitative Anziehungskraft auf einen dazwischen liegenden Mond ausübt. Es ist machbar, aber offensichtlich könnte dort nichts leben, es sei denn, Sie bauen eine Reihe von Biosphären entlang der Überbauung.
Gezeitenkräfte werden ein großes Problem darstellen, ebenso wie Coriolis-Kräfte, wenn sich der Aufbau dreht. Die Pole könnten bewohnbar sein; Der Äquator zwischen den vom Mond ausgehenden Gezeiten und der Eigendrehung der Struktur wäre wie das Innere einer Waschmaschine.
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