Ist es möglich, ein Planetensystem mit Planeten zu haben, die perfekt synchronisierte Umlaufbahnen haben?

Ist es möglich, dass ein solches System existiert?

Tut mir leid aber nein. Zumindest nicht gemäß der Orbitalmechanik, wie sie derzeit verstanden wird.

Keplers drittes Gesetz der Planetenbewegung ist eines der alten Arbeitspferde der Orbitalmechanik und gilt in diesem Fall. Wie von Wikipedia übersetzt und zusammengefasst, heißt es:

Das Quadrat der Umlaufzeit eines Planeten ist direkt proportional zur dritten Potenz der großen Halbachse seiner Umlaufbahn.

oder mathematisch

$$P^2 \propto a^3$$

oder anders ausgedrückt, es gibt eine Konstante$k$so dass

$$P^2 = k a^3$$

Die große Halbachse ist einer der definierenden Parameter einer Ellipse. (Einfach ausgedrückt ist die große Halbachse der längere Radius der Ellipse.) Da Bahnen Ellipsen sind ( auch ), gilt dies.

Je weniger Sie also den Abstand ändern, in dem der Planet vom Stern umkreist, desto geringer wird sich die Umlaufzeit ändern. Sind die Umlaufzeiten unterschiedlich, driften die Planeten mit der Zeit auseinander, wenn auch langsam. (Sie werden sich gelegentlich aufstellen, vorausgesetzt, dass die Umlaufbahnen selbst stabil und geschlossen sind . Eine Variante davon ereignete sich für einige der Planeten in unserem Sonnensystem in den 1970er bis 1980er Jahren und gab unserem Sonnensystem eine große Tour , die von der Voyager 1 und der Voyager unternommen wurde 2 Sonden.) Ergo kann das von Ihnen beschriebene System nicht existieren, wenn sich alle Planeten in derselben Ebene befinden.

Wenn sich die Planeten in verschiedenen Ebenen befinden (technisch gesehen haben sie unterschiedliche Neigungen relativ zur Ekliptik des Sonnensystems, die in diesem Fall wahrscheinlich bequem als Äquatorebene des Sterns definiert werden könnte), ändert sich der Abstand zwischen den Planeten, wenn sie sich durch sie bewegen ihre Umlaufbahnen. Sie können sich das vorstellen, indem Sie sich zwei Planeten vorstellen, die denselben Stern mit derselben Geschwindigkeit, aber unterschiedlichen Neigungen umkreisen; Wenn Sie ihre Umlaufbahnen verfolgen, werden Sie sehen, dass der Abstand zwischen den beiden Planeten während ihrer Umlaufbahnen variiert. Jede Art von starrer Konstruktion, die sie aneinander befestigt, würde ihre Bewegung stören und entweder dazu führen, dass sie zusammenstoßen, die Struktur auseinander reißen oder die Struktur von einem oder beiden der beteiligten Planeten reißen. So oder so,Die Planeten in verschiedenen Ebenen zu haben, ist auch keine Option.

Also, tut mir leid, nein, du kannst nicht haben, was du willst.

Die einzige Möglichkeit, wie eine solche Anordnung existieren könnte, besteht darin, dass der äußere Planet der schwerste ist und die anderen jeweils am L1 -Punkt des nächsten äußeren.

Leider ist eine solche Anordnung nicht stabil, so dass Korrekturen erforderlich wären, um die Ausrichtung aufrechtzuerhalten und zu verhindern, dass Planeten herausdriften. Diese Art der Korrektur wäre ziemlich gering, wenn Sie sie vornehmen, bevor der Planet/das Raumschiff zu weit von seiner idealen Position abdriftet.

Jede (ausreichend starke) physische Verbindung zwischen Planeten (wie OP darauf hinzudeuten scheint, über "Schwerkraftverbindung" zu sprechen, die ich als "Weltraumaufzug" interpretiere, aber ich könnte mich sehr irren) würde zur Stabilisierung des Systems beitragen (eine wirklich verbundene würde das System aufgrund von Gezeitenkräften in jeder Umlaufbahn die erforderliche Konfiguration annehmen , aber die erforderliche Zugspannung wird selbst im SF-Kontext schnell unkontrollierbar, sobald sich Planeten nicht in der vorgeschlagenen Konfiguration befinden). Es ist unklar, wie ein solches verbundenes System ohne gezeitengebundene Planeten funktionieren könnte.

Hinweis: Lagrange-Punkte werden auf einem 3-Körper-System berechnet, Ihr Mehrkörpersystem müsste etwas angepasst werden, aber jede außerirdische Rasse, die Planeten bewegen kann, sollte keine Probleme haben, Details auszuarbeiten ;)

TL;DR: Nichts, was Sie beschreiben, ist mit der aktuellen Technologie möglich (oder irgendetwas, das in naher Zukunft wahrscheinlich ist), aber mehrere Konfigurationen sind möglich, indem Sie Technologie verwenden, die gut im Bereich der Science-Fiction liegt.

Wie andere bereits erwähnt haben, ist die von Ihnen erwähnte lineare Anordnung nicht möglich (es sei denn, die Verbindungen zwischen den Planeten sind extrem stark und starr). Wie andere auch erwähnt haben, würde eine Klemperer-Rosette es den Planeten ermöglichen, feste relative Abstände einzuhalten, aber die Umlaufbahnen wären gegenüber kleinen Störungen nicht stabil. Die Klemperer-Rosette hat auch den möglichen Nachteil, dass der Abstand zwischen den Planeten ähnlich dem Abstand zwischen den Planeten und dem Zentralstern ist (also ziemlich groß).

Es gibt eine andere Konfiguration, die es wert ist, in Betracht gezogen zu werden, obwohl sie nicht alle diese Probleme löst: die vorgeschlagene Orbitalkonfiguration für die Laser-Interferometer-Weltraumantenne (LISA) :

In der vorgeschlagenen LISA-Mission umkreisen drei Satelliten die Sonne mit ungefähr der gleichen Umlaufzeit wie die Erde. Ihre Bahnebenen sind in leicht unterschiedlichen Winkeln ausgerichtet und ihre Bahnphasen sind synchronisiert, so dass die drei Satelliten die Sonne umkreisen, während sie einen festen relativen Abstand beibehalten. Wie auf dem Bild zu sehen ist, dreht sich auch die Satellitenkonstellation in der Ebene, die von den drei Satelliten definiert wird. Beachten Sie, dass die Satelliten in keiner Weise miteinander verbunden sind (die Linien im Diagramm zeigen Laserstrahlen an, die zur Messung der Raumdehnung verwendet werden).

Obwohl dies die Planeten relativ nahe beieinander hält, glaube ich*, dass es unter dem gleichen Instabilitätsproblem leidet wie die Klemperer-Rosette, so dass, während es für Satelliten funktioniert, die klein und weit voneinander entfernt sind, die Gravitationseffekte zwischen den Planeten in einer LISA- Eine solche Konfiguration wäre beträchtlich und würde zu erheblicher Instabilität führen. Die interplanetaren Gravitationskräfte würden auch dazu führen, dass die Planeten nicht periodisch sind, wenn auch nicht auf eine Weise, die notwendigerweise irgendwelche praktischen Probleme aufwerfen würde.**

Also, um deine Fragen zu beantworten:

1. Es ist nicht möglich, dass ein System wie das, das Sie beschreiben, ohne einige wiederholte Anpassungen der Umlaufbahnen oder extrem starke Verbindungen zwischen den Planeten existiert. Einige Konfigurationen erfordern jedoch mehr Energie für die Aufrechterhaltung (oder stärkere Verbindungen) als andere. Sowohl die Klemperer-Rosette als auch die LISA-Konfiguration erfordern Orbitalanpassungen nur, um jegliche Abweichung von ihrer ursprünglichen Konfiguration zu beheben, sodass dies im Prinzip mit einer relativ geringen Energiemenge oder relativ schwachen interplanetaren Verbindungen erfolgen könnte.***

2. Gemäß dem dritten Gesetz von Kepler können die Länge des Jahres, die Entfernung des Planeten vom Stern und die Masse des Sterns nicht unabhängig variiert werden, obwohl es keine Beschränkung für einen dieser Parameter unabhängig gibt. Im Prinzip**** können Sie für zwei dieser Parameter wählen, was Sie wollen, aber Ihre Wahl der ersten beiden bestimmt den dritten Parameter. Dies gilt immer noch für die Klemperer-Rosette und die LISA-Konfiguration, obwohl die genaue Beziehung zwischen den Parametern anders wäre.

   In der Klemperer-Rosette würden die Gravitationskräfte zwischen den Planeten die Jahreslänge für jede gegebene Sternmasse und jeden Umlaufradius verkürzen, obwohl der Effekt sehr gering wäre, es sei denn, die Planeten wären sehr massiv oder der Stern sehr klein.

   In der LISA-Konfiguration wäre die Zeit, die die Planeten brauchen, um den Stern zu umkreisen, ungefähr die gleiche, wie Sie es nach Keplers drittem Gesetz erwarten würden. Abhängig von den Rotationsachsen der Planeten selbst könnten sich die Jahreszeiten auf sehr komplizierte Weise ändern, da die Jahreszeit von der Ausrichtung der Rotationsachse des Planeten in Bezug auf das einfallende Sternenlicht abhängt. Dies wiederum hängt von der Ausrichtung der Rotationsachse relativ zur Umlaufebene des Planetenbildes ab, sowie davon, wie das Sternbild in seiner eigenen Ebene gedreht wird. Da die Rotation der Konstellation eine andere Periode hat als die Umlaufbahn der Konstellation um die Sonne**, könnte sich der Winkel zwischen der Rotationsachse eines Planeten und dem einfallenden Sternenlicht über Zyklen von vielen (Umlauf-)Jahren auf ziemlich komplizierte Weise ändern.

3. Die Gravitationskraft zwischen zwei Objekten ist proportional zu$1/r^2$, wo$r$ist der Abstand zwischen den Objekten. Dies bedeutet, dass Planeten die Gravitationskräfte des anderen spüren, egal wie weit sie voneinander entfernt sind. Im Fall der Klemperer-Rosette und der LISA-Konfiguration wirken sich diese Kräfte auf die Umlaufbahnen aus (siehe die beiden vorherigen Absätze), aber diese Auswirkungen sind nicht katastrophal. Das größere Problem ist, dass diese Konfigurationen instabil sind, sodass die Gravitationseffekte von allem anderen im Universum auf lange Sicht katastrophal sein werden. Diesen Effekten müssen Sie mit orbitalen Anpassungen oder starken interplanetaren Verbindungen entgegenwirken. Glücklicherweise ist der Rest des Universums größtenteils sehr weit entfernt, daher sind diese Effekte gering und mit der richtigen Sci-Fi-Technologie nicht allzu schwer zu beheben.

Kurz gesagt, wenn eine Technologie verfügbar ist, die in der Lage ist, die Umlaufbahnen von Planeten signifikant zu beeinflussen, sind sowohl die Klemperer-Rosette als auch die LISA-Konfiguration machbar.

* Obwohl ich Physiker bin, ist Orbitalmechanik nicht mein Fachgebiet, und ich habe keine Berechnungen im Zusammenhang mit diesem Beitrag durchgeführt, also nehmen Sie, was ich sage, mit einem Körnchen Salz.

** Die Planetenkonstellation würde sich aufgrund der relativen Neigung der Bahnebenen schneller um ihren Massenmittelpunkt drehen als dies der Fall wäre. Nach einem Umlauf um den Zentralstern stünde das Sternbild am gleichen Ort, aber anders rotiert als zur gleichen Zeit im Vorjahr.

*** Natürlich ist die Anpassung der Umlaufbahn eines Planeten um einen messbaren Betrag immer noch sehr schwierig, daher wäre die erforderliche Energiemenge im Vergleich zu allem, was mit unserer derzeitigen Technologie möglich ist, enorm.

**** Der Entfernung zum Stern und der Masse des Starts sind jedoch praktische Grenzen gesetzt. Die Planeten sollten nicht innerhalb des Sterns oder so weit entfernt sein, dass sie nahe bei anderen Sternen sind. Wenn die Masse des Sterns zu klein ist, wird er nur ein Planet oder eine Staub- und Gaswolke sein, wenn er zu groß ist, verwandelt er sich in ein schwarzes Loch, was die Dinge in der Nähe kompliziert macht.

Dieses Problem lässt sich am einfachsten in einem mitrotierenden Rahmen lösen, in dem Sie die Schwerkraft der Sonne und die Zentripetalkraft zusammenfassen, um ein effektives Potenzial mit einer flachen Stelle zu erzeugen, die Ihnen sagt, wo ein Planet sitzen kann. Wenn die Abflachung minimal ist, ist das System stabil; Wenn es ein Maximum ist, ist es instabil, kann aber durch geeignete Anwendung externer Rückstellkräfte stabilisiert werden (stationserhaltende Triebwerke im Planetenmaßstab!).

In diesem Fall müssen Sie sich natürlich nicht nur um die Schwerkraft der Sonne kümmern – Sie summieren die Schwerkraft aller verschiedenen Planeten, was Ihnen ein System aus mehreren zu lösenden Gleichungen gibt, aber die Grundidee ist immer noch das gleiche. Fixieren Sie die Umlaufzeiten so, dass sie alle gleich sind (der genaue Wert spielt keine Rolle, wir machen es einfach zu einer Variablen, nach der wir auflösen können), arbeiten Sie in einem korotierenden Rahmen, um ihn in einen eindimensionalen zu verwandeln Problem, und lösen Sie die Entfernungen, die die Kräfte ausgleichen, damit sich die Planeten nicht nach innen oder außen bewegen.

Wir können die Dinge auch erheblich vereinfachen, indem wir davon ausgehen, dass alle Planeten die gleiche Masse haben.

Die Zentrifugalbeschleunigung jedes Planeten wird in Bezug auf die Umlaufzeit angegeben durch$4\pi^2\frac{r}{T^2}$, wo$T$ist die Umlaufzeit. Wir legen die Umlaufzeit für alle Planeten als konstant fest, sodass wir alle konstanten Terme zusammenfassen und die Zentrifugalbeschleunigung schreiben können als$\alpha r$- dh linear im Radius.

Die Gravitationsbeschleunigung wird die Summe der Beiträge der Sonne und aller anderen Planeten sein. Da die Sonne von jedem Planeten eine andere Masse hat und ihre Schwerkraft für jeden Planeten immer in die gleiche Richtung zeigt, ist es bequem, ihren Beitrag zu trennen. Die Nettoradialbeschleunigung jedes Planeten kann also geschrieben werden als

$$a_p = -\frac{GM_S}{r_p^2} + \alpha r_p + GM_P\sum_i \frac{sgn(r_i-r_p)}{(r_i-r_p)^2}$$

Wenn es genau 6 Planeten gibt, erweitert sich das auf z.

$$a_1 = -\frac{GM_S}{r_1^2} + \alpha r_1 + GM_P(\frac{sgn(r_2-r_1)}{(r_2-r_1)^2} + \frac{sgn(r_3-r_1)}{(r_3-r_1)^2} + \frac{sgn(r_4-r_1)}{(r_4-r_1)^2} + \frac{sgn(r_5-r_1)}{(r_5-r_1)^2} + \frac{sgn(r_6-r_1)}{(r_6-r_1)^2})$$

(Beachten Sie, dass das Vorzeichen des Planetenradius minus sich selbst null ist, sodass der Term der Selbstinteraktion herausfällt, wenn Sie die Summierung erweitern.)

Nun wollen wir, dass die Radialbeschleunigungen alle Null sind. Wir können also das vollständige Gleichungssystem wie folgt aufschreiben (mit aufgelösten Vorzeichen unter der Annahme, dass sie von 1 bis 6 nach außen geordnet sind, und mit neu geordneten Termen, um Möglichkeiten zur Aufhebung offensichtlicher zu machen):

$$-\frac{GM_S}{r_1^2} + \alpha r_1 + GM_P[(r_1-r_2)^{-2} + (r_1-r_3)^{-2} + (r_1-r_4)^{-2} + (r_1-r_5)^{-2} + (r_1-r_6)^{-2}] = 0$$

$$-\frac{GM_S}{r_2^2} + \alpha r_2 + GM_P[-(r_1-r_2)^{-2} + (r_2-r_3)^{-2} + (r_2-r_4)^{-2} + (r_2-r_5)^{-2} + (r_2-r_6)^{-2}] = 0$$

$$-\frac{GM_S}{r_3^2} + \alpha r_3 + GM_P[-(r_1-r_3)^{-2} - (r_2-r_3)^{-2} + (r_3-r_4)^{-2} + (r_3-r_5)^{-2} + (r_3-r_6)^{-2}] = 0$$

$$-\frac{GM_S}{r_4^2} + \alpha r_4 + GM_P[-(r_1-r_4)^{-2} - (r_2-r_4)^{-2} - (r_3-r_4)^{-2} + (r_4-r_5)^{-2} + (r_4-r_6)^{-2}] = 0$$

$$-\frac{GM_S}{r_5^2} + \alpha r_5 + GM_P[-(r_1-r_5)^{-2} - (r_2-r_5)^{-2} - (r_3-r_5)^{-2} - (r_4-r_5)^{-2} + (r_5-r_6)^{-2}] = 0$$

$$-\frac{GM_S}{r_6^2} + \alpha r_6 + GM_P[-(r_1-r_6)^{-2} - (r_2-r_6)^{-2} - (r_3-r_6)^{-2} - (r_4-r_6)^{-2} - (r_5-r_6)^{-2}] = 0$$

Jetzt haben Sie 6 Gleichungen und 6 Unbekannte (die Radien für jeden Planeten), die Sie in Bezug auf die Umlaufzeit, die Sonnenmasse und die Planetenmasse lösen können. Dasselbe gilt für beliebig viele Planeten.

Sobald Sie das getan haben, können Sie versuchen, die Radien um kleine Beträge zu variieren, um zu berechnen, wie viel Positionshaltekraft Sie für jeden Planeten benötigen.

Bei ausreichend unterschiedlichen Exzentrizitäten sind Planeten mit gleichem Jahr möglich, bleiben aber nicht in einem konstanten Abstand voneinander. Die exzentrischeren verbringen einen Großteil ihres Jahres in der kalten äußeren Dunkelheit.

Wenn die Umlaufbahnen so sind, dass die großen Halbachsen kollinear sind, bin ich mir ziemlich sicher, dass die Resonanz die Dinge in Eile durcheinander bringen würde. Wenn Sie die Achsen um den Kreis herum beabstanden, erhalten Sie eine Lösung, die als Klemplerer-Rosette bezeichnet wird

https://en.wikipedia.org/wiki/Klemperer_rosette

Dies ist eine bekannte instabile Situation.

Wenn Planeten paarweise vorhanden wären, mit großen Exzentrizitäten in entgegengesetzten Richtungen und entgegengesetzter Phase (einer ist nahe am Stern, wenn der andere weit entfernt ist) und jedes Paar mit völlig unterschiedlichen Inzinationen zur Ekliptik hätte, denke ich, hätten Sie ein System, das zumindest ist kurzfristig stabil.

Kurze Antwort: immer noch unmöglich .

Angesichts der anderen Antworten kam mir am nächsten, was Sie wollen, ein erdähnlicher Planet, der in der Nähe des Lagrange-Punktes L4 oder L5 eines viel größeren Planeten aufgenommen wurde. Tatsächlich können Sie beide und ein paar große Monde bekommen, die den zentralen Riesen umkreisen.

Denken Sie daran, dass die Punkte L1..L3 instabil sind, also nicht mehr als 3 Planeten und der zentrale wahrscheinlich aufgrund der immensen Schwerkraft unbewohnbar ist. (Möglicherweise brauchen Sie etwas wie Jupiter, um das System zu stabilisieren, aber ich kann nicht sicher sagen, wo die Grenzen liegen).

Was Ihre dritte Frage betrifft, so ist die Anziehungskraft der Planeten aufeinander winzig, aber über lange Zeit wird alles Instabile durch Resonanz aus der Umlaufbahn geworfen.

Ja... wenn die Reihenfolge der Planeten jederzeit flexibel ist.

Wenn die interplanetaren Verbindungen stark genug sind (wahnsinnig stark), könnte sich das 6-Planeten-System um seinen Massenmittelpunkt drehen, und dieses rotierende System hätte eine einzige Umlaufbahn.

Wenn die Rotationsachse normal zur Umlaufbahnebene wäre, hätten alle Planeten die gleiche Tageslänge, die die Rotationsperiode der Planetenkette wäre und die willkürlich über dem Minimum liegt, das erforderlich ist, um einen Gravitationskollaps zu verhindern.

Sehen Sie sich zunächst Kearsleys Antwort für die allgemeinen Formeln an, die Ihnen alle möglichen Lösungen liefern (er hat meine Zustimmung dafür). Diese Antwort gibt eine einfache Konfiguration, die sechs Planeten umfasst und einigermaßen stabil sein sollte (= nur minimale Korrekturen erfordern):

Du hast

• eine Sonne

• zwei große Planeten
  (etwas schwerer als die Erde, aber weniger dicht und daher größer, sodass die Oberflächengravitation nicht zu viel größer als 1 g ist)

• vier kleine Planeten
  (etwas leichter als die Erde, aber dichter und daher kleiner, sodass die Oberflächengravitation nicht zu viel kleiner als 1 g ist)

Die beiden großen Planeten umkreisen die Sonne auf derselben Umlaufbahn, aber auf gegenüberliegenden Seiten (sie befinden sich im L3-Punkt des jeweils anderen). Die vier kleineren/leichteren Planeten besetzen die Punkte L1 und L2 der größeren Planeten. Somit befinden sich alle Planeten und die Sonne in einer einzigen geraden Linie wie folgt:

 p1-----P2-----p3---------S---------p4-----P5-----p6

L2P2   L3P5   L1P2                 L1P5   L3P2   L2P5

Da alle Planeten relativ zueinander Lagrange-Punkte sind, sind ihre Umlaufbahnen relativ stabil, erfordern jedoch von Zeit zu Zeit Korrekturen, da es sich nur um die L1,2,3-Punkte handelt.

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Wenn Sie möchten, dass sich alle Planeten auf derselben Seite der Sonne befinden, müssen Sie hierarchische Lagrange-Punkte verwenden: Sobald Sie einen Planeten in einem Langrange-Punkt platziert haben, erscheinen zwei neue Langrange-Punkte, einer zwischen den beiden Planeten und auf der anderen Seite der kleinere Planet. Wenn Sie also eine dritte, kleinere Klasse von umlaufenden Objekten hinzufügen, die ich Monde nennen werde, erhalten Sie eine Konfiguration wie diese:

S---------------m1-----p1-----m2-----P2-----m3-----p3-----m4

               L2p1   L1P2   L1p1          L1p3   L2P2   L2p3

Das ergibt insgesamt sieben Orbitalkörper in einer einzigen Linie auf einer Seite der Sonne.

Wie Sie auf Ihrem Bild sehen können, haben sie nicht die gleiche Entfernung vom Zentralstern.

Dies allein sagt Ihnen, dass die Ausrichtung, die Sie im Bild haben, nicht von Dauer sein wird. Planet A wird eine andere Umlaufgeschwindigkeit haben als alle anderen, und dasselbe gilt für alle anderen Planeten.

Wenn sie sich zu nahe kommen, stürzen sie außerdem entweder aufeinander oder einige von ihnen werden aus dem System geschleudert.

Was Sie haben können (aber es ist ziemlich anders als das, was Sie sagen) ist ein großer zentraler Planet mit vielen Monden um ihn herum, a la Jupiter. Aber sie werden nicht ständig ausgerichtet sein.

Das Diagramm, das Sie mit den sechs Planeten in einer Reihe gegeben haben, ist wegen der enormen Kräfte nicht möglich. Wenn es die Technologie gäbe, Planeten auf diese Weise zusammenzubinden, würden die Gezeitenkräfte sie als Planeten unbrauchbar machen. Ihre Form wäre verzerrt und es würde zusätzliche Technologie erfordern, sie zusammenzuhalten, um Kugeln aufrechtzuerhalten.

Ich schlage sechs Planeten gleicher Größe und Masse vor, die die Sonne im Abstand von 60 Grad umgeben und dieselbe exakt kreisförmige Umlaufbahn teilen. Dies ist wie eine Klemperer-Rosette, wie in anderen Antworten erwähnt. Der Schlüssel in diesem Fall ist die massive Sonne im Zentrum statt des leeren Raums. Das macht es so, dass jeder Planet zwei benachbarte Planeten in seinen L4- und L5-Punkten hat, was diese Konfiguration relativ stabil macht.

Obwohl andere Antworten richtig sind, ist es möglich, dass mehrere Körper einen Stern mit der gleichen Periode umkreisen, während sie nahe beieinander bleiben: Normalerweise werden sie Satelliten genannt (alle bis auf einen). Wenn zwei Körper ähnlich groß sind, hören sie außerdem auf, ein Planet und ein Satellit zu sein, und sie werden zu einem Doppelplaneten.

Wenn jedoch der Abstand zwischen Planeten festgelegt werden muss, um einen Weltraumaufzug zwischen ihnen zu platzieren, kann dies nur in einem Paar gezeitengebundener Körper erfolgen - dh einem gezeitengebundenen Doppelplaneten.

Kurz gesagt, das System in Ihrer Frage ist nicht möglich, aber Sie haben möglicherweise eine kleinere Version davon mit einem Doppelplaneten.

Vielleicht...

Aber nicht wirklich, wenn Sie nur einen Stern haben. Wenn Sie ein Doppelsternsystem hätten, in dem die beiden Sterne die gleiche Masse hätten und der Abstand zwischen den Sternen genau richtig wäre, um genau die richtige Menge an Sonnenlicht zu erhalten, dann könnte die Region direkt zwischen diesen beiden Sternen ein Ort sein, an dem Ihr System funktionieren könnte.

Im Massenmittelpunkt hätten Sie eine Zone, in der sich die Schwerkraft der beiden Sterne fast aufhebt. Aber das Gleichgewicht ist instabil. Wenn ein Planet auf die eine oder andere Seite driftet, dann wäre die Schwerkraft des Sterns auf dieser Seite etwas stärker und würde die Situation verschlimmern.

Das Gravitationspotential würde ein wenig wie das Bild unten aussehen.

Die y-Achse stellt die Gravitationspotentialenergie dar, die x-Achse die Position und die beiden Sterne befinden sich bei -4 und +4.

Normalerweise möchten wir eine Behausung in eine Situation bringen, die dynamisch stabil ist . Wenn ein System dynamisch stabil ist, führen kleine Änderungen im System nur zu Schwingungen.

Wenn ein System dynamisch instabil ist, führen kleine Änderungen zu großen Ergebnissen. Das ist wie ein Ball, der auf einem Hügel sitzt. Es wird dort bleiben, wenn es ungestört ist, aber jeder kleine Stoß führt schließlich dazu, dass der Ball den Hügel hinunterrollt.

Wenn Sie die Dinge genau richtig einrichten, könnten die zusätzlichen Kräfte der Sterne, wenn Sie sich vom Zentrum in beide Richtungen bewegen, die Schwerkraft der anderen Planeten ausgleichen.

Ich denke, ein elektromagnetisches Halteseil könnte verwendet werden, um die dynamische Instabilität des Systems zu überwinden. Aber diese Leine müsste etwas Unglaubliches sein.

Ein gigantisches Sonnensegel könnte eine gute Möglichkeit sein, das Halteseil zu verstärken, insbesondere würden sich die Kräfte von jedem Stern normalerweise ausgleichen. Eine Bewegung in beide Richtungen würde normalerweise dazu führen, dass die Nettokraft auf das Sonnensegel eine Rückstellkraft ist, und so könnten wir das Gleichgewicht dynamisch stabil machen.

1: Wahrscheinlich im Fall von 2 oder mehr Sternen, die sich um die Achse des anderen drehen und die Gravitationskraft dauerhaft auf einem stabilen Ausgang halten. Mit 1 Stern für längere Zeit höchst unwahrscheinlich (wie andere vor mir sagten)

2&3: Bezogen auf das Gravitationsgleichgewicht, das für nr1 benötigt wird, können sie sogar Zwergsterne oder Schwarze Löcher umkreisen, solange das orbitale Gleichgewicht konstant gehalten wird. Aber die unvermeidlichen Veränderungen in jedem Stern/Schwarzen Loch werden schließlich die Umlaufbahnen zerstören)

Wenn Sie Scify Rout gehen wollen, wählen Sie ein 3-Sterne-Sonnensystem (2 große Sterne und 1 Zwerg). Die Planeten umkreisen den Zwerg, der durch die Umlaufbahn der 2 großen an Ort und Stelle gehalten wird. Aber diese Lösung ist ein großes NEIN, wenn Sie fragen: "Ist das möglich?" Ich gebe Ihnen nur eine mögliche Lösung, die normale Menschen nicht auf den ersten Blick bemerken, wenn Sie die genaue Mathematik dahinter nicht kennen.

Sie könnten ein Weg sein, um so etwas wie das zu bekommen, was Sie wollen.

Wenn Sie den Aufzug verwenden, um die Planeten zusammenzubinden (unter der Annahme einer bestimmten Stärke), möchten sie in derselben Umlaufbahn reisen. (Die niedrigeren Planeten werden nach oben gezogen und die höheren Planeten nach unten)

Wenn Sie jetzt die Triebwerke haben, um dem entgegenzuwirken, können sie in den separaten Umlaufbahnen bleiben. Dies wird jedoch dazu führen, dass die nicht mittleren Planeten eine seitliche Beschleunigung haben.