Laut Wikipedia kann ein menschlicher Körper einer g-Kraft von etwa widerstehen . Es kann unter Umständen ein größerer Wert sein, aber auch so niedrig wie wäre nach einigen Sekunden unangenehm. Das bedeutet, dass unsere Körper der bemannten Raumfahrt eher niedrige Grenzen setzen. Selbst wenn wir ein Raumschiff bauen würden, das stetig mit beschleunigen könnte , es wäre tödlich für seine Besatzung.
Wir wissen, dass nicht die Beschleunigung selbst schädlich ist; innere Kräfte in unserem Körper sind. Wenn ein Pilot Erfahrungen macht , die Kraft kommt von ihrem Sitz, durch komprimierte Haut und Fleisch; dann üben die Knochen Kräfte auf alle anderen Fleischstücke aus, sie "fühlen" die Trägheit des Fleisches; das Herz baut Druck auf, um das Blut zu beschleunigen; der Schädel drückt das Gehirn, das Gehirn drückt den Schädel; usw. Diese Kräfte erwecken den Eindruck von Beschleunigung und können schädlich sein. Würden Beschleunigungskräfte jedoch direkt auf jedes Teilchen ausgeübt, würde der Pilot nichts spüren. Die Schwerkraft funktioniert auf diese Weise. Im freien Fall erleben wir Null-g, obwohl wir laut einem entfernten Beobachter auf die Erde (oder einen anderen Körper) zu beschleunigen.
Diese Beobachtung führte mich zu folgendem Konzept:
.-------. /==
| engine <=== everything accelerates
'-------' \== to the left
| |
/ \
/ \
/ large \ free falling
| mass | . passenger craft,
\ M / small mass m
\ /
\ /
| |
.-------. /==
| engine <===
'-------' \==
Das bemannte Massenschiff fällt frei auf eine unbemannte große Masse zu . Motoren beschleunigen gerade genug, damit der Abstand zwischen den beiden Massen konstant bleibt. Da geht natürlich etwas Kraft aus das zieht Nach rechts. Die Motoren wirken dem entgegen, beschleunigen also faktisch . Es ist keine Überraschung, keine Magie. Gravitation zwischen Und könnte durch ein Seil oder eine andere Struktur ersetzt werden, die die Motoren mit dem Passagierfahrzeug verbindet.
Der Unterschied ist: Beim Seil wirkt eine Kraft auf ein Gelenk, dann auf den Rumpf, seine Struktur, die Sitze, das Fleisch, das Skelett – all diese schädlichen Kräfte, die Schrauben brechen und Lungen kollabieren lassen können. Mit der Schwerkraft haben wir freien Fall, keine Spannungen, kein Schaden.
Ich frage nicht nach Motoren, Energiequellen, Gezeitenkräften, Wirtschaftlichkeit usw. Nehmen wir an, wir können diese Fahrzeuge bauen und antreiben, selbst wenn sollte von planetarischem Maßstab sein.
Primäre Fragen: Werden die Passagiere unabhängig von der gesamten eingestellten Beschleunigung Null-G erfahren, wie ich es erwarte? oder übersehe ich etwas? Unterscheiden sich hier Newtons und Einsteins Antworten?
Nebenfragen: Wurde das Konzept bereits wissenschaftlich diskutiert? Wie heißt es (falls vorhanden)?
Hauptfrage: Dies ist der alten Frage sehr ähnlich, was passieren würde, wenn Sie in ein Schwarzes Loch fallen würden. Sie haben Recht, dass Sie die Beschleunigung aufgrund der Schwerkraft an sich nicht spüren würden, aber Sie müssten sich trotzdem Gedanken über Gezeitenkräfte machen. Diese haben eine komplizierte geometrische Abhängigkeit - sie sind in der Nähe des Zentrums einer ebenen Masse vernachlässigbar , und für eine kugelförmige Masse fallen sie gerne ab (oder am Ereignishorizont), also müsste wirklich groß sein - Sie müssten sicherlich außerhalb des Ereignishorizonts bleiben, wenn Sie jemals Ihr "Raumschiff" verlassen wollten. Ein Mensch könnte es nicht überleben, den Ereignishorizont eines Schwarzen Lochs mit Sonnenmasse zu überqueren, aber er könnte überleben, den eines supermassiven Schwarzen Lochs zu überqueren. Du bräuchtest also um ein Vielfaches größer als die Sonne, und Sie müssten Ihre Motoren in der Lage sein, sie in relativ kurzer Zeit auf nahezu Lichtgeschwindigkeit zu beschleunigen. Aus der Raketengleichung (ich weiß, das gilt nicht in relativistischen Situationen, aber was auch immer) skaliert die Menge an anfänglichem Kraftstoff, die Sie benötigen würden, exponentiell mit der Endgeschwindigkeit, die Sie erreichen möchten. Also die Anfangsmasse ( + Treibstoff) müsste exponentiell größer sein als die Masse der Sonne. Also kein praktikables Transportmittel.
Sekundäre Antwort: Ich glaube nicht, dass dieses Konzept realistisch genug ist, als dass sich Wissenschaftler noch die Mühe gemacht hätten, ihm einen Namen zu geben. Sie sollten es die Maciorowski-Technik oder so nennen!
Tertiäre Antwort: Die einzige mir bekannte detaillierte Beschreibung dieses Mechanismus ist hier zu finden ( die Science-Fiction auf dieser Site variiert erheblich in der Härte).
Ich denke, du hast Recht. Aufgrund des Äquivalenzprinzips scheint es für den frei fallenden Körper, als hätte er keine Beschleunigung, im Gegensatz zu einem Körper, der auf dem Boden steht, was dem Boden entspricht, der den Körper drückt, so dass er nach oben beschleunigt und somit die Normalkraft erfährt vom Boden. Denn die Erdbeschleunigung hängt nur vom Abstand zwischen zwei Objekten ab, unabhängig von der Dichte oder Masse des leichteren Objekts (oder seiner Bestandteile), vorausgesetzt, die Masse der größeren Masse ist konstant. Und aufgrund der gleichmäßigen Beschleunigung müssen die Bestandteile eines Körpers (Knochen, Fleisch usw.) nicht "gegeneinander drücken", nur um der Beschleunigung der drängenden Wand oder des Bodens zu folgen.
Verwenden der Gleichung für die Gravitationskraft
Ein weiteres Problem sind die Gezeitenkräfte. Es gibt einen Unterschied in der Kraft auf die Teile des Objekts, die näher an der großen Masse liegen, und auf Teile, die weiter von ihr entfernt sind. Du könntest benutzen
Dann kommt das Bremsproblem. Wenn Sie bremsen, müssen Sie langsamer werden, und wenn Sie langsamer werden, spüren Sie wieder die normale Kraft an den Wänden, also achten Sie darauf, langsam zu bremsen. Außerdem können Sie Ihr Fahrzeug nicht in der Nähe der großen Masse (oder auf der großen Masse) anhalten, wenn M viel größer als die Erde ist. Schließlich ist die Kraft aufgrund der großen Masse immer noch da, selbst wenn Sie anhalten, sodass Sie eine viel größere Kraft an den Wänden oder am Boden spüren würden als auf der Erde.
Das ist meine bisherige Antwort, ohne relativistische Situationen zu berücksichtigen.
Ich kenne mich mit der allgemeinen Relativitätstheorie nicht aus, aber ich sehe ein Problem mit Ihrem Schema. Nehmen wir das Ensemble ferner Sterne als unser Inertialsystem. Immer wenn ein Körper beschleunigt wird wrt Trägheitsrahmen erfährt es eine Trägheitskraft gleich , Wo ist die Körpermasse. Nehmen wir nun an, dass die große Masse in Ihrem Beispiel ist stationär (Motoren ausgeschaltet). Dann Körpermasse beim Sturz auf die größere Masse mit gerade so viel Beschleunigung, wie zum Ausgleich der Trägheitskraft durch die auf sie wirkende Gravitationskraft erforderlich ist, dh Kräftegleichgewicht am Körper ergibt . Jetzt werden Motoren eingeschaltet und die große Masse wird beschleunigt, sagen wir, . Wenn dann nähert sich der kleinere Körper dem größeren Körper, um ihn also in einem konstanten Abstand zu halten, den wir brauchen . Wenn Sie den größeren Körper weiter beschleunigen, entfernt sich der kleinere Körper davon. Dies liegt daran, dass der größere Körper über Motoren verfügt, um den auf ihn wirkenden Trägheitskräften entgegenzuwirken, wenn er vorbeibeschleunigt , kleinere Körper haben keine solchen Mittel, sondern nur die Anziehungskraft der größeren Masse. Wenn dann wird der Körper zurückweichen, was zu einer Schwächung der Gravitationskraft auf ihn führt, und so weiter in einem Teufelskreis, bis der kleinere Körper (fast) vollständig von dem größeren Körper gelöst ist, wonach er mit (fast) Konstante Geschwindigkeit.
dmckee --- Ex-Moderator-Kätzchen
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