Könnte ein "lebender Planet" seine eigene Flugbahn ändern, indem er nur seine Form ändert?

Question

Könnte ein "lebender Planet" seine eigene Flugbahn ändern, indem er nur seine Form ändert?

Petr

In Stanislaw Lems Roman Solaris ist der Planet in der Lage, seine eigene Flugbahn auf unbestimmte Weise zu korrigieren. Unter der Annahme, dass sein Impuls und Drehimpuls erhalten bleiben (es stößt keine Masse aus oder absorbiert sie nicht), wäre dies möglich (in der Newtonschen Mechanik) und wie? Wenn nein, kann es bewiesen werden? Die Annahme ist, dass der Planet ein Sternensystem (oder vielleicht ein Doppelsternsystem) umkreist.

Intuitiv erscheint mir das möglich. Zum Beispiel führen Gezeitenkräfte dazu, dass ein Planet seine Rotationsenergie verliert, sodass es möglich erscheint, dass ein Körper durch Änderung seiner Form zumindest seine Rotationsgeschwindigkeit ändern könnte.

Meine Ideen gehen wie folgt: Angenommen, wir haben einen idealen Stab, der aus zwei verbundenen Massenpunkten besteht. Der Stab rotiert und umkreist eine zentrale Masse. Wenn sich einer der Punkte in Richtung des zentralen Körpers bewegt, strecken wir den Stab aus und bringen ihn näher an die Mitte. wodurch die auf die Stange wirkende Gesamtgravitationskraft erhöht wird. Wenn sich einer der Punkte von der Mitte entfernt, schrumpfen wir den Stab wieder und verringern so die kombinierte Gravitationskraft. Ich habe noch keine Simulationen durchgeführt, aber es scheint, dass dieses Prinzip funktionieren könnte.

Update: Ein noch komplexeres Szenario (Erhaltung von Impuls und Drehimpuls) wäre, wenn der Planet ein Stück Materie ausstößt und nach einiger Zeit wieder absorbiert.

Selene Rouley

Wussten Sie, dass die Erde ihre kinetische Rotationsenergie durch Gezeiteneffekte langsam auf den Mond überträgt? Bahnverschiebungseffekte wie diese, insbesondere wenn sie durch zyklische Formverschiebungen verstärkt werden, sind tatsächlich möglich. In der Tat gibt es um ein Schwarzes Loch instabile Umlaufbahnen, von denen Dinge durch das Vorhandensein von Termen höherer Ordnung im effektiven Potential weggeschleudert werden können, und dieser Effekt kann sehr schnell sein. Ich müsste detaillierte Berechnungen durchführen oder eine Frage stellen, um herauszufinden, wie schnell dies unter "normaleren" Bedingungen passieren kann. Aber es ist sicherlich ein echter Effekt.

Andri Magalich

@WetSavannaAnimalakaRodVance Wie genau verändern die Gezeiteneffekte des Mondes die Umlaufbahn der Erde? Ich denke, Sie sprechen von Mondverriegelung, die die Umlaufbahn unter "normalen" Bedingungen nicht stark beeinflussen sollte. Und es ist schwer, einen "lebenden Planeten" in der Nähe eines Schwarzen Lochs zu haben.

Selene Rouley

@AndriiMagalich Nein, dies ist keine Gezeitensperre, sondern die Übertragung von kinetischer Energie / AM auf den Mond von der Erddrehung AM und KE. Siehe beispielsweise physical.ucsd.edu/~tmurphy/apollo/doc/Dickey.pdf . Der Mond entfernt sich jährlich um etwa 4 Zentimeter von der Erde.

Andri Magalich

@WetSavannaAnimalakaRodVance Hmm ... Sieht so aus, als hätten Sie Recht, daran habe ich nicht gedacht

Taemyr

@WetSavannaAnimalakaRodVance Obwohl ich Ihnen in Bezug auf den Mechanismus zustimme, glaube ich, dass der von Ihnen beschriebene Mechanismus genau die Gezeitenverriegelung ist.

Selene Rouley

@Taemyr Danke; Ich muss dieses Zeug überarbeiten, aber ich habe mich zurückgehalten, weil mich diese Art von Problem wirklich tief einsaugt und ich mir vorstellen könnte, mehrere Tage zu verschwenden, die ich im Moment wirklich nicht entbehren kann!

Solomon Langsam

+1 Yay, für Stanislaw Lem! Jeder, der ernsthaft die wissenschaftliche Genauigkeit einer seiner Geschichten diskutiert, verfehlt wahrscheinlich das Wesentliche.

Petr

@jameslarge Nichts dergleichen beabsichtigt, es ist eine unabhängige Idee, die mir gerade beim Lesen des Romans eingefallen ist.

Fett

Sollte diese QA mehr auf der „World-Building“-Seite stehen?

Jack R. Woods

Was wäre, wenn der Planet gezeitenabhängig wäre und die Biomasse den Planeten in einem solchen Maße umschlossen hätte, dass sie nur vulkanische Aktivität in einer Richtung entgegen der Orbitalrichtung zuließ, wodurch gelegentlich kleine Delta-Vs erzeugt würden, die den Planeten vom Stern wegbewegen. (Ein bisschen wie der furzende Planet, ha ha.)

Selene Rouley

@JoeBlow kann definitiv hier leben: Ich nehme an, es wäre für Worldbuilding relevant, aber es ist sehr reale und interessante Physik.

Antworten (8)

Könnte ein "lebender Planet" seine eigene Flugbahn ändern, indem er nur seine Form ändert?

Wussten Sie, dass die Erde ihre kinetische Rotationsenergie durch Gezeiteneffekte langsam auf den Mond überträgt? Bahnverschiebungseffekte wie diese, insbesondere wenn sie durch zyklische Formverschiebungen verstärkt werden, sind tatsächlich möglich. In der Tat gibt es um ein Schwarzes Loch instabile Umlaufbahnen, von denen Dinge durch das Vorhandensein von Termen höherer Ordnung im effektiven Potential weggeschleudert werden können, und dieser Effekt kann sehr schnell sein. Ich müsste detaillierte Berechnungen durchführen oder eine Frage stellen, um herauszufinden, wie schnell dies unter "normaleren" Bedingungen passieren kann. Aber es ist sicherlich ein echter Effekt.
@WetSavannaAnimalakaRodVance Wie genau verändern die Gezeiteneffekte des Mondes die Umlaufbahn der Erde? Ich denke, Sie sprechen von Mondverriegelung, die die Umlaufbahn unter "normalen" Bedingungen nicht stark beeinflussen sollte. Und es ist schwer, einen "lebenden Planeten" in der Nähe eines Schwarzen Lochs zu haben.
@AndriiMagalich Nein, dies ist keine Gezeitensperre, sondern die Übertragung von kinetischer Energie / AM auf den Mond von der Erddrehung AM und KE. Siehe beispielsweise physical.ucsd.edu/~tmurphy/apollo/doc/Dickey.pdf . Der Mond entfernt sich jährlich um etwa 4 Zentimeter von der Erde.
@WetSavannaAnimalakaRodVance Hmm ... Sieht so aus, als hätten Sie Recht, daran habe ich nicht gedacht
@WetSavannaAnimalakaRodVance Obwohl ich Ihnen in Bezug auf den Mechanismus zustimme, glaube ich, dass der von Ihnen beschriebene Mechanismus genau die Gezeitenverriegelung ist.
@Taemyr Danke; Ich muss dieses Zeug überarbeiten, aber ich habe mich zurückgehalten, weil mich diese Art von Problem wirklich tief einsaugt und ich mir vorstellen könnte, mehrere Tage zu verschwenden, die ich im Moment wirklich nicht entbehren kann!
+1 Yay, für Stanislaw Lem! Jeder, der ernsthaft die wissenschaftliche Genauigkeit einer seiner Geschichten diskutiert, verfehlt wahrscheinlich das Wesentliche.
@jameslarge Nichts dergleichen beabsichtigt, es ist eine unabhängige Idee, die mir gerade beim Lesen des Romans eingefallen ist.
Sollte diese QA mehr auf der „World-Building“-Seite stehen?
Was wäre, wenn der Planet gezeitenabhängig wäre und die Biomasse den Planeten in einem solchen Maße umschlossen hätte, dass sie nur vulkanische Aktivität in einer Richtung entgegen der Orbitalrichtung zuließ, wodurch gelegentlich kleine Delta-Vs erzeugt würden, die den Planeten vom Stern wegbewegen. (Ein bisschen wie der furzende Planet, ha ha.)
@JoeBlow kann definitiv hier leben: Ich nehme an, es wäre für Worldbuilding relevant, aber es ist sehr reale und interessante Physik.

Michael Seifert · Answer 1

Wenn Sie die nicht-newtonsche Gravitation (dh die allgemeine Relativitätstheorie) berücksichtigen, dann kann ein ausgedehnter Körper unter Verwendung zyklischer Verformungen durch die Raumzeit „schwimmen“. Siehe die Veröffentlichung von 2003 „Swimming in Spacetime: Motion by Cyclic Changes in Body Shape“ ( Science , Bd. 299, S. 1865) und die Veröffentlichung von 2007 „Extended-body effects in cosmological spacetimes“ ( Classal and Quantum Gravity , Bd. 24). , S. 5161).

Selbst in der Newtonschen Gravitation scheint es möglich zu sein. Die zweite oben zitierte Veröffentlichung „Reactionless orbital propulsion using tether deploy“ ( Acta Astronautica , v. 26, p. 307 (1992).) Leider ist die Veröffentlichung kostenpflichtig und ich kann nicht auf den vollständigen Text zugreifen; aber hier ist die Zusammenfassung:

Ein Satellit im Orbit kann sich selbst antreiben, indem er ein Stück des Halteseils zurückzieht und entfaltet, mit einem Energieaufwand, aber ohne Verwendung der Reaktionsmasse an Bord, wie von Landis und Hrach in einem früheren Artikel gezeigt. Durch Reaktion gegen den Gravitationsgradienten kann die Umlaufbahn angehoben, abgesenkt oder die Umlaufbahnposition geändert werden. Energie wird der Umlaufbahn hinzugefügt oder aus der Umlaufbahn entfernt, indem die Halteseillänge auf die gleiche Weise wie beim Pumpen einer Schaukel gepumpt wird. Es werden Beispiele des Halteseilantriebs im Orbit ohne Verwendung einer Reaktionsmasse erörtert, einschließlich: (1) Verwendung einer Halteseilverlängerung, um einen Satelliten im Orbit ohne Treibstoffverbrauch neu zu positionieren, indem eine Masse am Ende eines Halteseils verlängert wird; (2) Verwenden eines Halteseils zum Exzentrizitätspumpen, um der Umlaufbahn Energie zum Aufladen und zur Umlaufbahnübertragung hinzuzufügen;

Wenn sich jemand den Artikel ansehen und diese Antwort mit einer detaillierteren Zusammenfassung entsprechend bearbeiten möchte, können Sie dies gerne tun. Wie Jules in den Kommentaren betonte, scheint das in der Zusammenfassung erwähnte "vorherige Papier" dieses zu sein, das frei verfügbar ist.

Die Idee des "Schwimmens in der Raumzeit" wurde auch hier und hier auf StackExchange diskutiert .

Während dieses Papier nicht verfügbar ist, ist das in Ihrem Zitat erwähnte „vorherige Papier“ wahrscheinlich dieses: ntrs.nasa.gov/archive/nasa/casi.ntrs.nasa.gov/19890017506.pdf – auch in dem Wissen, dass Geoffrey A Landis beteiligt ist, könnte ich mir vorstellen, dass er irgendwo eine Erklärung für Laien hat (obwohl es nicht auf seiner Website zu sein scheint, falls es eine gibt).
@ Jules: Guter Fund. Ich habe meine Antwort bearbeitet, um sie aufzunehmen.
Würde die Verwendung eines Halteseils auf diese Weise eine Nettokraft auf den Satelliten mit einer entsprechenden entgegengesetzten Kraft auf den Körper ausüben, den er umkreist? Auch wird dies theoretisiert oder derzeit tatsächlich im Weltraum verwendet?
Das Schwimmen in der Raumzeit ohne Hintergrundfeld ist jedoch äußerst ineffizient ... Sie würden es mit dieser Technik nicht sehr weit bringen.
Ich habe das Originaldokument gefunden, auf das verwiesen wird: Satellite Relocation by Tether Deployment von GA Landis und FJ Hrach, 1989.
Das "Schwimmen in der Raumzeit" ist ein verblüffend kleiner Effekt .

valerio · Answer 2

Die Erhaltung des Drehimpulses sagt uns, dass in einem isolierten System der Gesamtdrehimpuls in Größe und Richtung konstant bleibt .

Der Schlüssel hier ist, dass die Erhaltungsgröße der Gesamtdrehimpuls ist: Spin + Bahndrehimpuls .

Ein Beispiel:

Bei einem Planeten verteilt sich der Drehimpuls zwischen der Drehung des Planeten und seiner Umdrehung auf seiner Umlaufbahn, und diese werden häufig durch verschiedene Mechanismen ausgetauscht. Die Erhaltung des Drehimpulses im Erde-Mond-System führt aufgrund des Gezeitendrehmoments, das der Mond auf die Erde ausübt, zur Übertragung des Drehimpulses von der Erde zum Mond. Dies wiederum führt zu einer Verlangsamung der Rotationsgeschwindigkeit der Erde um etwa 65,7 Nanosekunden pro Tag und zu einer allmählichen Vergrößerung des Radius der Mondumlaufbahn um etwa 3,82 Zentimeter pro Jahr.

(Quelle: Wikipedia )

Nehmen wir an, die Sonne von Solaris dreht sich nicht. Wenn die Richtung der Rotationsachse von Solaris ist $\vec n$ , wird der Gesamtdrehimpuls sein

{\vec{L}}_{gesamt} = {\vec{L}}_{drehen} + {\vec{L}}_{orbital} = ich ω \vec{n} + M r^{2} Ω \vec{k}

$\vec L_\text{total} = \vec L_\text{spin} + \vec L_\text{orbital} = I \omega \ \vec n + M r^2 \Omega \ \vec k$

Wo $\omega$ ist die Spinwinkelgeschwindigkeit, $\Omega$ die orbitale Winkelgeschwindigkeit und $r$ die Entfernung zwischen Solaris und seiner Sonne.

Wenn also Solaris in der Lage ist, sein Trägheitsmoment zu ändern $I$ indem wir seine Massenverteilung ändern, sehen wir, dass es tatsächlich möglich ist, seine Flugbahn anzupassen, denn wenn $I$ ändert sich dann $\omega, \Omega$ und $r$ ändern müssen, um den Gesamtdrehimpuls zu erhalten.

Das ist im Wesentlichen richtig, obwohl ich es für unvollständig halte: Man muss auch Energieeinsparbedingungen aufschreiben. Es wäre gut, wenn man durch ein vollständiges Gleichungssystem auf einige Zahlen kommen könnte.
@WetSavannaAnimalakaRodVance Sie haben Recht, wir sollten die Energieeinsparung einbeziehen und sehen, was wirklich passieren kann. Sobald ich etwas Zeit habe, werde ich meine Antwort sicher aktualisieren :-)
Ja, es ist nicht trivial; Ich würde es gerne selbst versuchen, aber ich könnte mir vorstellen, viele Stunden zu verschwenden. Besonders wenn der unregelmäßige Körper taumelt, so dass seine $I$ Tensor ändert sich sowohl durch Formverschiebung als auch durch die Bewegung seiner Hauptachsen. Dies ist möglicherweise ein Problem, bei dem Hauptachsen nicht so hilfreich wären; Ich bin mir sicher, dass es irgendwo in der Literatur behandelt worden sein muss.

Chris H · Answer 3

Ein anderer Mechanismus: Langfristig würde durch die Vergrößerung der der Sonne ausgesetzten Oberfläche (Abflachung des Planeten) der Strahlungsdruck zunehmen und in eine höhere Umlaufbahn befördert werden. Das Ändern der Albedo wäre ein effektiveres Mittel zum gleichen Zweck, könnte aber auch asymmetrische Kräfte zulassen. So oder so wäre es in einem gezeitengesperrten Planeten einfacher. Dies wurde für die Ablenkung von Asteroiden vorgeschlagen . Aus Abbildung 3 an dieser Verbindung extrapolierend, würde eine perfekt reflektierende Oberfläche im gleichen Maßstab wie der Asteroid/Planet Jahrtausende brauchen, um eine ausreichende Ablenkung zu erreichen, um zu vermeiden, dass ein Asteroid/Koemt die Erde trifft. Es scheint keine Begrenzung der Zeitskala in der Frage zu geben. Wenn Sie also geologische Zeitskalen annehmen, ist dies möglicherweise das, wonach Sie suchen.

Eine Kombination fände ich besser. Verwenden Sie Strahlungsdruck, um orbitale Energie und Rotation zu gewinnen. Tauschen Sie dann die Rotation gegen mehr Orbitalenergie aus, indem Sie Gezeitenkräfte nutzen.

Petr · Answer 4

Dank der Antwort von Michael Seifert fand ich ein Papier, auf das er sich bezog: Satellite Relocation by Tether Deployment by GA Landis and FJ Hrach, 1989.

Durch radiales Ausfahren eines Halteseils kann ein Satellit seine Umlaufgeschwindigkeit erhöhen oder verringern (Bilder unten aus dem Papier kopiert):

Das Prinzip kann dann verwendet werden, um eine exzentrische Umlaufbahn zu pumpen:

In ähnlicher Weise könnte ein Planet wie Solaris dann eine elliptische Form annehmen und sich in radialer Richtung verlängern, um seine Flugbahn zu ändern.

...obwohl ich davon ausgehen kann , dass Solaris seine Umlaufbahn nicht so stabilisiert. Das wäre reine Newtonsche Gravitation, aber das Buch sagt uns, dass Solaris die Minkowski-Metrik tatsächlich optimiert (auf eine Weise, die niemand versteht). Es ist wahrscheinlich auch notwendig; Ich bezweifle, dass es ausreichen würde, nur die Elliptizität ein wenig zu modulieren. Diese Halteseile müssen eine Länge haben, die sich der orbitalen Skala annähert, sodass sich der Planet so ziemlich selbst spaghettifizieren müsste .

Benutzer65081 · Answer 5

Sie können immer den Prozess der Gezeitenbeschleunigung/-verzögerung verwenden. In der Natur kann dieser Prozess sehr langsam sein, wie zum Beispiel für das System Erde/Mond. Sie können es jedoch immer beschleunigen, indem Sie die Frequenz der Formschwingungen künstlich erhöhen. In einem natürlichen System hört die Gezeitenbeschleunigung auf, wenn sich die beiden Objekte in Gezeitenverriegelung befinden (beide Objekte sind immer einander zugewandt), aber dies kann überwunden werden. Tidal Locking stoppt die Beschleunigung, da die Objekte ihr Trägheitsmoment nicht mehr ändern. Wenn Sie die Form jedoch ständig künstlich ändern, kann der Prozess unbegrenzt fortgesetzt werden (aber er wird schneller, wenn sich die Körper nähern, oder langsamer, wenn sie sich weiter entfernen). Das Endprodukt wird jedoch eine enorme Änderung der Körperrotationsgeschwindigkeit sein, die das Endprodukt dieser Abstandsänderungen sein wird.

Andri Magalich · Answer 6

Durch die Erhaltung von Impuls und Energie besteht die einzige Möglichkeit, die Flugbahn eines Planeten zu ändern, darin, eine (große) Masse mit hoher Geschwindigkeit in eine bestimmte Richtung auszustoßen, wie es Raketen tun. Sie haben aber auch Recht, dass durch Erhöhen des Trägheitsmoments die Drehzahl verändert werden kann. Dies kann jedoch die Bewegung des Massenschwerpunkts nicht beeinflussen.

Edit2 : Andere Antworten erfassen, was ich bei der Suche nach einer schnellen Lösung verpasst habe. Das Zusammenspiel zwischen Rotations- und Bahndrehimpuls kann tatsächlich einen gewissen Effekt erzeugen (Dank an @WetSavannaAnimalakaRodVance und @valerio92).

Nehmen wir an, dass die Rotationsachse des Planeten und seine Umlaufbahn ausgerichtet sind. Dann haben wir 2 Invarianten:

E = \frac{1}{2} ich ω^{2} + \frac{1}{2} m R^{2} Ω^{2} - G \frac{m M}{R}

$E = \frac12 I \omega^2 + \frac12 m R^2 \Omega^2 - G \frac{m M}{R}$

L = ich ω + m R^{2} Ω

$L = I \omega + m R^2 \Omega$

wo $I$ ist ein Trägheitsmoment eines Planeten und $\omega$ ist die Rotationsfrequenz während $\Omega$ ist die Umlauffrequenz. $m$ und $M$ sind Massen des Planeten bzw. eines Sterns. Lassen Sie uns jetzt ausschließen $\omega$ :

ω = \frac{1}{ich} (L - M R^{2} Ω)

$\omega = \frac{1}{I} (L-M R^2 \Omega)$

E = \frac{1}{2 ich} (L - M R^{2} Ω)^{2} + \frac{1}{2} m R^{2} Ω^{2} - G \frac{m M}{R}

$E = \frac{1}{2 I} (L-M R^2 \Omega)^2 + \frac12 m R^2 \Omega^2 - G \frac{m M}{R}$

Zum $\Omega$ Wir haben eine Bedingung, um im Orbit zu bleiben:

Ω^{2} R = G \frac{M}{R^{2}}

$\Omega^2 R = G \frac{M}{R^2}$

Ω^{2} = G \frac{M}{R^{3}}

$\Omega^2 = G \frac{M}{R^3}$

Dann,

E = \frac{1}{2 ich} {(L - M R^{2} \sqrt{G \frac{M}{R^{3}}})}^{2} + \frac{1}{2} G \frac{M m}{R} - G \frac{m M}{R} = \frac{1}{2 ich} {(L - M R^{2} \sqrt{G \frac{M}{R^{3}}})}^{2} - \frac{1}{2} G \frac{M m}{R}

$E = \frac{1}{2 I} \left(L-M R^2 \sqrt{G \frac{M}{R^3}} \right)^2 + \frac12 G \frac{M m}{R} - G \frac{m M}{R} = \frac{1}{2 I} \left(L-M R^2 \sqrt{G \frac{M}{R^3}} \right)^2 - \frac12 G \frac{M m}{R}$

Irgendwo ist vielleicht ein Fehler, aber wir können das beheben $R$ und halten $L$ und $E$ konstant, wir können variieren $I$ Umlaufradius ändern.

Bearbeiten : Nicht direkt auf die im Titel formulierte Frage bezogen. Okay, zu den futuristischen Optionen gehört die Zerstörung einiger Objekte in der Nähe, wie der nächsten Planeten oder des Hosting-Sterns. Wenn dies unseren Planeten nicht zerstört, wird sich sein Kurs definitiv ändern. Aber dazu muss man die Masse, die vergleichbar oder viel größer als der Planet ist, genau verteilen.

Im Grunde läuft alles darauf hinaus, die Verteilung der Masse zu verändern.

Nicht einmal in Gegenwart eines Gravitationsfeldes eines Sterns (oder mehrerer Sterne) umkreist der Planet?
Das Gravitationsfeld bewahrt (zumindest sehr, sehr gut) die Energie und den Impuls. Siehe auch mein Update
Aber es sollte möglich sein, das Gravitationsmanöver zu nutzen, wie es die kosmischen Sonden tun, um die Menge der zu sprengenden Dinge zu minimieren.
@AndriiMagalich Die Zerstörung würde Raketen und Schwung oder ähnliches erfordern, wenn sie absichtlich durchgeführt würde, um die Umlaufbahn zu kontrollieren.
@annav Nicht unbedingt. Wenn Sie den Stern einfach mit einer Art Nukleargerät in die Luft jagen (fast ohne Schwung und Raketen), wird seine Masse überall verteilt und der Planet verliert den Attraktor und bewegt sich mehr oder weniger weiter vorwärts. Natürlich müssen Sie große Masse vorsichtig in den äußeren Bereich der Umlaufbahn bewegen
und hat diese Bewegung nicht einen Impuls, der ausgeglichen wird? Wenn einer der Planeten um einen Stern eine natürliche Bombe wäre, die zum Beispiel durch Laserlicht gezündet werden könnte, könnte man argumentieren, dass der kleine Impuls des Laserstrahls die Bewegung des Massenzentrums nicht wirklich beeinflussen würde, und wenn der explodierende Planet endet Oben im Stern und alle Umlaufbahnen werden geändert, zu viele iffs, und es ist anders als die Frage. Ihre Antwort ist für den Titel richtig. Der Massenmittelpunkt definiert die Umlaufbahn
Um es pedantisch zu sagen: Alles, was ein Stern tut , ist, ständig zu explodieren. Ein einziges Nukleargerät, um den Stern in die Luft zu jagen, ist wie die Verwendung eines Feuerwerkskörpers, um den Mount Everest vollständig zu verdrängen.
@Neil, wir reden hier über Science-Fiction :) Es ist ein wirklich, wirklich großes Nukleargerät.

LMSingh · Answer 7

Lustige Frage! Versuchen Sie diese sehr einfache Antwort (Newtonian, wie Sie gefragt haben).

Wenn ein Planet seine Form von einer runden Kugel in eine garnspulenartige Form ändert (dh mit einer dickeren Mitte und verlängerten dünneren Enden) und unter der Annahme, dass die Verlängerung genau entlang der radialen Linie zum Stern (Sonne) erfolgt, dann der Einfachheit halber: Die Menge an Masse, die sich dem Stern nähert, ist die gleiche Menge, die sich weiter vom Stern entfernt.

Die Beibehaltung des Drehimpulses im obigen Elongationsszenario impliziert, dass die Rotationsrate des Planeten entlang seiner eigenen Achse zunehmen wird. Der Kürze halber gehen wir jedoch davon aus, dass kein oder ein unbedeutender Kreiseleffekt im Spiel ist, und wir betrachten nur die Gravitationskräfte ... ...

Da die Gravitationskraft umgekehrt proportional zum Quadrat des Abstands zwischen den Massen ist, führt dies zu einer offensichtlichen/direkten Schlussfolgerung, dass die gesamte Gravitationskraft auf die gesamte Masse des Planeten (Teil näher am Stern und Teil weiter entfernt) zunehmen wird, daher wird der Planet näher gezogen.

Um dies etwas klarer zu machen.. Sagen wir, ein Viertel des Planeten (TeilA) hat sich X km näher an seinen Stern/Sonne bewegt. Gleichzeitig bewegte sich 1/4 des Planeten (Teil B) X km von Stern/Sonne weg. Die verbleibende 1/2 blieb bei der ursprünglichen Entfernung und ist nicht Teil der Berechnungen zur Änderung der Gravitationskraft. Die ursprüngliche G-Kraft auf PartA erhöht sich basierend auf der Newtonschen Standardformel

F = G * (m 1 * m 2) / r^{2}

$\begin{equation} \ F = G * (m1 * m2) / r^2 \end{equation}$ Das heißt also, wenn "r" ursprünglich Y km war, ist es jetzt (Y - X) km. Das bedeutet, dass F(auf PartA) umgekehrt proportional zur Verringerung von "r" zugenommen hat. Es bedeutet auch, dass F (auf Teil B) umgekehrt proportional zur Zunahme von "r" abgenommen hat, jedoch aufgrund des umgekehrten Quadrats die Zunahme größer ist als die Abnahme, so dass der Planet insgesamt mehr Gravitationskraft erfährt. Das bedeutet, dass der Planet beginnen wird, sich näher an den Stern heranzubewegen.

Hm.. hallo! das ist ziemlich cool "ein lebender Planet, der seine Form ändert, weil er sich näher an seine Sonne ziehen will".

Wenn der Planet seine Form ändert, um eher wie eine Platte zu sein, die entlang der Planetenbahn (dh senkrecht zur radialen Linie) abgeflacht ist, kann er die Gravitationskraft verringern und sich weiter vom Stern entfernen.

Also ja, ein lebender Planet, der ursprünglich ein runder Ball war, könnte durch die oben beschriebene ziemlich einfache Änderung seiner Form eine Änderung seiner eigenen Flugbahn bewirken.

Downvotes machen keinen Sinn. Wenn Sie wirklich der Meinung sind, dass meine Antwort nicht gültig ist, kommentieren Sie mit Ihrer Meinung, anstatt unproduktive Stimmen abzugeben. Zumindest hätte ich die Möglichkeit zu klären oder zu erklären.
Ich kann Ihre Logik einfach nicht verstehen, es war wahrscheinlich der Grund für die Tiefs. Warum steigt zum Beispiel die Spinrate exponentiell an? (Ich habe nicht dagegen gestimmt.)
@peterh danke. Ich werde den Beitrag bearbeiten, um dies zu verdeutlichen. Der Hinweis auf die Spinrate ist ein Nebeneffekt, aber nicht wesentlich für die Gravitationskraft.

Hagen von Eitzen · Answer 8

Ein anderer Aspekt dazu, falls wir wirklich von einem lebenden Planeten sprechen . Da die Schwerkraft in diesem Maßstab wirklich einsetzt, ist alles von der Größe eines Planeten so glatt rund , dass sich eine polierte Billardkugel für ihre eigene Unvollkommenheit schämt. Wenn dieses Wesen also wirklich planetengroß ist, sollte es besser eine wirklich geringe Dichte haben ...

Könnte ein "lebender Planet" seine eigene Flugbahn ändern, indem er nur seine Form ändert?

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