Könnte weiche Materie, die mit Magneten in Nano- oder Pico-Größe angereichert ist, verwendet werden, um sich zu verklumpen, damit wir damit Umgebungen schaffen können?

Unter der Annahme, dass die Bewohner über vollständige molekulare Nanotechnologie verfügten, könnte es sich um eine Unterwasserversion eines Nutznebels handeln .

Im Grunde genommen halten viele kleine 12-seitige Nano-Maschinen mit einem Arm auf jeder Seite Händchen mit ihren Nachbarn. Sie können ihre Arme frei bewegen und nach Bedarf greifen und loslassen, aber mit dem richtigen Befehl können die Arme starr werden, und Sie haben plötzlich ein festes Objekt.

Aus dem Wiki:

Konzeption

Hall betrachtete es als einen nanotechnologischen Ersatz für Autosicherheitsgurte. Die Roboter wären mikroskopisch klein, hätten ausfahrbare Arme, die in mehrere verschiedene Richtungen reichen, und könnten eine dreidimensionale Gitterrekonfiguration durchführen. Greifer an den Enden der Arme würden es den Robotern (oder Foglets) ermöglichen, sich mechanisch miteinander zu verbinden und sowohl Informationen als auch Energie zu teilen, wodurch sie als kontinuierliche Substanz mit mechanischen und optischen Eigenschaften fungieren könnten, die über einen weiten Bereich variiert werden könnten. Jedes Foglet hätte eine beträchtliche Rechenleistung und wäre in der Lage, mit seinen Nachbarn zu kommunizieren.

In der ursprünglichen Anwendung als Ersatz für Sicherheitsgurte wäre der Schwarm von Robotern weit verteilt und die Arme locker, sodass Luft zwischen ihnen strömen kann. Im Falle eines Aufpralls würden die Arme in ihrer aktuellen Position einrasten, als wäre die Luft um die Passagiere herum schlagartig gefroren. Das Ergebnis wäre eine Verteilung des Aufpralls über die gesamte Körperoberfläche des Passagiers.

Während die Foglets im Mikromaßstab vorliegen würden, würde die Konstruktion der Foglets eine vollständige molekulare Nanotechnologie erfordern. Hall schlägt vor, dass jeder Bot die Form eines Dodekaeders mit 12 Armen haben könnte, die sich nach außen erstrecken. Jeder Arm hätte vier Freiheitsgrade. Die Körper der Foglets würden eher aus Aluminiumoxid als aus brennbarem Diamant bestehen, um zu vermeiden, dass ein Brennstoff-Luft-Explosivstoff entsteht.

Hall und seine Korrespondenten erkannten bald, dass Nutznebel in Massen hergestellt werden konnte , um die gesamte Atmosphäre eines Planeten zu besetzen und alle für das menschliche Leben notwendigen physischen Instrumente zu ersetzen. Durch Nebel, der eine konzertierte Kraft ausübt, könnte ein Objekt oder ein Mensch von Ort zu Ort getragen werden. Virtuelle Gebäude könnten innerhalb weniger Augenblicke auf- und abgebaut werden , wodurch bestehende Städte und Straßen durch Bauernhöfe und Gärten ersetzt werden könnten. Während molekulare Nanotechnologie auch den Bedarf an biologischen Körpern ersetzen könnte, würde Nutznebel ein nützliches Peripheriegerät bleiben, mit dem physikalische Ingenieurs- und Wartungsaufgaben durchgeführt werden können. So wurde Utility Fog auch als „Maschine der Zukunft“ bezeichnet.

Planeten aus Wasser

Es klingt, als würdest du versuchen, einen Planeten aus Wasser zu bauen.

Wasser erzeugt die Schwerkraft genauso wie Steine. Regolith ist etwa doppelt so dicht wie Wasser, sodass ein erdgroßer Planet die Hälfte der Anziehungskraft der Erde hat. Magnete werden überhaupt nicht benötigt. Wenn Sie nur genug Wasser an derselben Stelle mit einer ausreichend niedrigen Temperatur auffüllen, erzeugen Sie einen erdgroßen Wasserball, der aufgrund der Schwerkraft zusammenhält. Sie können das mit (vielen) gewöhnlichen Raumschiffen tun.

Wird dieses Wasser in den Weltraum verdunsten? Ja, und das ist okay.

Die Erde verliert ständig Luft (einschließlich Wasserdampf) durch Verdunstung. Schließlich werden alle unsere Gase und flüssiges Wasser verdunsten. Wir haben auf diese Weise bereits den größten Teil unseres Wasserstoffs und Heliums verloren. Stickstoff, Sauerstoff, Kohlendioxid und Wasser sind schwerer als Wasserstoff und Helium, daher dauert es länger, bis sie verdampfen. Deshalb besteht unsere Atmosphäre aus Stickstoff, Sauerstoff, Kohlendioxid und Wasserdampf.

Je stärker das Gravitationsfeld eines Planeten ist, desto langsamer verdunstet seine Atmosphäre. Je schwächer das Gravitationsfeld eines Planeten ist, desto schneller verdunstet seine Atmosphäre. Ein Planet mit der Hälfte des Gravitationsfeldes der Erde wird sein Wasser sehr lange halten, fast so lange wie es die Erde will. Sogar ein Planet mit 1/10 des Gravitationsfeldes der Erde wird sein Wasser für lange Zeit behalten – zumindest nach menschlichen Zeitmaßstäben.

Wie viel Schwerkraft willst du? Je mehr Schwerkraft Sie möchten, desto mehr Wasser sollten Sie an derselben Stelle platzieren und desto länger dauert es (aufgrund der Schwerkraft und des anfänglichen Vorhandenseins von mehr Wasser), bis es verdunstet ist. Je kälter der Planet, desto länger dauert auch die Verdunstung.

Elektrostatik

Magnete neigen dazu, sehr schwach zu sein, da die Anziehungskraft von Magneten mit der dritten Potenz des Abstands zwischen den Magneten abnimmt. Die stärksten winzigen Magnete, die wir haben, sind Protonen, Neutronen und Elektronen. Ihre Kraft ist ein Rundungsfehler im Vergleich zum elektrostatischen Effekt. (Magnetismus ist im Grunde nur ein Artefakt elektrostatischer Kräfte, wenn man sie mit der speziellen Relativitätstheorie mischt.)

Normalerweise muss man sich Atomspektren schon sehr genau ansehen, um die magnetische Wirkung von Protonen und Neutronen im Vergleich zur Elektrostatik zu erkennen. Die einzige Möglichkeit, einen starken Magneten zu erhalten, besteht darin, sehr schnell Strom durch einen Draht (normalerweise einen Supraleiter) zu leiten. Dies würde eine Menge Handwavium erfordern, um es in kleinem Maßstab massenhaft zu erreichen. Darüber hinaus könnten viele Nanomaschinen, die die Eigenschaften von Wasser auf einem wasserbasierten Planeten verändern, die wasserbasierte Biologie wirklich durcheinander bringen, die davon abhängt, dass sich Wasser wie Wasser verhält.

Die Anziehungskraft der Schwerkraft und der elektrischen Kräfte nimmt mit dem Quadrat der Entfernung ab. Gravitations- und elektrische Kräfte werden daher viel effektiver darin sein, euren Planeten zusammenzuhalten. Wenn Sie Wasser mit positiven und negativen, viel stärkeren elektrischen Ladungen, sogenannten Ionen, füllen würden, würden sie Ihr Wasser besser zusammenhalten als Magnete, um die Verdunstung zu reduzieren. Auf diese Weise könnten Sie einen kleineren Planeten mit geringerer Schwerkraft, aber der gleichen Verdunstungsrate haben.

Im Wasser gelöste positive und negative Ionen nennt man Salz. Wenn Sie Salz in Wasser auflösen, trennen sich die positiven und negativen Ionen und haften an den positiven und negativen Enden der Wassermoleküle. Dadurch wird das Wasser viel stärker zusammengehalten, als es Magnete könnten.

Magnetische Abschirmung

Der Vollständigkeit halber gibt es einen Fall, in dem Magnetismus zum Schutz eines Wasserplaneten sinnvoll ist. Ein Planet mit einem magnetischen Nord- und Südpol erhält einen gewissen Schutz vor dem Sonnenwind, einer Explosion positiver und negativer Partikel, die von der Sonne ausgestrahlt werden und Luftmoleküle von einem Planeten wegstoßen können. Die Schwerkraft ist jedoch ein weitaus wichtigerer Faktor bei solchen Dingen.

Ein paar Dinge zu beachten

• Das Wasser in der Mitte einer ausreichend großen Kugel gefriert aufgrund des Drucks.
• Ein planetengroßer Wasserball erwärmt sich während des Zusammenbaus aus dem gleichen Grund, aus dem sich Meteore erwärmen, wenn sie die Erde treffen. (Freisetzung von potenzieller Gravitationsenergie.) Es wird einige Zeit dauern, bis es abgekühlt ist.
• Elektromagnete wirken, indem sie die Wirkung einer Hälfte eines positiv-negativ elektrostatischen Paares reduzieren. In diesem Sinne sind die stärksten Magnete nur ein schwacher, ineffizienter Umweg zur Erzeugung elektrostatischer Kräfte. Sie erzielen bessere Ergebnisse, wenn Sie elektrische Ladungen direkt verwenden.
• Wasser bleibt in einem flüssigen Zustand, wenn es einen angemessenen Druck und eine angemessene Temperatur hat. Wenn Sie erdähnliche Temperaturen bewahren wollen, müssen Sie auch erdähnliche Drücke bewahren. Der Druck ist das Gewicht der gesamten Luft über dir. Durch die Verringerung der Schwerkraft eines Planeten wird das Gewicht der Luft verringert, sodass Sie zum Ausgleich Luft hinzufügen müssen. Daher benötigt ein Wasserplanet mit geringer Schwerkraft eine dickere Atmosphäre als die der Erde. (Obwohl ein Großteil dieser Atmosphäre aus Wasserdampf bestehen kann, abhängig von Temperatur, Druck und Schwerkraft sowie den anderen in der Atmosphäre vorhandenen Elementen.)