Unter welchen Bedingungen konnten Wale fliegen?

Atmosphäre mit hoher Dichte.

Wale können tun, was sie tun, weil sie einen neutralen Auftrieb haben. Das Wasser, in dem sie sich befinden, hebt ihre große Masse auf und so sind sie schwerelos. Sie sind nicht masselos und müssen sich daher immer noch fortbewegen, aber die große Unterdrückung der Schwerkraft wird gemildert.

Wenn die Masse eines Dings kleiner ist als die Masse des Atmosphärenvolumens, das es verdrängt, schwebt dieses Ding. Das gilt für einen Wal im Wasser, das gilt für einen Heliumballon in der Luft. Nehmen wir walähnliche Wale an, nicht irgendwelche Wasserstoffballon-Kreaturen, die zwar großartig, aber nicht walähnlich wären.

Die Venus hat eine Hochdruckatmosphäre - 93 bar, also etwa das 93-fache unseres atmosphärischen Drucks. Aber das ergibt immer noch Gas mit nur etwa 5% der Dichte von Wasser, sodass keine Wasserdinger im Gas schwimmen würden.

Was ist mit Jupiter? Gasriese! Gibt es einen Punkt in der Atmosphäre, an dem es dicht genug wäre, dass Wale schweben könnten? Ja, aber anscheinend ist es in dieser Tiefe so heiß, dass der Wal gekocht werden würde. Dies wird in diesem xkcd behandelt. https://what-if.xkcd.com/138/ und etwas ausführlicher in dieser WB-Stack-Antwort. Ist ein Mond, der auf der Atmosphäre eines Gasriesen schwebt, möglich?

Aber du willst fliegende Wale und du sollst sie haben! Das Problem mit Jupiter ist, dass seine Atmosphäre aus leichten Stoffen besteht – Wasserstoff und Helium. Sie müssen das Zeug wirklich komprimieren, um es so dicht wie Wasser zu machen. Venus ist besser mit CO2-Atmosphäre.

Der Trick besteht darin, aus einem sehr dichten Gas eine Atmosphäre zu machen. Ich habe einmal vorgeschlagen, dass eine Xenonblase in ausreichender Tiefe unter dem Ozean dichter als das Wasser wäre und somit das Wasser ausschließen würde, das oben schwimmen würde.

von http://www.halfbakery.com/idea/Xenon_20Breathers

Bei jeder Druckverdoppelung verdoppelt sich das Gewicht eines gegebenen Gasvolumens. Das Gewicht eines Wasservolumens ändert sich nicht mit dem Druck. Meine Mathematik: 1 atm Zunahme bei 10 Metern Tiefe 1 Liter H2O = 100 g 22,4 Liter Wasser = 2240 g 22,4 Liter Xenon bei 1 atm = 52 g 52x = 2240 x = 2240/52 = 43 atm oder 430 Meter Also schätze ich das ein In 431 Meter Tiefe wird eine Xenonblase sinken. Daher könnte ein dauerhafter Unterwasserlebensraum unterhalb von 431 Metern geschaffen werden, indem einfach ein Loch im Meeresboden mit Xenon gepumpt wird. Das Xenon sprudelt nicht heraus. Sie können darauf zugreifen, indem Sie einige Stufen hinuntergehen.

430 Meter unter dem Ozean ist kein weltfremder, lebenszerstörender Druck. Viele Dinge leben dort unten und viel tiefer. Und um es noch wilder zu machen, könnten Sie Radon in Ihre Atmosphäre einbauen – ja, es ist radioaktiv, aber das Leben passt sich an und es ist sogar dichter als Xenon.

Lo - dein fliegender Wal! Es lebt in einer Atmosphäre sehr schwerer Edelgase. Es filtert seine Nahrung aus den fliegenden Radioautotrophen, die ihre Energie aus der Strahlung des atmosphärischen Radons beziehen.

Für die Skeptiker - Cody of Cody's Lab demonstrierte das oben beschriebene Prinzip, indem es eine Wasserblase auf komprimiertem Xenon schweben ließ. Kann man eine Flüssigkeit auf einem Gas schweben lassen?

Cody atmet auch etwas Xenon . Sein Kommentar - "Xenon trifft dich hart!". Aber Ihre Wale würden hervorragend tiefe Walgesänge haben.

Die kurze Antwort ist nein . Die etwas längere Antwort ist nooooooooooo .

Dinge fliegen, weil sie eines dieser beiden Dinge tun:

• Sie schieben genug Luft nach unten und schnell genug, um sie im Wesentlichen abzustoßen und lange genug an Höhe zu gewinnen, damit sie wieder schieben können. Flügel und Propeller tun dies.
• Sie selbst sind leichter als Luft, was bedeutet, dass sie darauf schweben. Luftballons tun dies.

Bei der ersten Strategie müssten Sie dem Wal etwas anhängen, damit er fliegt. Massive Flügel werden es nicht schneiden; Wale sind einfach zu schwer und zu dicht. Sie haben eine dicke Speckschicht, während Vögel flink sind. Es reicht auch nicht aus, dem Wal Lufteinschlüsse zu geben, das Tier selbst ist noch zu groß. Größere Flieger brauchen exponentiell größere Flügel. Die größten fliegenden Dinosaurier waren fast ausschließlich Flügel, und selbst sie konnten nicht abheben: Sie müssten auf einen Baum klettern und gleiten.

Um einen normalen Wal leichter als Luft zu machen, bräuchte man einen Ballon, der um ein Vielfaches größer ist als der Wal. Denken Sie: die Größe eines Stadions. Sie würden die Kreatur kaum sehen. Es spielt keine Rolle, ob Sie diesen Ballon mit Helium, Wasserstoff oder reinem Vakuum füllen, es reicht bei weitem nicht aus.

Beide dieser Lösungen würden dazu führen, dass die resultierende Kreatur wenig wie ein Wal aussieht.

Und den Planeten verändern? Die Luft so dicht zu machen, dass ein Wal durchschwimmen kann, bedeutet im Wesentlichen, den Wasserspiegel zu erhöhen, da ein Wal dazu bestimmt ist, durch Wasser zu schwimmen, nicht durch Gas. Gase sind alle viel, viel weniger dicht als Wasser.

Magie ist Ihre einzige Wette. Das oder ein Vorrat an negativer Masse , der so theoretisch ist, dass er im Wesentlichen magisch ist.

Ich werde mich hauptsächlich mit der zweiten Option befassen.

Wie könnten wir Wale verändern?

In meiner Antwort auf Hydrogen Dragons gibt es einige Links und Ressourcen, die wir vielleicht wiederverwenden können.

Insbesondere: Ein Kubikfuß Wasserstoff hebt etwa 30,8 Gramm ( 68 lbs pro 1.000 Kubikfuß )

Und das betrachte ich in Relation zum Blauwal, der bis zu 30 m lang wird .

Wir haben hier Abmessungen für den Blauwal, die darauf hindeuten, dass wir für diese 30 m Länge eine Höhe von vielleicht 4,5 m verwenden können, und er ist ungefähr röhrenförmig, sodass wir das für die Breite gut extrapolieren können, ein bisschen rau und fertig vielleicht, aber es wird vorerst tun.

Das Tier verjüngt sich hinten und vorne etwas, also gehe ich von 4 mx 4 mx 30 m aus, das ergibt ein Volumen von 480 Kubikmetern.

Wenn wir das auf 440 Kubikmeter reduzieren, um die tatsächliche Körpermasse zu berücksichtigen (dieser Wal hat Luftschiffe, Hautorgane und andere Strukturen usw.), dann sind das 15538,5 Kubikfuß Gas mit einer Tragfähigkeit von 1056,62 Pfund, was Ihnen 1412,59 Kubikfuß für das Nichtgasvolumen lässt (die Organe & Knochen) des Tieres.

Sie finden dies möglicherweise nützlich für die Umrechnung von Kubikmetern in Kubikfuß.

Als Referenz :

1. Dichte des Fleisches 1,0 g/cm3 oder so ungefähr.
2. Knochendichte 1,9 g/cm3 oder so ungefähr.
3. Knochen-zu-Fleisch-Verhältnis Nur eines mit „Ganzkörper“-% ist Kaninchen, also verwenden Sie dieses (28 % Knochen / 72 % Fleisch).

Annahme: Das angegebene Knochen / Fleisch-Verhältnis bezieht sich auf das Gewicht und nicht auf das Volumen. Korrigieren Sie mich, wenn das falsch ist.

Wir haben uns also 1056,62 Pfund Gewicht gegeben, die das Wasserstoffvolumen heben kann, und im Verhältnis darüber sind das 295,85 Pfund Knochen und 760,76 Pfund Fleisch und Muskeln.

Umrechnung von Pfund in Gramm

So das ist

Knochen: 134196,68 Gramm Knochen / 1,9 = 70629,83 cm3

Fleisch: 345077,18 Gramm Fleisch / 1 = 345077,18 cm3

Gesamt = 415707,01 cm3, das sind 41,57 Kubikmeter .

Was für eine grobe Konzeptskizze nahe genug an den 40 Kubikmetern liegt, die wir dafür vorgesehen haben.

Zusammenfassend / Bisher.

Was wir haben, ist ein 30 m langer, 4 m breiter, 4 m tiefer Quader (ich war faul, hätte es als Röhre machen sollen, aber ich habe keine Lust, zurückzugehen und es neu zu machen, also mach einfach mit), bestehend aus etwa 1056,62 Pfund ( 479,27 Kilo oder 0,53 US-Tonnen ) Haut, Fleisch, Knochen und Organe, alles um 440 m3 Wasserstoff gewickelt.

Das ergibt eine Fläche von 512 m2, auf der wir 41,57 m3 Bio-Tier strecken müssen.

Wenn wir unsere 40 m3 Fleisch & Knochen zu einem 10 x 4 x 1 m großen Quader (40 m3) zerquetschen und in 10 m hohe und 4 m breite (40 m2) Scheiben schneiden, dann werden 12,8 davon benötigt, um diese Fläche zu bedecken, und das werden sie sein 7,81 cm dick.

Verdammt! plötzlich klingt das nicht mehr allzu plausibel, egal, halte einfach durch und ertrage es mit mir.

Also halbieren wir das und nehmen eine durchschnittliche Hautdicke (die vielleicht nicht nur „Haut“ ist) von 3,9 cm an, was uns 20 m3 Fleisch und Knochen übrig lässt, mit denen wir für andere Organe und Strukturen spielen können.

OK, wir können das wahrscheinlich tun, aber Ihr Wal wird viel zerbrechlicher sein als ein echter Wal.

Das bedeutet, dass Ihr Wal mehr oder weniger genau wie ein Wal aussehen kann und ich kann mir vorstellen, dass er sich von Insektenschwärmen und Partikeln in der Luft ernährt, so wie sich ein Wal im Ozean von Krill ernährt .

Aber das tatsächliche Volumen von Fleisch und Knochen wird erheblich verringert und es neigt dazu, sich durch die Luft zu suhlen, anstatt zu fliegen, und hat Schwierigkeiten, gegen starken Wind zu fliegen (tatsächlich kann es wahrscheinlich nicht).

Angesichts des Gases, das zum Heben verwendet wird, kann ein brennender Pfeil spektakuläre Ergebnisse erzielen, wenn er die Haut durchbohrt.

Leider wirken die Gesetze der Physik hier nicht zu Ihren Gunsten.

1. Wie könnten wir die Erdbedingungen (Dicke, Schwerkraft) so verändern, dass Wale aktiv fliegen können (ohne etwas am Tier zu verändern)?

Etwas mit der Masse und den Ausmaßen selbst einer kleinen Walart in der Luft UND am Leben zu halten, ist ohne externe Unterstützung wahrscheinlich unmöglich, egal in welcher Umgebung. Zumindest würde es eine drastisch erhöhte Luftdichte und eine drastisch verringerte Schwerkraft im Vergleich zu dem, was auf der Erde zu finden ist, erfordern. Die Schwierigkeit steigt mit der Größe des Wals, denn größere Wale sind so massiv, dass ihr Körper ohne Unterstützung durch Auftriebskräfte im Wasser ihr eigenes Gewicht nicht tragen kann.

Sie können nicht nur die Schwerkraft ändern, da die Bewegung durch Luft und Wasser sehr unterschiedlich ist und unmodifizierte Wale ihre Bewegung bei normaler atmosphärischer Dichte nicht kontrollieren könnten (vergleichen Sie die Flug- / Schwimmbewegungen von Vögeln und Fischen oder die Designs von Flugzeug- und Bootspropeller).

Das Erhöhen der Luftdichte würde jedoch seine eigenen Probleme einführen. Sie müssten auch die atmosphärische Zusammensetzung ändern, da so ziemlich jedes atembare Gas bei hohen Drücken narkotisch und/oder giftig wird - siehe Edelgasnarkose und Sauerstofftoxizität . Es ist auch fraglich, ob Lungen, die zum Atmen von Luft auf Meereshöhe ausgelegt sind, in der Lage wären, Luft in Dichten zu handhaben, die ein Schwimmen ermöglichen, obwohl tieftauchende Wale wahrscheinlich am besten geeignet sind, diese letzten beiden Probleme zu bewältigen, da sie bereits mit extremen Tiefen zu kämpfen haben. Meeresdruck.

2. Wie könnten wir Wale verändern (Knochen, Physiologie, Anatomie verändern, aber Größe und Aussehen belassen), damit sie unter normalen Erdbedingungen fliegen können?

Dies ist in vielerlei Hinsicht viel machbarer, obwohl es immer noch auf das Problem stößt, dass Wale nicht dafür ausgelegt sind, in der Luft einen sinnvollen Schub und Manövrierfähigkeit zu erreichen. Aber das lassen wir vorerst beiseite.

Damit etwas von der Größe und Form eines Wals ohne fremde Hilfe in der Luft bleibt, müssen Sie einen Ballon (genauer gesagt einen Aerostaten ) daraus machen. In diesem Fall möchten Sie aufgrund des Quadratwürfelgesetzes so groß wie möglich werden : Wenn Sie die Größe von etwas verdoppeln, wird seine Oberfläche mit vier multipliziert, während sein Volumen mit acht multipliziert wird.

Die Masse eines Ballons hängt von seiner Oberfläche ab, während seine Auftriebskraft von seinem Volumen abhängt. Im Vergleich zu einem Ballon mit einem Durchmesser von einem Fuß wiegt ein Ballon mit einem Durchmesser von zwei Fuß viermal so viel, kann aber insgesamt das Achtfache anheben Masse von Ballon und Nutzlast.

Bei einem Wal-Luftschiff ist der Ballon seine Haut und die Nutzlast der Rest seiner Organe. Alles im Wal muss so klein und leicht wie möglich sein, wobei der Großteil seines Körpers nur sein Traggas enthält. Das bedeutet minimales Skelett, minimale Muskeln, kein Fett und so weiter.

Um auf die Frage der Bewegung zurückzukommen, Sie können immer noch nicht durch Luft schwimmen, und das Entfernen der meisten Muskeln wird dabei nicht helfen. Die Bewegung muss sich stattdessen hauptsächlich auf die Anpassung des Auftriebs verlassen, um in verschiedenen Winden aufzusteigen oder zu sinken, wie es Heißluftballons tun, wobei das Heck und die Flossen als kleine Ruder für ein (winziges) bisschen zusätzliche Kontrolle verwendet werden.

Stellen Sie sich etwas vor, das fliegen kann , das ungefähr die gleiche Masse und im Allgemeinen unaerodynamische Form wie ein kleiner Wal hat.

Zum Beispiel ein Robinson R44 Helikopter. ( https://en.wikipedia.org/wiki/Robinson_R44 )

Sp Wie müssen wir den Wal modifizieren, damit er genauso funktioniert? Wir brauchen nicht unbedingt Rotorblätter, wenn der Wal irgendwie einen kontinuierlichen vertikalen Luftstrahl erzeugen kann. Aber wir brauchen viel Energie.

Ein R44 verbrennt etwa 1 Liter Benzin pro Minute, um sich in der Luft zu halten, und Benzin ist ein sehr energiereicher Kraftstoff. Man muss also den Stoffwechsel des Wals umstellen, um etwas Ähnliches zu tun, und ihm auch eine geeignete „Nahrungsquelle“ zur Verfügung stellen.

Ich kann fragen, wie Superman durch die Luft fliegt und wie Superman sich durch den Weltraum fortbewegt.

Möglicherweise hat Superman irgendwie die Kraft, künstliche Gravitationsfelder zu erzeugen, um sich dorthin zu "fallen", wo er hin will.

Und wenn ein verrückter Wissenschaftler eine Art Maschinen oder Organe zur Schwerkraftkontrolle in Wale einfügt, könnten Wale intelligent genug sein, um sich beizubringen und/oder selbst zu lernen, wie man diese Kraft kontrolliert und sicher fliegt. Schließlich besteht eine, wie groß oder klein auch immer, Wahrscheinlichkeit, dass einige oder alle Wale so intelligent wie Menschen sind und daher im wirklichen Leben als Menschen gelten.

Und jede andere Art, wie eine Science-Fiction-Figur ohne Fahrzeug oder offensichtlichen mechanischen Antrieb in einer Science-Fiction-Geschichte, einem Roman oder einem Comic durch die Luft oder den Weltraum „geflogen“ ist, könnte theoretisch für die Verwendung durch Wale mit ungefähr so ​​viel oder als angepasst werden wenig Plausibilität wie in der ursprünglichen Geschichte, Roman oder Comic.