Was wären die lokalen Auswirkungen / Auswirkungen eines Rings, der sich nahe der Luminalgeschwindigkeit dreht?

Sie sagten "nahezu Lichtgeschwindigkeit" und sagten dann, was ein Beobachter im lokalen Bereich des Weltraums sehen und erkennen könnte, wenn der Ring auf 9,999 % gedreht wird$c$. Ich nehme an, Sie haben eine 9 auf der linken Seite für 99,999 % verpasst$c$.

Ein Beobachter in der Nähe würde nichts sehen, weil er sein Lebensabonnement in kürzerer Zeit gekündigt hätte, als es dauert, bis die Netzhaut ein Signal an das Gehirn sendet.

Dies ähnelt dem Schießen eines Projektils mit nahezu Lichtgeschwindigkeit in einer Atmosphäre , wenn auch in einem größeren Maßstab. Aus der Perspektive des Rings kommen Luftmoleküle mit Lichtgeschwindigkeit auf ihn zu. Wenn sie mit dem Ring kollidieren, werden die Atome in der Luft aufgrund der schieren Menge an kinetischer Energie, die sie erhalten, einer Atomspaltung unterzogen.

Angenommen, dieser Ring teleportiert sich an einen Ort mit einer Atmosphäre, während er sich bereits dreht. Wenn jeder Teil des Rings nahezu luminale Lineargeschwindigkeit hat, unterscheidet er sich nicht wesentlich von dem Ring, der mit luminaler Geschwindigkeit in einer geraden Linie direkt auf uns zukommt.

Bei 99,999 kommt also ein Schock von 100 Tonnen auf uns zu$c$...$E = \frac{mv^2}{2}$, auf die gerundet werden kann$\frac{mc^2}{2}$.

Sehen Sie, wohin das führt? Es ist fast so, als ob Sie gerade 25 Tonnen Antimaterie an einen Ort teletransportiert hätten (was 25 Tonnen normale Materie mit sich blasen würde, für insgesamt 50 Tonnen in Energie umgewandelte Masse).

Ich bin dort nicht 100% genau, weil ich wahrscheinlich relativistische Masse hätte verwenden sollen, aber in dieser Größenordnung spielt es keine Rolle.

Bedenken Sie, dass 1 kg Masse, wenn sie vollständig in Energie umgewandelt wird, eine Leistung von 21,5 Megatonnen TNT hat . 50 Tonnen wären wie ein Teraton, was etwa 25 % mehr Boom als beim letzten Ausbruch des Yellowstone oder etwa die Hälfte der Explosion von La Garita ist. Als Referenz:

Es wird angenommen, dass das durch den Ausbruch von La Garita verwüstete Gebiet einen erheblichen Teil des heutigen Colorado bedeckt hat. (...) Im Gegensatz dazu hatte der stärkste von Menschenhand hergestellte Sprengsatz, der jemals gezündet wurde, die Tsar Bomba, eine Sprengkraft von 50 Megatonnen, während der Ausbruch von La Garita etwa 5.000 Mal so energisch war.

Wir sprechen hier also nicht vom Lebensende, sondern eher davon, einen erheblichen Teil von Google Maps aktualisieren zu müssen. Zumindest für den Anfangseffekt. Was als nächstes kommt, verheißt möglicherweise nichts Gutes für die Biosphäre.

Jetzt haben wir ein hartnäckiges Problem. Sie sagten, Ihr Ring sei unzerstörbar. Dies bedeutet, dass es nicht aufhört und sich nach der ersten Explosion möglicherweise in die Kruste eingräbt. Es würde es kontinuierlich atomisieren und Trümmer in die obere Atmosphäre und den Weltraum schicken. Menschen, die sehr weit entfernt sind, würden zuerst eine riesige Plasmakugel sehen, dann die Pilzwolke einer Atombombe, nur dass sie nicht verschwindet, sondern immer breiter und breiter wird, während Stunden und Tage vergehen. Irgendwann, wofür ich nicht rechnen kann, werden viele dieser Trümmer wieder herunterkommen, die Atmosphäre aufheizen und dabei Lebewesen kochen. Der Boden wackelt wahrscheinlich auch die ganze Zeit auf dem halben Planeten.

Bitte gib dem Ring eine Stopp-Bedingung, sonst geht das so weiter, bis nichts mehr übrig ist.

Alternatives Szenario: Die anfängliche Explosion lässt den Ring hochgehen. Ich bin ziemlich zuversichtlich, dass 2.500 Zarenbomben unter Ihnen mehr als genug sind, um Sie mit einer Startmasse von 100 Tonnen von der Erde zu vertreiben. Der Grund dafür war, dass Apollo 11 eine Startmasse von nur 28 Tonnen hatte, aber viel weniger Schlagkraft hatte als 2.500 Tsar Bombas ^{[Zitieren erforderlich]} , und es mindestens bis zum Mond schaffte. Wenn Ihr Ring der Erde entkommt, hat das Leben möglicherweise eine Chance.

Ich kann Ihnen nicht helfen, welche relativistischen Effekte Sie von Ihrem Spinnring erhalten könnten, aber ich kann Ihnen sagen, wie Sie berechnen können, wie schnell er sich für ein bestimmtes Material drehen kann.

Für einen sich drehenden Ring ist es wirklich ziemlich einfach: Multiplizieren Sie die Masse des halben Rings mit der Komponente seiner Spingravitation, die senkrecht zu einer beliebigen "Schnittebene" steht, und Sie haben die Last auf jedem Querschnitt des Rings (nicht t durch zwei teilen – es gibt zwei Stützen, aber jede Ringhälfte stützt die andere, also verdoppelt sich auch Ihre Masse).

Wenn Sie also sowohl die Zugfestigkeit als auch die Dichte Ihres Materials kennen, haben Sie die Hälfte dessen, was Sie brauchen. Die andere Hälfte ist die Zentripetalbeschleunigungsgleichung: V^2/r (in diesem Fall haben Sie V, weil Sie es angegeben haben).

Tipp: Wenn Sie den Ring größer machen, hält er besser, weil Sie durch den Radius teilen. Multiplizieren Sie also die Masse dieses Halbrings (Dichte * Volumen) mit der Zentripetalbeschleunigung (Entfernung über Zeit zum Quadrat) und Sie erhalten das "Gewicht" des Halbrings. Teilen Sie durch die Stärke und Sie erhalten die Querschnittsfläche - wenn das eine endliche Zahl ist, ist dies für Ihr gewähltes Material nicht völlig unmöglich.

Es ist erwähnenswert, dass dies ein Worst-Case für Stärke ist; Das tatsächliche "Gewicht" jeder Ringhälfte wird geringer sein, da der größte Teil der Spin-"Schwerkraft" nicht senkrecht zur "Schnitt"-Ebene ist - also wird die tatsächliche Last immer geringer sein, als diese naive Berechnung vermuten lässt (und vierzig vor Jahren hätte ich vielleicht berechnen können, wie viel weniger).

Frame Dragging wurde erwähnt

Ich würde erwarten, dass diese vernachlässigbar sind, selbst wenn die Masse des Objekts (das durch Magie zusammengehalten werden müsste , sonst würde es in ein Schwarzes Loch kollabieren) beträchtlich ist.

Ferner, welche visuellen oder nachweisbaren Wirkungen dieses Phänomen zeigen würde.

Es wäre in allen Bändern extrem hell, weil jedes materielle Teilchen, das damit in Berührung kommt – und aufgrund seiner Masse würde das Objekt interplanetare Materie und Staub aktiv ansaugen – vernichtet würde.

Jede kurzzeitige Ladungsasymmetrie auf der Ringoberfläche würde ebenfalls zu einer Quelle elektromagnetischer Strahlung werden.

Wenn eine externe Lichtquelle auf das Objekt trifft, nehme ich an, dass es blau anti-spinward und rot spinward reflektiert?

Ja genau. Abgesehen davon, dass bei diesen Geschwindigkeiten "Blauverschiebung" bedeutet, dass die Sonnenstrahlung als alles von Ultraviolett bis zu harten Röntgenstrahlen zurückreflektiert wird. Der Detektor des Schiffs kann es nicht umhin, es zu identifizieren, es sei denn, sie nähern sich nahezu axial, und aus der spektralen Verteilung wäre es offensichtlich, dass sie auf ein relativistisch rotierendes Objekt blicken.

All dies bedeutet auch, dass der Ring eine Art Energiequelle benötigt, um sich weiter zu drehen und die verlorene Energie zu ersetzen.

Die kurze Antwort auf Ihre Frage lautet: Es würde wie ein weißes Loch aussehen. Der Grund ist einfach: In Hilberts In GRUNDLAGEN DER PHYSIK VON EINER THEORIE VON ALLEM ZU EINEM KONSTITUTEN DER ALLGEMEINEN RELATIVITÄT von Hilbert heißt es, dass Teilchen, die sich mit etwas mehr als halber Lichtgeschwindigkeit bewegen, einen Antigravitationskegel erzeugen würden. Später gab Franklin Felber eine genaue Lösung, 57% C, und Sie haben ein Treibmittel, das sich fast mit Lichtgeschwindigkeit bewegen kann, das Sie langsam beschleunigt, aber in Ihrem Fall beträgt es mehr als 99% der Lichtgeschwindigkeit. Der Effekt wäre derselbe, aber viel violetter, alles, was versucht, sich ihm zu nähern, würde fast sofort abgestoßen, mit Ausnahme von Licht, das durch einen Gravitationslinseneffekt extrem deformiert würde. Was mit Dingen wie Staub oder Wasserstoffatomen im Weltraum passieren würde, würde zu relativistischen Projektilen werden.

Quellen:
Exakte 'Antigravitationsfeld'-Lösungen von Einsteins Gleichung:
https://arxiv.org/ftp/arxiv/papers/0803/0803.2864.pdf
Test der relativistischen Schwerkraft für den Antrieb am Large Hadron Collider: https://arxiv. org/ftp/arxiv/papers/0910/0910.1084.pdf GRUNDLAGEN DER PHYSIK: VON EINER THEORIE VON ALLEM ZU EINEM BESTANDTEIL DER ALLGEMEINEN RELATIVITÄT: http://www.bu.edu/cphs/files/2015/04/2007_Renn-Stachel .pdf