Welche Form der Antigravitation ist am praktikabelsten?

Viele Science-Fiction-Wörter verwenden Anti-Schwerkraft oder künstliche Schwerkraft, um das Gewicht ihrer Schiffe zu manipulieren, was das Fliegen viel einfacher macht. Wikipedia hat sogar einen Artikel darüber, der mehrere Versuche diskutiert, Objekte zum Schweben zu bringen.

Die wichtigsten Ansätze scheinen zu sein:

  • Schwerkraftschilde
  • Gyroskope
  • Warp-Antriebe
  • Supraleiter
  • Exotische Angelegenheit

Welche dieser Techniken (oder eine andere) ist am praktikabelsten, um großen Schiffen zu ermöglichen, in die Atmosphäre eines Planeten hinein- und herauszuschweben und darin herumzufliegen?

Mir geht es nicht um harte Wissenschaft (da die Technologie noch nicht erfunden wurde), sondern um eine Bewertung, welcher Ansatz zur Lösung dieses Problems am praktikabelsten ist.

Was ist die wissenschaftlich wahrscheinlichste Methode, um ein Fahrzeug von tausend Tonnen (um der Argumentation willen) zum Schwimmen zu bringen?

Gyroskope? Wirklich? Ist das ein echter Vorschlag oder ein Vorschlag von verrückten Kristallmenschen?
Einige andere mögliche Ideen, die nicht direkt Antigravitation sind: Supraleiter Das mag ein bisschen wild sein, aber Sie könnten wirklich sehr effiziente Supraleiter verwenden, die ein Schiff im Magnetfeld der Erde schweben lassen. Das ist sehr pseudophysikalisch, weil wir meilenweit von so starken Supraleitern entfernt sind. Exotische Materie Wieder spielend mit Pseudo-Physik-Themen könnten Sie eine Ansammlung exotischer Materie mit gleicher oder nahezu gleicher Masse wie ein Objekt verwenden, um dieses Objekt zum Schweben zu bringen.
Wenn Sie sagen, Sie sind "nicht hinter der harten Wissenschaft her", dann ist die einzig mögliche Antwort "was auch immer Sie am praktikabelsten wollen".
Nur um zu sagen, die aktuelle SF-Leserschaft würde Schilde nicht für vernünftig halten, und Kreisel machen einfach keinen Sinn.
Ein Schiff von tausend Tonnen und Schwimmern? Einfach. Wie wäre es mit 94000 Tonnen ohne Probleme zu schweben!
@TimB Zumindest ist es etwas besser als "Magnete"

Antworten (9)

Ich gehe hier auf einem weiteren Ast aus.

Es ist allgemein bekannt, dass die Schwerkraft im Vergleich zu den anderen 3 um einen Exponentialfaktor die deutlich schwächere der 4 Kräfte ist. Die Stringtheorie (oder zumindest Versuche, dies mit Hilfe der Stringtheorie zu erklären) besagt, dass die Schwerkraft durch mehrere andere Dimensionen als nur die wirken könnte 3 können wir beobachten, dass sich der für die Schwerkraft erforderliche Abstand im Vergleich zu den anderen Kräften stark vergrößert. Diese extradimensionalen Räume sind mikroskopisch klein, aber die vollständige Addition all dieser Dimensionen summiert sich und beeinflusst die Schwerkraft stark.

In diesem Sinne (und unter Verwendung sehr futuristischer Technologien)

  1. Bombardieren Sie diese zusätzlichen Dimensionen mit Energie, um entweder ihre Größe oder ihre Anzahl zu erhöhen. Dies erhöht effektiv den Abstand zwischen zwei Objekten bei der Berechnung der Schwerkraft. Diese Dimensionen könnten aufeinander gestapelt werden ... dh eine mikroskopische Einheit unseres Raums enthält andere Dimensionen und wiederum eine mikroskopische Einheit dieser Dimension enthält andere Dimensionen (und so weiter für 7 bis 11 Ebenen) ... also erweitern die Unterste Ebene dieser Dimensionshierarchie um den Faktor 10 könnte einen erstaunlichen Effekt haben. Der Wert von G wird unter Verwendung einer Entfernung zum „Mittelpunkt“ der Erdmasse im 10 6 Angebot. Wenn wir den unteren Teil dieser Dimensionshierarchie über einen Bereich von 1 Meter um den Faktor 10 erhöhen würden, könnten wir den Abstand zwischen zwei Objekten effektiv um den Faktor 10 erhöhen 7 bis zu 10 11 , wodurch die Schwerkraft im Vergleich zum Luftwiderstand effektiv negiert wird. SO erhöht dies den Abstand zwischen den beiden Objekten und wirkt sich auf den Raum zwischen dem Objekt und der Erde selbst aus. Heh, keine Ahnung, was dies bewirken würde, wenn der Mond diesen Entfernungseffekt überqueren würde, da er die Entfernung zwischen Objekten in diesem Bereich mit vergrößertem dimensionalen Raum beeinflusst. Edit: Wenn es der 10 11 Anzahl, dies würde sich sogar zwischen Erde und Sonne bemerkbar machen. Zweite Bearbeitung: Dies könnte auch einen interessanten Einfluss auf Wetter- und Wolkenmuster haben, da es jetzt einen Luftbereich gibt, der auch nicht von der Schwerkraft beeinflusst wird. Wenn es eine definierbare Kante für diesen Effekt gäbe, hätten Sie für einen Schritt eine vernachlässigbare Schwerkraft und dann für einen anderen eine Rückkehr zur normalen Schwerkraft ... Der Flug wäre ziemlich flockig und schwer zu kontrollieren und würde sporadische Bewegungen erzeugen, wenn Sie die Auswirkungen verlassen und wieder betreten Schwere.

  2. Schließen Sie diese Dimensionen vollständig für die Masse des Raumschiffs aus. Wenn die Schwerkraft durch diese anderen Dimensionen wirkt und diese Dimensionen blockiert sind, hätten wir theoretisch eine Anziehungskraft von 0 auf diese volle Masse des Schiffes. Anstatt einen Raum zwischen dem Objekt und der Erde zu haben, würde dieser Effekt direkt auf das Objekt wirken und nicht auf andere Objekte, die den erhöhten Gravitationsabstand erfahren.

Ich glaube, ich habe mich in dieser Erklärung um 10 herum verwirrt 11 mal.

Ich mag diese Lösung, sie knüpft an die Gravitations- / Zeitlogik an, von der die meisten Menschen zumindest gehört haben, und verwirrt sie mit Wissenschaft!
@liath - Nehmen wir an, der betroffene Bereich (Nr. 1 oben) ist jetzt ein 1-m-Raum, der sich über eine Entfernung von 10 ^ 7-Metern erstreckt ... Licht, das sich durch diesen Bereich bewegt, würde entweder auf weit über die Lichtgeschwindigkeit (?) Beschleunigen oder es würde dauern eine beträchtliche Reisezeit. Ich würde mir vorstellen, dass dies den betroffenen Bereich schwarz aussehen lässt, wenn Licht durch ihn hindurchgeht. Gegenstände, die darin eintreten, könnten auch beschleunigt werden, indem Zeit-, Längen- und Massenausdehnungseffekte auf sie angewendet werden ... könnten die gleichen Effekte sein wie das Eintreten in den Horizont eines Schwarzen Lochs. So viel Unbekanntes liegt in unbewiesener Theorie, dass ein Autor wirklich frei ist, es zu definieren.
Ich markiere dies als Antwort, weil ich die Lösung, obwohl sie vielleicht nicht die wissenschaftlich fundierteste ist, am faszinierendsten finde und "Akzeptieren bedeutet nicht, dass es die beste Antwort ist, es bedeutet nur, dass es für die Person funktioniert hat, die gefragt hat."
Ich verstehe den Teil über verschachtelte Dimensionen, die sich gegenseitig enthalten, nicht.
@ Zwölfte, erstaunliche Antwort, aber wie würde man das machen? Das Beschießen der Dimensionen mit Energie? Was bedeutet das? Ich weiß, Sie sagten "sehr futuristische Technologien", aber...
@Len - Der Prozess ist ziemlich kompliziert, Sie müssen leichte Materie (das ist Anti-Dunkle Materie) auf die Geschwindigkeit des Quadrats des Lichts beschleunigen und sie in Protonen zerschlagen. Der resultierende Aufprall setzt Bosonen frei (und auch nicht die lästige Higgs-Variante), die sorgfältig eingesammelt werden müssen ... Ich empfehle ein Fischernetz. Danach ist es der gleiche Prozess, den Borg-Würfel verwenden, um ihre Traktorstrahlen zu tanken ... fragen Sie sie einfach.

Aufbauend auf der Tatsache, dass Ihre Bearbeitung jetzt meinen Vorschlag für Supraleiter enthält , werde ich eine Antwort schreiben und argumentieren, warum ich denke, dass dies die plausibelste Lösung ist.

Supraleiter

Supraleiter funktionieren derzeit tatsächlich mit Magnetschwebebahnen . Diese haben jedoch Supraleiter, deren Magnetfelder mit Metallleitern interagieren, um sie dazu zu bringen, genug zu schweben, um die Reibung zu verringern.

Das Magnetfeld der Erde ist im Vergleich zu dem, das von diesen Leitern erzeugt wird, sehr klein, also braucht man wirklich starke Supraleiter.

Dabei gibt es einige Probleme:

  • Sie müssen entweder aus einem unbekannten Material bestehen, das bei normalen Temperaturen funktioniert (im Gegensatz zu unter 70 K oder -203 °C).
  • Sie müssen klein und leicht genug sein, um sie im Schiff herumzutragen
  • Sie müssen nicht mehr Energie verbrauchen als der normale Antrieb

Trotz dieser Probleme glaube ich immer noch, dass Supraleiter vergleichsweise vielversprechender sind als die anderen Optionen:

  • Gravitationsschilde sind hypothetisch
  • Gyroskope scheinen sehr schwer zu erreichen zu sein
  • Warp-Antriebe sind möglicherweise nicht möglich
  • Exotische Materie darf nicht existieren

Alles, was Sie tun müssen, ist, einen speziellen Supraleiter für Ihre Welt zu erfinden, der die von Ihnen benötigten Anforderungen erfüllt.

Gyroskope mit Vollgas funktionieren nicht. Die Magnetschwebebahn ist eine interessante Idee, sie ist nicht wirklich Anti-Schwerkraft, aber sie erreicht die gleichen Ziele. Leider ist das Magnetfeld der Erde der Idee nicht sehr förderlich :( physical.stackexchange.com/questions/14044/…
@TimB Ich kann mich nicht an die Mathematik erinnern, aber so etwas wie ein 1 mi ^ 2-Schiff mit einem flachen Supraleiter mit Papiergewicht könnte genug Gefälle haben, um eine 65-kg-Person zu tragen ... Zitieren Sie mich jedoch nicht.
Für die Magnetschwebebahn ist nicht die tatsächliche Stärke des Erdmagnetfelds relevant, sondern wie sich die Richtung des Felds im Weltraum ändert, und das Feld ist so groß, dass die Änderung winzig ist. Weitere Informationen finden Sie auf dieser Seite .
Was sind Schwerkraftschilde? Nur neugierig...

Welche dieser Techniken (oder eine andere) ist am praktikabelsten, um großen Schiffen zu ermöglichen, in die Atmosphäre eines Planeten hinein- und herauszuschweben und darin herumzufliegen?

Äh...

Geben Sie hier die Bildbeschreibung ein

Wow, obwohl dies keine harte Wissenschaft ist, müssen Sie zumindest etwas Plausibles vorschlagen .

Wenn Sie den Orbit erreichen müssen, könnte ein Weltraumaufzug eine gute Lösung sein .
Sie müssen ein superstarkes Material erfinden, das verhindert, dass das Kabel durch die enormen Kräfte bricht, aber es ist eine wahrscheinliche Lösung.

Was ist ein Weltraumaufzug?

Grundsätzlich platzieren Sie ein sehr massives Objekt an einem bestimmten Punkt, der die Welt umkreist.
Dieses Objekt wird im "Gleichgewicht" sein: es wird nicht herunterfallen oder im Raum verschwinden.

Ihr Schiff wird nur bis zu einem bestimmten Punkt angehoben (mit normalen Raketen), dann wird es aufgrund des scheinbaren Gravitationsfeldes ohne Energieaufwand angehoben

Wenn es im Weltraum platziert wird, erzeugt das Gegengewicht genug Kraft, um Ihr Schiff zum Jupiter zu heben. Sobald das Schiff im Weltraum ist, kann es mit herkömmlichen Boostern manövriert werden.

Es ist keine sehr Sci-Fi-Lösung (dh einen Knopf drücken und alles funktioniert auf magische Weise), aber es hat solide wissenschaftliche Grundlagen und ist technisch machbar.

So funktioniert ein Weltraumaufzug nicht? Das Schiff muss nicht von einem starken Material getragen werden, es muss von einem starken Material „niedergehalten“ werden, denn wenn der Aufzug groß genug ist, wird das Schiff nach außen von der Erde wegziehen. Diese Idee erlaubt es dem Schiff auch nicht, sich zu bewegen. Ich glaube nicht, dass das Problem darin besteht, die Umlaufbahn zu erreichen, sondern sich sehr effizient zu bewegen.
Sie brauchen ein gutes Material, da das Reißen eines mehrere Kilometer langen Kabels "unglücklich" ist. Das OP fragte nach dem Erreichen der Umlaufbahn und nicht nach der Atmosphäre.
Ich weiß nicht, warum Sie Raketen oder scheinbare Schwerkraft erwähnen. Mit Weltraumaufzügen klettern Sie einfach das Kabel hoch (sobald der Aufzug gebaut ist) mit einem ... Aufzug ... Es ist ein sehr billiger Weg, um in die Umlaufbahn zu gelangen, obwohl wir leider (noch) nicht über die Materialwissenschaft verfügen, um einen zu bauen.
Es ist auch nicht gegen die Schwerkraft ...
@ tampe125 danke für deine Antwort - in diesem Fall bin ich eher nach Fliegen oder Schweben als nach einem Aufzug - ich werde die Frage bearbeiten, um sie etwas klarer zu machen
Um den letzten Punkt von @TimB zu erweitern: Sie müssen immer noch Energie verbrauchen, um Ihr Ding von der Erde zu heben. Das passiert nicht in einem echten Anti-Schwerkraft-Szenario.

Ich würde Supraleiter kommentieren, aber nicht erlaubt.

Dies funktioniert nur für die Erde - und Dinge mit Magnetfeldern. Sie würden direkt auf den Mars, die Venus oder den Mond krachen.

Sie könnten (hoffentlich) Ihre Supermagnete erheblich leiser stellen, wenn Sie Jupiter für H3 überfliegen möchten


Was ist mit Antigravitationswellen oder der Verwendung von Gravitonen?

Hier ist ein Beispiel: http://www.startrekfreedom.com/wiki/index.php/Antigravity_Systems

Gravitons würden nicht funktionieren (sie vermitteln hypothetisch die Schwerkraft), aber ich nehme an, etwas aus Science-Fiction könnte übernommen werden.
Warum sollten Gravitonen nicht funktionieren? "Ich bin nicht hinter harter Wissenschaft her" == Suche nach einer Ausrede für ein Scifi-Buch / Setting (RPG?)
Sie verursachen die Schwerkraft.
Umm, und Sie richten sie in die andere Richtung, wodurch die Schwerkraft der Schwerkraft entgegenwirkt, mit der Sie nach unten gezogen werden?
Warum nicht einfach andere Partikel verwenden? Es ist, als würde man sagen, dass Sie Kupfer als Isolator verwenden, obwohl es aufgrund seiner Eigenschaften ein ausgezeichneter Leiter ist.
Sie beeinflussen also Ihre Gravitonen, um Wellen zu erzeugen, die andere Gravitationswellen aufheben. Oder Sie verwenden Anti-Gravitonen, um die um Sie herum zu atomisieren. Wenn Sie Gravitonen über sich entstehen lassen, nutzen Sie diese Schwerkraft, um Sie näher heranzuziehen, schneller als Sie beide in den natürlichen Schwerkraftschacht fallen. Dann hörst du auf, diese Gravitonen zu produzieren, und produzierst Gravitonen, die höher sind als der erste Satz ... wahrscheinlich in Nanosekunden-Intervallen.
Oder sagen Sie, dass die Schwerkraft keine Richtung hat, wie ein Leiter / Isolator keine Richtung hat?
Ich bin mir nicht ganz sicher, was Sie mit Richtung meinen, aber ich nehme an, Sie könnten das Gravitationsfeld von einer anderen Quelle verwenden, um die Schwerkraft von jeder Quelle aufzuheben, die Sie zu eliminieren versuchen, wie Sie vorgeschlagen haben.

Obwohl es nicht unbedingt "Antigravitation" ist, da es die Auswirkungen der Schwerkraft nicht reduziert, ist das EmDrive ein scheinbar plausibles rückwirkungsfreies Triebwerk, das ausschließlich auf elektrische Eingabe angewiesen ist.

Sollte dieses Gerät in Größe und Effizienz gesteigert, mit einer Computersteuerung zur Kompensation äußerer Kräfte wie Wind und Turbulenzen ausgestattet und mit einer ausreichend großen Energiequelle (möglicherweise atomar) ausgestattet werden, gibt es keinen Grund, warum es nicht verwendet werden könnte um der Beschleunigung der Schwerkraft entgegenzuwirken und so einem Fahrzeug mit einer Masse von Tausenden Tonnen den Anschein zu verleihen, als würde es schweben.

Lesen Sie die Einführung zu dem von Ihnen geposteten Wikipedia-Link. Die ursprünglichen Ergebnisse waren nicht reproduzierbar und werden nun wohl als Genauigkeitsfehler angekreidet.

Magie

Oh, warte, nein

Der Äther

Naja, jedenfalls so etwas. Wie sich herausstellt, ist der Weltraum nicht wirklich leer . Vielleicht größtenteils leer, aber nicht wirklich. Außerdem neigen wir stark zu der Annahme, dass die Sonne einfach dasteht, aber wie sich herausstellt, rast das Sonnensystem durch den Weltraum .

Wenn Sie diese beiden Ideen miteinander verbinden, gibt es vielleicht eine Möglichkeit, etwas auszustrecken und zu "greifen", das relativ stationär ist, oder etwas mit einer unglaublich geringen Dichte zu verwenden, um sich vaaaaaaaay nach oben zu erheben.

Es wäre jedoch eine Art Magie.

Die einzige dieser Optionen, die wirklich funktioniert, ist "exotische Materie". Alle anderen Optionen werden enorme Mengen an Energie erfordern, um zu funktionieren, was sie ungefähr so ​​​​nützlich macht wie das Abholen Ihres Schiffes mit Hubschraubern.

  • Gravitationsschilde Dafür
    müsste eine Art schwerkraftblockierende Substanz gefunden werden, die dazu führen würde, dass diese Schilde viel schwerer als normal sind. Wenn so etwas möglich wäre, könnte es verwendet werden, um zumindest die Menge der durchdringenden Schwerkraft zu verringern und dadurch den erforderlichen Schub zu reduzieren. Aber um die gesamte Schwerkraft zu blockieren, müsste Ihr Schild einen beträchtlichen Bruchteil der gesamten Erde darunter wiegen. (Es wäre der Prozentsatz des Raumwinkels, den der Schild abdeckt.)
  • Gyroskope
    Ich habe keine Ahnung, wie ein Gyroskop Sie in der Luft halten würde. Die Impulserhaltung besagt, dass alles, was das Gyroskop tut, um Sie nach oben zu bewegen, von einem ähnlichen Herunterziehen begleitet sein muss.

    Wenn Sie das Gyroskop dazu bringen könnten, eine Nettokraft zu erzeugen, würde dies auf Kosten des Rotationsimpulses gehen und Sie müssten mehr Energie aufwenden, um den Impuls aufrechtzuerhalten. Zum Beispiel könnte eine sich drehende Scheibe ein elektrisches Feld erzeugen, das gegen ein anderes Feld drückt und Sie oben hält, aber letztendlich ist es nur ein Schub.

  • Warp-Antriebe
    Warp-Antriebe, wenn sie überhaupt funktionieren, werden lächerlich teuer sein. Der einzige Grund, sich mit ihnen zu beschäftigen, besteht darin, die Lichtgeschwindigkeit über große Entfernungen zu brechen. Ein Warpfeld offen zu halten, um über dem Planeten zu schweben, würde wahrscheinlich die Massenenergie des gesamten Planeten ziemlich schnell verbrauchen.

    Und all diese Energie muss irgendwo hin. Sie würden den Planeten, über dem Sie schwebten, zum Schmelzen bringen, selbst wenn es keine dringenderen relativistischen Probleme gäbe.

  • Supraleiter
    Diese haben das gleiche Grundproblem wie Kreisel. Sie verwenden nur Elektrizität, um auf unkonventionelle Weise Schub zu erzeugen. Es ist nicht wirklich Anti-Schwerkraft.

  • Exotische Materie
    Wenn sie existiert, könnte bestimmte exotische Materie die Masse der normalen Materie "aufheben". Sie müssen einen Weg finden, die Materie an normale Materie zu binden, aber Sie hätten im Wesentlichen ein schwebendes Gerät. Denken Sie daran, dass Sie das Gerät zum Planeten bringen müssen, was bedeutet, dass es seine potenzielle Gravitationsenergie erhöht (in diesem Fall gilt, je näher es an einem massiven Objekt ist, desto mehr potenzielle Energie hat es).

    Diese geleistete Arbeit erfordert Energie und ist daher auf lange Sicht möglicherweise nicht besonders nützlich. Der Vorteil hier ist jedoch, dass Sie es nur einmal bewegen müssen. Nachdem es hier unten ist, können Sie Tausende von Jahren damit schweben, was energieeffizienter ist als konstanter Schub.

  • Permanentmagnete
    Es gibt viele Kinderspielzeuge, die Permanentmagnete verwenden, um ein Objekt auf unbestimmte Zeit schweben zu lassen. Sie wären auf einen bestimmten Ort beschränkt, möglicherweise auf einen bestimmten Pfad, und Earnshaws Theorem legt nahe, dass es nicht vollständig stabil wäre, aber Sie würden viel weniger Energie verbrauchen, um die Position zu halten, als zu schweben.

    Wenn Sie an einer Stelle schweben möchten, wäre das Halten der Position so einfach wie das Anbringen einiger Kabel am Boden, um seitlichen Kräften entgegenzuwirken. Für eine Art Schiene könnten Sie Kabel haben, die entlang der Schiene unter Ihnen verlaufen, um Sie an Ort und Stelle zu halten.

    Ich habe die Track-Idee noch nie fertig gesehen. Vielleicht fehlt mir etwas. Aber es scheint, als könnten Sie zwei Magnete in einiger Entfernung nebeneinander haben, die beide mit ihrer Nordseite nach oben zeigen. Dann hätte Ihr Luftschiff seine Nordseite nach unten. Jetzt neigt das Luftschiff dazu, auf einen Punkt zwischen den beiden Magneten zu fallen, anstatt über den "Buckel" des Magnetfelds zu klettern, um außerhalb der Magneten zu fallen.

    Wenn Sie dann eine Reihe dieser Bodenmagnete haben, haben Sie eine Linie, der das Luftschiff folgen kann. Wenn Sie aufhören, sich zu bewegen, neigen Sie dazu, sich im Tal zwischen vier Magneten niederzulassen und zu schweben. Die Südseite Ihres Magneten wird Sie jedoch auf den Kopf stellen und zu den nördlichen Magnetfeldern beschleunigen wollen. Sie brauchen also eine Möglichkeit, dies zu verhindern, z. B. Kabel oder Triebwerke. Ich bin mir nicht sicher, wie machbar das ist.

Exotische Angelegenheit. Falls vorhanden, hat exotische Materie eine negative Masse, was bedeutet, dass die Schwerkraft sie tatsächlich abstößt, anstatt sie anzuziehen, daher würde ein, sagen wir, Ball aus exotischer Masse schweben, anstatt zu fallen.