Wie erstelle ich einen Planeten mit unterschiedlicher Schwerkraft und konstantem Tageslicht?

Es ist sicherlich möglich, einen Planeten mit mondähnlicher Schwerkraft am Äquator und schwerer als die Erde an den Polen zu haben, wenn er schnell genug rotiert.

Leider ist es ziemlich kompliziert, genau herauszufinden, welche Form ein Planet mit einer bestimmten Masse bei verschiedenen Rotationsgeschwindigkeiten haben würde und wie die Gravitationskraftkurve über der Oberfläche aussieht. Wenn Sie keine Angst vor Mathematik haben, können Sie sich diese Vorlesung zur Berechnung der Gleichgewichtsform der Erde als Beispiel ansehen. Es hängt insbesondere von der inneren Struktur des Planeten ab, und oberhalb bestimmter kritischer Werte des Drehimpulses gibt es tatsächlich mehrere Lösungen, wobei sich schnell drehende Körper möglicherweise einige ziemlich abgefahrene, mehrlappige Formen annehmen. Glücklicherweise ist aber immer ein einfaches abgeplattetes Ellipsoid dabeieine der möglichen Lösungen (solange die Rotationsgeschwindigkeit sowieso niedrig genug ist, dass der Planet nicht vollständig auseinanderfliegt), und es gibt Möglichkeiten, das Problem zu vereinfachen. Zum Beispiel wird angenommen, dass Mesklin (bereits in den Fragenkommentaren erwähnt) einen Kern aus entarteter Materie hat, sodass der Großteil seiner Masse in der Nähe des Zentrums konzentriert ist, und Sie können sich der richtigen Lösung annähern, indem Sie die Auswirkungen der Verformung der Verteilung von ignorieren der Rest der Masse des Planeten von der Kugel weg.

Wenn Sie etwas Ähnliches mit Ihrer Welt machen, können wir ihre Form bei einer bestimmten Masse und Rotationsperiode und die Gravitationskraft als Funktion des Breitengrads herausfinden, indem wir die Äquipotentialfläche für die Kombination von Zentrifugal- und Gravitationspotential finden.

Das effektive Potenzial ist$U(r,\theta) = -\frac{1}{2}(\omega r \cos\theta)^2 - \frac{GM}{r}$, wo$r$ist Radius,$\theta$Breitengrad ist, und$\omega$Winkelgeschwindigkeit ist. Einstellung$U$zu einem konstanten Wert und Lösung für$r$ist ziemlich grob (es ist eine kubische Gleichung), also sollten Sie wahrscheinlich ein Grafikprogramm verwenden, um die genaue Form numerisch herauszufinden, aber sobald Sie das haben, ist es einfach, die Schwerkraft an den Polen im Vergleich zum Äquator zu berechnen , und Sie können von dort aus raten und überprüfen, bis Sie eine Kombination aus polarer Schwerkraft, äquatorialer Schwerkraft und Rotationsrate erhalten, die Ihnen gefällt.

Das Bit „immer am Tag“ ist kniffliger und hängt davon ab, was als „immer“ und „Tag“ zählt. Reicht es zum Beispiel aus, wenn „immer“ bedeutet „seit einigen hundert Jahren am Stück in einer Hemisphäre“ (viel Zeit und Raum, um eine Geschichte zu spielen) und „Tag“ bedeutet „konsequent beleuchtet an mindestens auf das Niveau eines gut beleuchteten Innenraums, aber mit Abweichungen in Helligkeit und Wärme darüber hinaus erlaubt"? In diesem Fall würde ich diesen Planeten einfach in ein System mit einem entfernten Begleitstern auf einer langperiodischen Umlaufbahn setzen, die stark zur Ebene der Umlaufbahn des Planeten um seine Primärsonne geneigt ist; Auf diese Weise kann der Begleitstern eine ganze Hemisphäre konstant beleuchten, sodass es nie eine richtige "Nacht" gibt.

Eine andere Option könnte darin bestehen, die Welt zu einem Schurkenplaneten in der Nähe eines aktiven galaktischen Kerns (Quasar) zu machen, der eine bewohnbare Sonneneinstrahlung in mehreren Lichtjahren Entfernung mit Jahrtausende langen Umlaufbahnen bieten könnte. Es ist die gleiche allgemeine Idee, nur den Begleitstern durch etwas zu ersetzen, das hell genug ist, um die ganze Aufgabe der Erwärmung des Planeten alleine zu erledigen, wodurch die Notwendigkeit einer weiteren Sonne mit ihren eigenen überlagerten Beleuchtungszyklen entfällt und gleichzeitig ein ausreichender Abstand eingehalten wird Die Zeit des konstanten Sommertages scheint eine Ewigkeit zu sein. Quasare haben natürlich den Nachteil, dass sie schnell und etwas unvorhersehbar ein- und ausschalten, und sie neigen dazu, nicht in sehr schönen Gegenden zu leben, aber für den Zweck einer guten Geschichte wäre ich bereit zu glauben, dass irgendwo im Universum dort'

Ohne in die Mathematik einzusteigen, würde es die gewünschten Eigenschaften ergeben, den Planeten aus einer Würfelform zu schnitzen, indem man fast eine halbe Ellipse von der Seite herausnimmt, die seinem Stern zugewandt ist, wobei die kürzere Achse senkrecht zur Sternrichtung ist.

Es wäre an den Polen dicker, also gäbe es mehr Masse, um kleinere Objekte wie dort stehende Menschen anzuziehen; Atmosphäre könnte den größten Teil der geschnitzten Kugel füllen, an den Polen wieder dicker.

Solange er nah genug am Stern ist, um von den Gezeiten erfasst zu werden, wahrscheinlich ein M-Stern, also muss der Planet ziemlich nah sein, um in der bewohnbaren Zone zu sein, konstantes Tageslicht zu haben ist natürlich.

Ich werde versuchen, später zu zeichnen und die Berechnungen durchzuführen, aber hoffentlich verstehen Sie die Idee.