Jemand konstruiert ganze Planeten und Monde zu einem Set, das zumindest in Bezug auf die Größe unserem gesamten Sonnensystem ähnelt. Ich denke, das impliziert, dass sie zumindest ein paar Orte bekommen können, um sich ohne Raumanzug als bewohnbar (für Menschen) zu qualifizieren.

Lassen Sie mich einige der einfacheren ausprobieren.

Venus. Entfernen Sie die aktuelle Atmosphäre. Ersetzen Sie es durch eine angenehm atmungsaktive Atmosphäre, die auch weniger Wärme speichert als die der Erde. Behalten Sie vielleicht diese ewigen Wolken bei (aber nicht so dick), aber machen Sie sie reflektierender, insbesondere für den IR-Teil des Spektrums. Vergessen Sie nicht, den Planeten ein wenig zu drehen, um einen Tag mit angemessener Länge zu erreichen. Fügen Sie viel Wasser hinzu. Fügen Sie Pflanzen hinzu, die in einer wolkigen Umgebung gedeihen, fügen Sie einige Dinosaurier hinzu und schließen Sie dann nahe Menschen in eine matriarchalische Gesellschaft ein, die männliche Astronauten versklavt, die dort landen. B-Movie-Status der 1950er erreicht.

Mars. Erhitzen Sie den Kern und drehen Sie ihn, um ein Magnetfeld zu erhalten. Fügen Sie eine dünne, aber atmungsaktive Atmosphäre hinzu, die reich an Treibhausgasen ist, um den Ort warm genug zu halten. Gießen Sie etwas Wasser hinein, aber halten Sie es trocken. Stehlen Sie Lebensformen aus der John Carter of Mars-Serie. Sehen Sie, welche Gruppe zuerst mit dem Graben von Kanälen beginnt.

Der Mond. Lassen Sie erneut ein Magnetfeld hinzufügen. Wenn Sie das Aussehen des Originals beibehalten möchten, halten Sie die sauerstoffreiche Atmosphäre an der Oberfläche kaum atembar und haben Sie fast alles Leben in tiefen Höhlen. Finden Sie einige chemosynthetische Pflanzenersatzstoffe oder haben Sie einige sehr praktische Steine, die für Äonen viel zu hell leuchten und gleichzeitig keine tödliche Strahlung abgeben.

Zeit für das Abendessen! Jemand anderes kann die exotischeren Orte herausfinden.

Ich bin etwas enttäuscht von den bisherigen Antworten.

Es gibt mehrere hypothetische Möglichkeiten, kleinen Welten mit geringen Fluchtgeschwindigkeiten eine beträchtliche Atmosphäre zu verleihen.

Habitable Planets for Man , Stephen H. Dole, 1964, diskutiert die Anforderungen an die menschliche Bewohnbarkeit.

https://www.rand.org/content/dam/rand/pubs/commercial_books/2007/RAND_CB179-1.pdf

Auf Seite 35 beschreibt Dole die Anforderungen an die Austrittsgeschwindigkeit einer Welt, um ein Gas in ihrer Atmosphäre zurückzuhalten. Entscheidend ist das Verhältnis zwischen der Fluchtgeschwindigkeit der Welt und dem quadratischen Mittelwert der Geschwindigkeit der Gaspartikel in der Exosphäre, der äußeren Atmosphäre, aus der Partikel aus dem Planeten entweichen.

Gemäß Tabelle 5 auf Seite 35 beträgt die e -1 -Lebensdauer einer Atmosphäre null, wenn das Verhältnis 1 oder 2 beträgt, einige Wochen, wenn das Verhältnis 3 beträgt, mehrere tausend Jahre, wenn das Verhältnis 4 beträgt, ungefähr hundert Millionen Jahre wenn das Verhältnis 5 ist, und ungefähr unendlich, wenn das Verhältnis 6 oder höher ist.

Die Geschwindigkeit von Gaspartikeln in der Exosphäre wird durch ihre Temperatur verursacht, von der angenommen wird, dass sie durch ultraviolette Strahlung der Sonne verursacht wird. Auf Seite 54 sagte Dole, dass, wenn die Exosphärentemperatur eines bewohnbaren Planeten so niedrig wie 1000 Grad K sein könnte, die mittlere quadratische Geschwindigkeit von atomarem Sauerstoff 1,25 Kilometer pro Sekunde betragen würde und eine Welt mit einer fünfmal so hohen Fluchtgeschwindigkeit wäre. oder 6,25 Kilometer pro Sekunde, Sauerstoff lange genug zurückhalten könnte.

Um auf Abbildung 9 zurückzukommen, kann man sehen, dass dies einem Planeten mit einer Masse von 0,195 Erdmassen, einem Radius von 0,63 Erdradius und einer Oberflächengravitation von 0,49 g entspricht .

Ein Radius von 0,63 Erdradius wäre 4.013,73 Kilometer oder 2.494,044 Meilen. Ein solcher Radius wäre größer als die Radien von Merkur, Mars, Pluto, den größten Asteroiden und den größten Monden der Riesenplaneten.

Es scheint ihnen also unmöglich zu sein, Atmosphären lange beizubehalten.

Aber die Temperaturen in den Exosphären der kleineren Welten, die weiter von der Sonne entfernt sind als die Erde, wären wahrscheinlich niedriger, weil sie weniger Sonneneinstrahlung erhalten, und daher wären die mittleren quadratischen Geschwindigkeiten von Gaspartikeln in den Exosphären niedriger, wodurch sie entstehen Das 5-fache der quadratischen Mittelgeschwindigkeiten ist eine niedrigere Zahl als 6,25 Kilometer pro Sekunde.

Darüber hinaus war es den hochentwickelten Menschen, die diese Welten terraformten, möglicherweise egal, ob die Atmosphären hundert Millionen Jahre lang bestehen würden. Zehn Millionen Jahre oder eine Million Jahre oder hunderttausend Jahre hätten für ihre Zwecke lang genug sein können. Daher könnten sie damit zufrieden gewesen sein, Welten zu erschaffen, die Fluchtgeschwindigkeiten hatten, die nur das 4,75- oder 4,50- oder 4,25-fache der quadratischen Mittelgeschwindigkeit von Gaspartikeln in ihren Exosphären betrugen.

Die Weltenbauer müssten also die Massen der kleineren Welten in den von ihnen geschaffenen Sonnensystemen erheblich erhöhen, aber nicht unbedingt genug, um sie alle auf mindestens das 0,195-fache der Masse der Erde zu bringen.

Je besser also die Radien und Durchmesser und Volumina dieser kleinen Welten vor dem Weltraumzeitalter bekannt waren, desto dichter mussten die von den Weltenbauern verwendeten Materialien sein, damit ihre Nachahmungswelten ausreichend hohe Fluchtgeschwindigkeiten hatten.

Je kleiner und weniger massiv eine Welt ist, desto weniger werden ihre Kernmaterialien durch das Gewicht der darüber liegenden Materialien komprimiert, und desto mehr hängt ihre durchschnittliche Dichte von der natürlichen Dichte ihrer Materialien ab.

Das dichteste bekannte natürlich vorkommende Element ist Osmium mit 22,59 Gramm pro Kubikzentimeter. Leider reagiert Osmium mit Sauerstoff zu dem hochgiftigen Gas Osmiumtetroxid. Osmium sollte also kein Hauptbestandteil eines Planeten mit einer sauerstoffreichen Atmosphäre sein.

Iridium ist mit 22,56 Gramm pro Kubikzentimeter fast so dicht wie Osmium und viel weniger toxisch. Es wäre sicher, den größten Teil einer Welt aus Iridium zu bauen. Platin hat eine Dichte von 21,46 Gramm pro Kubikzentimeter.

Natürlich sind Osmium, Iridium und Platin sehr selten, also müssten die Weltenbauer die Gase einer explodierenden Supernova abbauen und synthetisieren.

Unter der Annahme, dass der größte Teil einer konstruierten kleinen Welt aus Iridium bestehen würde, mit dünnen Schichten aus normalem Gestein, Boden und Wasser darauf, können Volumen, Masse, Oberflächengravitation und Fluchtgeschwindigkeit für verschiedene Größen berechnet werden.

Da die Erde eine Gesamtdichte von 5,514 Gramm pro Kubikzentimeter hat, hätte eine Iridiumwelt die 4,0914036-fache Dichte der Erde. Hier sind Links zu den verwendeten Oberflächengravitations- und Fluchtgeschwindigkeitsrechnern: https://philip-p-ide.uk/doku.php/blog/articles/software/surface_gravity_calc https://www.omnicalculator.com/physics/escape- Geschwindigkeit

Das 0,1-fache des Radius, 637,1 Kilometer oder 395,88 Meilen, würde das 0,001-fache des Volumens oder das 0,0040914036-fache der Masse ergeben. Das ergibt eine Oberflächengravitation von 0,41 g und eine Fluchtgeschwindigkeit von 2,2626 Kilometern pro Sekunde.

Das 0,2-fache des Radius, 1.274,2 Kilometer oder 791,76 Meilen, würde ein Volumen von 0,008 Erde und eine Masse von 0,0327312 Erde ergeben. Das ergibt eine Oberflächengravitation von 0,82 g und eine Fluchtgeschwindigkeit von 4,525 Kilometern pro Sekunde. Das könnte eine ausreichende Fluchtgeschwindigkeit für einen Körper im äußeren Sonnensystem sein, um Sauerstoff lange genug zurückzuhalten.

Ich stelle fest, dass die äußeren Sonnensystemkörper Io, Europa, Ganymed, Callisto, Titan und Triton vor dem Weltraumzeitalter größere geschätzte Radien hatten, und daher sollten Iridiumwelten mit ihren Durchmessern in der Lage gewesen sein, Sauerstoffatmosphären für beträchtliche Zeiträume zu halten

Das 0,3-fache des Radius, 1.911,3 Kilometer oder 1.187,64 Meilen, würde ein Volumen von 0,027 Erde und eine Masse von 0,1104678 Erde ergeben. Das ergibt eine Oberflächengravitation von 1,23 g und eine Fluchtgeschwindigkeit von 6,788 Kilometern pro Sekunde. Diese Austrittsgeschwindigkeit ist etwas höher als nötig, um bei Oberflächentemperaturen, die denen der Erde ähneln, Sauerstoff für hundert Millionen Jahre zu halten.

Und diese Größe ist kleiner als die vor dem Weltraumzeitalter geschätzten Durchmesser von Ganymed, Callisto, Titan und Triton.

Das 0,4-fache des Radius, 2.548,4 Kilometer oder 1.583,52 Meilen, würde ein Volumen von 0,064 Erde und eine Masse von 0,2618498 Erde ergeben. Das ergibt eine Oberflächengravitation von 1,64 g und eine Fluchtgeschwindigkeit von 9,05 Kilometern pro Sekunde. Eine Oberflächengravitation von 1,64 g wäre wahrscheinlich zu unbequem für menschliche Siedler und humanoide Außerirdische auf einem solchen Planeten würden wahrscheinlich nicht wie Erdmenschen aussehen.

Blei ist weit verbreitet. Obwohl es für Menschen giftig ist, würde es wahrscheinlich keine Probleme verursachen, die in einem Weltkern eingeschlossen sind, der durch Kilometer anderer Substanzen von der Oberfläche getrennt ist. Blei hat eine Dichte von 11,342 Gramm pro Kubikzentimeter oder das 2,0569459-fache der Gesamtdichte der Erde.

Das 0,4-fache des Radius, 2.548,4 Kilometer oder 1.583,52 Meilen, ergibt 0,064 Erdvolumen und 0,1316445 Erdmasse. Das ergibt eine Oberflächengravitation von 0,83 g und eine Fluchtgeschwindigkeit von 6,417 Kilometern pro Sekunde, etwas mehr als nötig, um hundert Millionen Jahre lang eine Sauerstoffatmosphäre mit erdähnlichen Oberflächentemperaturen aufrechtzuerhalten.

Das 0,5-fache des Radius, 3.185,5 Kilometer oder 1.979,4 Meilen, würde ein Volumen von 0,125 Erde und eine Masse von 0,4443003 Erde ergeben. Das ergibt eine Oberflächengravitation von 1,03 g und eine Fluchtgeschwindigkeit von 8,021 Kilometern pro Sekunde.

Das 0,6-fache des Radius, 3.822,6 Kilometer oder 2.375,28 Meilen, würde ein Volumen von 0,216 Erde und eine Masse von 0,4443003 Erde ergeben. Das ergibt eine Oberflächengravitation von 1,23 g und eine Fluchtgeschwindigkeit von 9,626 Kilometern pro Sekunde.

Das 0,7-fache des Radius, 4.459,7 Kilometer oder 2.771,16 Meilen, würde ein Volumen von 0,343 Erde und eine Masse von 0,7055324 Erde ergeben. Das ergibt eine Oberflächengravitation von 1,44 g und eine Fluchtgeschwindigkeit von 11,23 Kilometern pro Sekunde, etwas höher als die der Erde.

Es scheint also theoretisch möglich zu sein, Welten in den ungefähren Größen zu konstruieren, von denen angenommen wurde, dass Io, Europa, Ganymed, Callisto, Titan und Triton vor dem Weltraumzeitalter größtenteils aus Iridium oder einigen anderen schweren Elementen bestehen, um ausreichend hohe Fluchtgeschwindigkeiten zu haben Sauerstoffatmosphären für Tausende oder Millionen von Jahren erhalten.

Leider bringen einige Geschichten über das alte Sonnensystem Sauerstoffatmosphären und relativ erdähnliches Leben auf noch kleinere Körper des Sonnensystems.

Zum Beispiel gab es in Arthur K. Barnes' "Satellite Five", Thrilling Wonder Stories , Oktober 1938, Spuren einer Atmosphäre und eines Lebens auf Amalthea oder Jupiter Five. Amalthea ist nur 250 mal 146 mal 125 Kilometer groß, obwohl es noch vor dem Weltraumzeitalter war man könnte ihn sich viel größer vorstellen, wenn auch nicht annähernd so groß wie die galiläischen Monde.

https://www.solarsystemheritage.com/amalthea.html

Es gab viele Geschichten über das Leben und/oder eine atembare Atmosphäre auf Titan, was angesichts der titanischen Größe von Titan ziemlich plausibel ist. Aber ich habe eine Geschichte gelesen, „Schedule“ von Harry Walton, Astounding Science Fiction June, 1945, wo Charaktere in den Handel mit den Eingeborenen des Saturnmondes Rhea verwickelt sind, die nicht gesehen oder beschrieben werden. http://www.isfdb.org/cgi-bin/title.cgi?45630

Rhea hat heute einen mittleren Radius von 753,8 Kilometern, obwohl seine Größe vor dem Weltraumzeitalter nicht sehr genau bekannt war. Das macht es ziemlich unwahrscheinlich, dass Rhea eine Sauerstoffatmosphäre hat.

„A Matter of Size“ von Harry Bates, Astounding Stories , April 1934, erwähnt, dass der Protagonist zuvor den mutrantischen Titanen von Saturns Satellit Drei entkommen war, die zehnmal so groß waren wie Menschen. Ich bin immer davon ausgegangen, dass die Titanen von Titan stammen. http://www.isfdb.org/cgi-bin/title.cgi?47093

Aber vielleicht wurden sie wegen ihrer titanischen Größe Titanen genannt. Ich habe kürzlich einen Hinweis gelesen, dass die Titanen von Thethys stammten, dem dritten Saturnsatelliten, der vor dem Weltraumzeitalter bekannt war. https://en.wikipedia.org/wiki/Saturn_in_fiction#Moons

Tethys hat einen mittleren Durchmesser von nur 1.062 Kilometern und einen Radius von 531 Kilometern, daher ist es unwahrscheinlich, dass es eine atembare Atmosphäre hat, obwohl man sich vor dem Weltraumzeitalter hätte vorstellen können, dass es viel größer ist.

Und das Gleiche gilt für die Monde von Uranus und verschiedene Asteroiden mit Leben in alten Sonnensystem-ähnlichen Geschichten.

Entweder versuchen die Weltenbauer nicht, solche kleinen Welten bewohnbar zu machen, oder sie müssen andere Wege finden, damit sie ihre Atmosphäre behalten.

Keimbildung

Die Venus hat eine Gleichgewichtstemperatur von 260 K – etwas kühl, fünf Grad Celsius über der Erde. Was unsere Venus heiß macht, ist die Mutter aller Treibhauseffekte .

Ihre Venus wird sehr wenig CO2 haben, weil ihre wuchernde Pflanzenwelt fast jedes Molekül des Gases absorbiert. Aber ... Wasser ist auch ein Treibhausgas! Ihre Venus könnte immer noch zu heiß sein, wenn man ihre dicke, dampfende Atmosphäre berücksichtigt.

Hier trügt der Schein. Eure Venus ist, ja, von Wolken bedeckt , die eine Wasseroberfläche verbergen, die von nebligen Sümpfen und kleinen Meeren dominiert wird. Aber der Schein trügt! Die Luft ist neblig mit Wassertröpfchen, ja – aber der überwiegende Teil der Atmosphäre des Planeten ist so trocken wie die Luft über der Sahara.

Der Trick? Keimbildung . Das Pflanzenleben der Venus produziert eine enorme Anzahl kleiner fruchtbarer Partikel, die wir grob Sporen, Pollen oder luftgetragene Gametophyten nennen könnten, je nachdem, wie wir ihre Fortpflanzungsprozesse in Worten beschreiben. Die Sporen nehmen viel Wasser auf und nutzen aktive Stoffwechselprozesse, um die Tröpfchen, an die sie trotz der Trockenheit gebunden sind, zu verbessern. Sie manipulieren physisch jedes einzelne Wassermolekül wie ein Enzym, das ein Substrat bindet.

Über großen Beständen oder Kolonien ähnlicher Pflanzen freigesetzt, dienten die Nebel zunächst als Fortpflanzungsmechanismus und tun dies noch immer. Auf einer niedrigen Ebene, knapp über den Baumkronen, wurden sie als lokaler Sonnenschutz vereinnahmt und erfüllen diese Funktion teilweise noch immer. Doch mit der Zeit, als die Luft trockener wurde, entwickelten sich die Sporen auch so, dass sie viel, viel höher flogen, das Wasser stahlen, das in Cumulus- und Stratuswolken geflossen wäre, und miteinander konkurrierten, um dieses Wasser immer weiter nach oben in die kältesten Ränder von zu bringen Atmosphäre. Sie konkurrieren, um schädliche Mutationen zu selektieren, wie es menschliche Spermien tun, arbeiten aber auch zusammen, um sich gegenseitig anhand einer breiteren Palette von Kriterien auszuwählen und effektive Kolonien mehrerer symbiotischer Pflanzenzellen zu bilden. Wenn sie sich auf ihre Rückkehr auf den Boden vorbereiten, arbeiten sie zusammen, um eine zukünftige Form zu wählen (buschig oder hoch, holzig oder geschmeidig) und bevorzugte Umgebung. Hoch in der Sonne genießen sie die stärkste Energiequelle, die die Venus liefern kann, und sind dennoch auf die Nährstoffe angewiesen, mit denen sie aus dem Boden verpackt wurden. So haften sie am Ende als noch winzige Embryonen geregelt aneinander, um Regentropfen auf die durchnässte Oberfläche des Planeten und hohe Luftfeuchtigkeit in die kleine Zone unter der unteren Schutznebelschicht zu bringen.

In einer aus der Gaia-Hypothese herausgerissenen Seite regulieren diese Pflanzensporen mit ihrer hohen Albedo und ihrer erzwungenen Trockenheit die Temperatur des gesamten Planeten. Der Planet scheint völlig außerhalb eines vernünftigen hydrologischen Gleichgewichts zu sein, aber er befindet sich tatsächlich in einem homöostatischen Gleichgewicht. Und es ist die Energie der lebensspendenden Sonne, die diese Biologie antreibt und verhindert, dass der Planet einen außer Kontrolle geratenen Treibhauseffekt entwickelt und so heiß wird, dass er den Wasserstoff verliert, der sein Wasser ermöglicht.

---- Nachtrag ----

1. Warum wurde die Venus nicht dampfsterilisiert, bevor sich dies entwickelte? Weil die Sonne früher in der Geschichte viel schwächer war . Die Erde war fast bis zum Äquator gefroren, und es braucht einiges, um zu erklären, wie das Leben hier funktionierte. Bevor dies geschah, hatte das Leben auf der Venus reichlich Gelegenheit, sich zu entwickeln.

2. Warum ist unsere Venus nicht so? Weil sich das Leben auf der Venus vor fast einer Milliarde Jahren zu Empfindungsfähigkeit entwickelt hat. Wir können zwar nicht alle Details kennen, aber die Venus ist (oder könnte gewesen sein) vor etwa einer Milliarde Jahren vollständig wieder aufgetaucht . Dieses Ereignis tötete das Biosystem und das gesamte CO2 in der Pflanzenwelt wurde freigesetzt. Die Atmosphäre wurde so heiß, dass Wasserstoffatome aus dem sorgfältig konservierten Wasser in den Weltraum strömten. Nur eine winzige Untergruppe von Organismen, die den Weltraum auf einem natürlichen Asteroiden oder während der letzten zum Scheitern verurteilten Suche nach der Besiedlung der Erde durchquert hatten, bleibt im Exil erhalten und fest entschlossen, ihre Fehler zu wiederholen.

Vielfältige Umgebungen

Auf der Erde finden wir verschiedene Lebensformen in sehr unterschiedlichen Umgebungen, z

• Fische leben im Marianengraben 7 km unter der Meeresoberfläche und leben in völliger Dunkelheit und unter einem 1.000-mal höheren Druck als auf Meereshöhe.
• Es wurde festgestellt, dass Bakterien bei hohen Temperaturen leben. P. fumarii könnte bei Temperaturen von 113 ° C (235 ° F) leben. Stamm 121 kann bei 121 °C wachsen und bei 130 °C sogar zwei Stunden überleben. Bei 250 °C leben Bakterien.
• Es wurden Methan fressende Mikroben gefunden, die helfen, die Temperaturen der Erde mit bemerkenswert hohen Stoffwechselraten in Karbonatgestein des Meeresbodens zu regulieren.

Ihre Lebensform

Ihre Lebensform kann darin leben

• flüssiges Methan oder Ethan, wie es in Titanseen vorkommt.
• Dickes Gemisch aus Kohlendioxid und Stickstoff bei hoher Temperatur, wie es auf der Venus zu finden ist.
• Dünnes Gemisch aus Kohlendioxid und Stickstoff bei niedriger Temperatur, wie es auf dem Mars vorkommt.

Noch eine Antwort auf meine Frage.

Im "alten Sonnensystem" in alten Science-Fiction-Geschichten aus den ersten 60 Jahren des 20. Jahrhunderts hatten einige der anderen Panets und / oder Monde im Sonnensystem ein eigenes Leben und waren in vielen Fällen für Erdenmenschen bewohnbar , damit die Erdenmenschen ohne jeglichen Umweltschutz auf ihren Oberflächen überleben könnten.

Also fragte ich nach Möglichkeiten, welche Personen mit fortschrittlicher Wissenschaft und Technologie eine Art falsches "altes Sonnensystem" geschaffen haben könnten, als die anderen Welten den Eingeborenen der doppelten Erde - mit ihren Instrumenten aus der Zeit vor dem Weltraum - als mehr oder erschienen weniger ähnlich wie jene Welten, die die Menschen auf unserer Erde vor dem Weltraumzeitalter aussahen, als es noch für möglich gehalten wurde, dass einige andere Welten möglicherweise einheimisches Leben auf ihren Oberflächen haben könnten.

Der Trick wäre, Welten zu bauen, die aussahen wie die Welten in unserem Sonnensystem mit astronomischen Instrumenten vor dem Weltraumzeitalter, die sich aber tatsächlich genug von den realen Welten unterschieden, um zum Beispiel sauerstoffreiche Atmosphären zu haben.

In meinem vorherigen Beitrag habe ich Möglichkeiten besprochen, wie man die kleineren Planeten und größeren Monde dazu bringen kann, viel höhere Fluchtgeschwindigkeiten zu haben, als sie tatsächlich haben, damit sie mindestens Tausende oder Millionen von Jahren dichte Atmosphären bewahren können als die Erbauer dieser fiktiven "alten Sonnensysteme" möchten, dass sie ihre Atmosphäre behalten.

Da Astronomen vor dem Weltraumzeitalter bereits ziemlich gute Vorstellungen von den Durchmessern und Volumina dieser kleineren Planeten und großen Monde hatten, versuchte ich, ihnen größere Massen, Dichten und Fluchtgeschwindigkeiten zu geben, indem ich sie hauptsächlich aus superdichtem Iridium oder Blei mit dünnen Oberflächenschichten bestand von anderen lebensnotwendigen Materialien.

Und ich fand heraus, dass Objekte mit Radien von nur 0,4 Erdradius oder 2.548,4 Kilometern oder 1.583,52 Meilen eine ausreichend hohe Fluchtgeschwindigkeit haben könnten, um eine beträchtliche Atmosphäre für Tausende oder Millionen von Jahren aufrechtzuerhalten, was für die Zwecke ihrer Erbauer lang genug sein könnte , wenn sie fast vollständig aus Iridium oder möglicherweise Blei im Fall von Ganymed und Titan bestanden.

Und selbst Objekte mit Radien von nur 0,2 Erdradius oder 1.274,2 Kilometern oder 791,76 Meilen könnten Fluchtgeschwindigkeiten von bis zu 4,525 Kilometern pro Sekunde haben, was es ihnen ermöglichen könnte, Atmosphären lange genug zu halten, wenn sie fast vollständig aus Iridium mit dünner Oberfläche bestehen Schichten aus anderen Materialien.

Wir wissen jetzt, dass neben den Planeten die Monde Ganymed, Callisto und Titan Radien von über 1.911,3 Kilometern haben, während Io, der Mond, Europa und Triton Radien von über 1.274,2 Kilometern haben. Das macht sieben Monde zusätzlich zu den Planeten, die möglicherweise Fluchtgeschwindigkeiten hatten, die hoch genug waren, um beträchtliche Atmosphären zu behalten, wenn sie fast vollständig aus Iridium bestanden.

Es waren jedoch insgesamt 31 Monde im Sonnensystem bekannt, bevor das Weltraumzeitalter begann, und viele kleinere Monde wurden entdeckt. Die Erde hatte 1, Mars 2, Jupiter 12, Saturn 9, Uranus 5 und Neptun 2. Die kleineren Monde auf dieser Liste wurden noch in der Zeit von 1904 bis 1951 entdeckt, als alte Geschichten über das Sonnensystem geschrieben wurden, und einige von ihnen werden in einigen Geschichten als lebend und sogar als für Menschen bewohnbar beschrieben, obwohl sie viel kleiner als 0,3 Erdradius sind.

Es gab auch Tausende von Asteroiden und Kometen, die vor dem Weltraumzeitalter bekannt waren, alle viel kleiner als 0,3 Erdradius, und einige von ihnen wurden in der Fiktion als bewohnbar und/oder für Menschen bewohnbar beschrieben.

Ein Objekt mit 0,001 der Masse der Erde und einem Radius von 6,371 Kilometern, 0,001 des Erdradius, hätte eine Fluchtgeschwindigkeit von 11,186 Kilometern pro Sekunde, ähnlich der Fluchtgeschwindigkeit der Erde. Es hätte das 0,001-fache der Erdmasse in 0,000000001, wenn das Erdvolumen und damit 1.000.000-mal so dicht wie die Erde wäre. Es hätte ein Oberflächengewicht von 1.002,06 g.

Ein Objekt mit 0,001 der Masse der Erde und einem Radius von 63,71 Kilometern, 0,01 des Erdradius, hätte eine Fluchtgeschwindigkeit von 3,537 Kilometern pro Sekunde, wahrscheinlich nicht groß genug, um eine Atmosphäre zu halten. Es hätte die 0,001-fache Erdmasse im 0,000001-fachen Erdvolumen und eine Dichte von 5.514 Gramm pro Kubikzentimeter oder das 1.000-fache der Erddichte. Es hätte ein Oberflächengewicht von 10,02 g.

Ein Objekt mit 0,001 der Masse der Erde und einem Radius von 31,855 Kilometern, 0,005 des Erdradius, hätte eine Fluchtgeschwindigkeit von 5,002 Kilometern pro Sekunde, was ausreichen könnte, um eine Atmosphäre lange genug aufrechtzuerhalten. Ein solches Objekt hätte 0,001 der Erdmasse in 0,000000125 des Erdvolumens. Damit hätte es eine Dichte von etwa 44.112 Gramm pro Kubikzentimeter, etwa 8.000 Mal so dicht wie die Erde. Es hätte ein Oberflächengewicht von 40,08 g.

Ein Objekt mit 0,0001 Erdmasse und einem Radius von 0,6371 Kilometern, 0,0001 Erdradius, hätte eine Fluchtgeschwindigkeit von 11,186 Kilometern pro Sekunde, ähnlich der der Erde. Es hätte die 0,0001-fache Masse der Erde in 0,00000000001 des Volumens und wäre etwa 100.000.000-mal so dicht wie die Erde - 551.400.000 Gramm pro Kubikzentimeter. Es hätte ein Oberflächengewicht von 10.020,66 g.

Ein Objekt mit 0,01 der Masse der Erde und einem Radius von 63,71 Kilometern, 0,01 der Erde, hätte eine Fluchtgeschwindigkeit von 11,186 Kilometern pro Sekunde, ähnlich der der Erde. Es hätte 0,01 der Erdmasse in 0,000001 des Erdvolumens und damit eine Dichte von 55.140 Gramm pro Kubikzentimeter - das 10.000-fache der Erde. Es hätte ein Oberflächengewicht von 1.002,06 g.

Ein Objekt mit 0,1 der Masse der Erde und einem Radius von 637,1 Kilometern, 0,1 der Erde, hätte eine Fluchtgeschwindigkeit von 11,186 Kilometern pro Sekunde, ähnlich der der Erde. Es hätte 0,1 der Erdmasse in 0,001 des Erdvolumens und damit eine Dichte von 551,4 Gramm pro Kubikzentimeter - das 100-fache der Erde. Es hätte ein Oberflächengewicht von 10,02 g.

Ein Objekt mit 0,05 der Masse der Erde und einem Radius von 637,1 Kilometern, 0,1 der Erde, hätte eine Fluchtgeschwindigkeit von 7,91 Kilometern pro Sekunde, was ausreichen sollte, um eine Atmosphäre für Millionen von Jahren aufrechtzuerhalten. Es hätte 0,05 der Erdmasse in 0,001 des Erdvolumens und damit eine Dichte von 275,7 Gramm pro Kubikzentimeter - das 50-fache der Erde. Es hätte ein Oberflächengewicht von 5,01 g.

Ein Objekt mit 0,02 der Masse der Erde und einem Radius von 637,1 Kilometern, 0,1 der Masse der Erde, hätte eine Fluchtgeschwindigkeit von 5,002 Kilometern pro Sekunde, was ausreichen könnte, um eine Atmosphäre für Millionen von Jahren aufrechtzuerhalten. Es hätte 0,02 der Erdmasse in 0,001 des Erdvolumens und somit eine Dichte von 110,28 Gramm pro Kubikzentimeter - das 20-fache der Erde. Es hätte eine Oberflächengravitation von 2 g.

Ein Objekt mit 0,015 der Masse der Erde und einem Radius von 637,1 Kilometern, 0,1 der Erde, hätte eine Fluchtgeschwindigkeit von 4,322 Kilometern pro Sekunde, was ausreichen könnte, um eine Atmosphäre für Millionen von Jahren aufrechtzuerhalten. Es hätte 0,015 der Erdmasse in 0,001 des Erdvolumens und damit eine Dichte von 82,71 Gramm pro Kubikzentimeter - das 15-fache der Erde. Es hätte eine Oberflächengravitation von 1,5 g, was niedrig genug sein könnte, um für Erdmenschen ohne Antigravitationstechnologie erträglich zu sein.

Wenn also noch dichtere Materialien als Iridium verwendet werden, könnte es für etwas kleinere Welten möglich sein, sowohl eine ausreichend hohe Fluchtgeschwindigkeit zu haben, um eine Atmosphäre zu erhalten, als auch eine ausreichend geringe Oberflächengravitation, damit Menschen sie besuchen können. Aber es scheint unwahrscheinlich, dass eine Kombination aus Masse und Radius für Objekte mit einem Radius von viel weniger als 650 Kilometern funktionieren würde, was viele kleine Monde und alle Asteroiden auslässt.

Und welche Art von Material könnte eine so hohe Dichte haben?

Es könnte möglich sein, künstliche superschwere Isotope herzustellen, die nicht schnell zerfallen. Es gibt eine theoretische "Insel der Stabilität", die voraussichtlich zwischen einigen superschweren Elementen existiert. Möglicherweise finden die Erbauer eines künstlichen Sonnensystems also einen Weg, um riesige Mengen superschwerer Elemente auf der "Insel der Stabilität" zu erzeugen, die dicht genug sind und auch lange genug halten, um daraus Welten zu bauen.

https://en.wikipedia.org/wiki/Island_of_stability

Ein weißer Zwergstern ist dicht genug, dass der größte Teil seiner Materie sogenannte entartete Materie wäre. Entartete Materie ist extrem dicht. Es wäre sicherlich dicht genug, um selbst kleinen Monden und Aseroiden eine ausreichend hohe Fluchtgeschwindigkeit zu verleihen.

https://en.wikipedia.org/wiki/Degenerate_matter

Es gibt eine berühmte Geschichte von Jack Vance, "I'll Build Your Deam Castle", in der kleine Mengen entarteter Materie von weißen Zwergsternen mit normaler Materie beschichtet werden, um die Oberflächengravitation auf die Erde zu bringen, die normal ist, und terraformiert werden, um bewohnbar zu sein.

http://www.isfdb.org/cgi-bin/title.cgi?57659

Leider ist die entartete Materie im Inneren weißer Zwergsterne dicht und entartet aufgrund des Drucks der gesamten Materie darüber und um sie herum. Wenn entartete Materie irgendwie aus einem weißen Zwergstern entfernt würde, würde der Druck wegfallen und sie würde sich ausdehnen und stattdessen zu viel weniger dichter normaler Materie werden.

Neutronensterne sind sogar dichter als Weiße Zwerge, und die Materie in ihnen besteht hauptsächlich aus Neutronen, die durch Zusammenpressen von Protonen und Elektronen gebildet werden, mit Hüllen aus entarteter Materie und normaler Materie an der Oberfläche.

https://en.wikipedia.org/wiki/Neutron_star

Und die Materie des Neutronensterns würde sich auch wild in normale Materie ausdehnen, wenn sie von den Drücken im Neutronenstern entfernt würde.

Fortgesetzt werden.

Fortsetzung 24.01.2022.

Natürlich sind Schwarze Löcher noch dichter als Weiße Zwerge und Neutronensterne.

Und nichts kann aus Schwarzen Löchern herauskommen – außer Hawking-Strahlung.

Hawking-Strahlung ist thermische Strahlung, von der angenommen wird, dass sie aufgrund relativistischer Quanteneffekte außerhalb des Ereignishorizonts eines Schwarzen Lochs freigesetzt wird. Es ist nach dem Physiker Stephen Hawking benannt, der 1974 ein theoretisches Argument für seine Existenz entwickelte. 1

https://en.wikipedia.org/wiki/Hawking_radiation

Sehr massereiche Sterne können schließlich kollabieren und Schwarze Löcher mit stellarer Masse bilden. Und wo Sterne und damit Schwarze Löcher mit stellarer Masse dicht gepackt sind, wie im Zentrum einer Galaxie, können Schwarze Löcher mit stellarer Masse zu supermassiven Schwarzen Löchern verschmelzen.

Theoretisch könnten sich während des Urknalls Schwarze Löcher mit viel weniger als stellarer Masse gebildet haben (und vielleicht könnte eine superfortgeschrittene Zivilisation solche Mini-Schwarzen Löcher erschaffen.

Hawking zeigte, dass die Menge an Energie und Masse, die Schwarze Löcher durch Hawking-Strahlung verlieren, umgekehrt proportional zu ihrer Masse ist. Je masseärmer ein Schwarzes Loch ist, desto mehr Energie gibt es ab und desto mehr Masse verliert es. Wenn es weniger massereich wird, verliert es schneller an Masse, bis schließlich ein Schwarzes Loch mit sehr geringer Masse ins Nichts explodiert.

Schwarze Mini-Löcher, die während des Urknalls entstanden sind, werden verdampft sein, es sei denn, ihre ursprüngliche Masse war mehr als etwa 5 mal 10 hoch 11 Gramm – 500.000.000.000 Gramm. Die Masse des Planeten Erde beträgt etwa 5,97237 mal 10 hoch 27 Kilogramm oder 5,97237 mal 10 hoch 30 Gramm. Die Erde hat also eine Masse, die etwa 1.194.4740.000.000.000.000 größer ist als das masseärmste ursprüngliche Schwarze Loch, das bis heute überleben könnte.

Ein kleines Schwarzes Loch in einem Planeten könnte dem Planeten also viel mehr Masse verleihen und die Oberflächengravitation und die Fluchtgeschwindigkeit des Planeten erhöhen. Aber natürlich würde das Schwarze Loch Materie vom Planeten absorbieren und immer größer und massiver werden. Irgendwann könnte eine Zeit kommen, in der die Überreste des Planeten plötzlich in das Schwarze Loch einstürzen könnten.

Hier ist ein Link zu einer Frage, wie lange eine Welt bestehen würde, wenn sie ein Schwarzes Loch mit Erdmasse in sich hätte.

Wie lange könnte ein Planet oder Mond überleben, wenn er ein Schwarzes Loch mit Erdmasse in sich hätte?

Die Antwort von Ash deutete darauf hin, dass eine Welt Milliarden oder Billionen von Jahren mit einem Schwarzen Loch der Erdmasse im Zentrum bestehen könnte. Wenn also Ash alle Faktoren richtig berücksichtigt hat, sollte die Erhöhung der Fluchtgeschwindigkeit kleiner Welten durch das Einbringen natürlicher oder künstlicher schwarzer Löcher mit der richtigen Masse in sie diese Welten nicht so schnell zerstören.

Dadurch wird das Problem vermieden, dass sich entartete Materie oder Neutronium zu Materie normaler Dichte ausdehnen würde, wenn sie von Weißen Zwergsternen oder Neutronensternen entfernt würde.

Physiker haben sich viele Formen exotischer Materie vorgestellt. Es ist möglich, dass einige dieser Formen exotischer Materie existieren oder hergestellt werden können und stabil sind, wenn sie von "normaler" Materie umgeben sind, und einige dieser Formen exotischer Materie könnten möglicherweise viel dichter als normale Materie sein und daher nützlich sein für Erhöhung der Fluchtgeschwindigkeiten kleiner Welten.

Die Verwendung solcher hypothetischer Formen exotischer Materie würde die Tendenz von entarteter Materie und Neutroomium vermeiden, sich auszudehnen, wenn sie von hohen Drücken entfernt werden, und das Problem beseitigen, dass kleine Schwarze Löcher langsam die Materie aller Welten absorbieren, in denen sie sich befinden könnten.

Eine Form exotischer Materie, die wahrscheinlich existiert, ist dunkle Materie.

Dunkle Materie ist eine hypothetische Form von Materie, von der angenommen wird, dass sie etwa 85 % der Materie im Universum ausmacht. 1 Verschiedene astrophysikalische Beobachtungen – darunter Gravitationseffekte, die akzeptierte Gravitationstheorien nicht erklären können, wenn nicht mehr Materie vorhanden ist, als sichtbar ist – implizieren die Anwesenheit von dunkler Materie. Aus diesem Grund glauben die meisten Experten, dass dunkle Materie im Universum reichlich vorhanden ist und einen starken Einfluss auf seine Struktur und Entwicklung hatte. Dunkle Materie wird „dunkel“ genannt, weil sie anscheinend nicht mit dem elektromagnetischen Feld interagiert, was bedeutet, dass sie elektromagnetische Strahlung (wie Licht) nicht absorbiert, reflektiert oder emittiert und daher schwer zu erkennen ist. 2

https://en.wikipedia.org/wiki/Dark_matter

Dunkle Materie ist wahrscheinlich eine noch unbekannte Art oder Arten von subatomaren Teilchen. Da dunkle Materie auf die Schwerkraft reagiert, könnten astronomische Körper dunkle Materie einfangen, um ihre Masse zu erhöhen, obwohl angenommen wird, dass dunkle Materie nicht zusammenklumpt und größere Objekte bildet. Vermutlich konnten astronomische Objekte also nicht viel dünn verstreute dunkle Materie aufnehmen oder zurückhalten.

Ich stelle fest, dass Mini-Schwarze Löcher das Problem lösen könnten, einer Welt genug Masse zu geben, um eine ausreichende Fluchtgeschwindigkeit zu haben, um eine Atmosphäre zu bewahren, während sie gleichzeitig eine ausreichend geringe Oberflächengravitation hat, um für Menschen bewohnbar zu sein.

Stellen Sie sich eine Welt von der Größe und Dichte und Masse des Erdmondes vor, der ein kleines Schwarzes Loch mit einem Vielfachen dieser Masse annimmt, sodass die Welt und das Schwarze Loch in ihr zusammen die gleiche Masse wie die Erde haben, mit dem Radius des Mondes, 1.737,4 Kilometer.

Eine solche Welt hätte eine Fluchtgeschwindigkeit von 21,42 Kilometern pro Sekunde und eine Oberflächengravitation von 13,47 g.

Wenn Sie die Masse auf das 0,2-fache der Erdmasse reduzieren würden, würde die Fluchtgeschwindigkeit auf 9,58 Kilometer pro Sekunde sinken, was durchaus akzeptabel ist, und die Oberflächengravitation würde auf 2,69 g sinken, weniger erdrückend, aber immer noch gefährlich für Menschen.

Wenn Sie die Masse auf das 0,1-fache der Erdmasse reduzieren würden, würde die Fluchtgeschwindigkeit auf 6,77 Kilometer pro Sekunde sinken, was wahrscheinlich ausreichend wäre, um eine Atmosphäre zu halten, und die Oberflächengravitation würde auf 1,35 g sinken, was hoch wäre unbequem für eine langfristige menschliche Gewöhnung.

Wenn Sie die Masse auf das 0,08-fache der Erdmasse reduzieren würden, würde die Fluchtgeschwindigkeit auf 6,059 Kilometer pro Sekunde sinken, was wahrscheinlich ausreichen würde, um eine Atmosphäre zu halten, und die Oberflächengravitation würde auf 1,08 g sinken, was tolerierbar wäre für den langfristigen Aufenthalt.

Im Falle eines Objekts so groß wie der Mond mit einem Radius von 1.737,4 Kilometern ist es möglich, eine Masse für dieses Objekt zu entwerfen, die sowohl eine kaum akzeptable Fluchtgeschwindigkeit als auch eine akzeptable Oberflächengravitation erzeugt.

Aber bei kleineren Welten wird die für eine ausreichend große Fluchtgeschwindigkeit erforderliche Masse eine gefährliche und für Menschen unerträgliche Oberflächengravitation erzeugen.

Aber wenn eine kleine Welt aus gewöhnlicher Materie als Mini-Backhole in ihrem Zentrum die Masse erhöht, kann sie auch von einer Gruppe von viel weniger massiven Mini-Schwarzen Löchern umkreist werden. Wenn diese vielen weniger massiven Schwarzen Löcher unterhalb der Exosphäre kreisen, wo die Weltatmosphäre in den Weltraum entweicht, wird ihre Gravitation zur anderen Gravitation beitragen und die Fluchtgeschwindigkeit erhöhen, wodurch die Welt die Atmosphäre länger halten kann.

Aber die Schwerkraft dieser Mini-Schwarzen Löcher, die über der Oberfläche kreisen, würde nach oben ziehen und der Schwerkraft der Welt selbst und dem Schwarzen Loch in ihr entgegenwirken, und könnte so in einigen Konfigurationen die Oberflächengravitation der Welt auf ein akzeptables Niveau reduzieren .

Wenn also eine fortgeschrittene Gesellschaft Mini-Schwarze Löcher mit der erforderlichen Masse oder vielleicht stabile, langlebige Formen exotischer Materie mit hoher Dichte finden oder herstellen kann, könnte sie möglicherweise sogar dem kleinsten Planeten, Mond, Osteroiden oder einer anderen Welt beides bieten eine ausreichend hohe Fluchtgeschwindigkeit und eine ausreichend geringe Oberflächengravitation, um bewohnbar zu sein.

Und natürlich, wenn eine Gesellschaft Wissenschaft und Technologie weit genug fortgeschritten hat, wäre die natürliche Schwerkraft, die durch das Vorhandensein von Masse erzeugt wird, nicht notwendig. In einigen Science-Fiction-Geschichten können fortgeschrittene Gesellschaften künstliche Schwerkraft ohne das Vorhandensein von Masse erzeugen. Und einige Autoren könnten die erzeugte Schwerkraft für zu weit hergeholt halten für den Härtegrad ihrer Science-Fiction-Geschichte, und andere Autoren könnten die erzeugte Schwerkraft für akzeptabel halten.

https://tvtropes.org/pmwiki/pmwiki.php/SlidingScale/MohsScaleOfScienceFictionHardness

The Legion of Space ist ein Science-Fiction-Roman des amerikanischen Schriftstellers Jack Williamson. Es wurde ursprünglich 1934 in Astounding Stories veröffentlicht und dann 1947 in Buchform (mit einigen Überarbeitungen) von Fantasy Press in einer Auflage von 2.970 Exemplaren veröffentlicht. Ein Nachdruck in Magazingröße wurde 1950 von Galaxy herausgegeben, ein Standard-Taschenbuch folgte 1967 auf Pyramid Books.

https://en.wikipedia.org/wiki/The_Legion_of_Space

Als Planeteningenieure trugen die Ulnars einen vollen Anteil zu dieser neuen Wissenschaft bei, die mit Gravitationsgeneratoren, synthetischen Atmosphären und Klimakontrollen einen gefrorenen, steinernen Asteroiden schließlich in ein winziges Paradies verwandeln konnte.

Seite 12.

Der winzige innere Mond des Mars, ein Stückchen Felsen keine zwanzig Meilen entfernt. Durchmesser, war immer von den Ulnars gehalten worden, durch das Recht der Rückgewinnung. Die karge, steinige Masse mit einem künstlichen Gravitationssystem, synthetischer Atmosphäre und "Meeren" aus künstlichem Wasser auszustatten, Wälder und Gärten in Erde zu pflanzen, die aus Chemikalien hergestellt und zerfallen war, hatten die Planeteningenieure in einen prächtigen Privatmann verwandelt Anwesen.

P. 38

https://archive.org/details/Galaxy_Science_Fiction_Novel_02_Jack_Williamson_The_Legion_Of_Space_1935/page/n35/mode/2up

So wurden im fiktiven Universum von The Legion of Space Dutzende, Hunderte und vielleicht Tausende von Welten im Sonnensystem terraformt, um für Menschen bewohnbar zu sein. Da die meisten von ihnen zu klein waren, um eine ausreichende Fluchtgeschwindigkeit zu haben, insbesondere wenn so kleine Welten wie Phobos üblicherweise terraformiert wurden, müssen die Gravitationsgeneratoren verwendet worden sein, um den kleineren Welten eine ausreichende Fluchtgeschwindigkeit zu geben, um ihre künstlichen Atmosphären zu halten.

Und natürlich besteht das Problem bei der Verwendung künstlicher Schwerkraftgeneratoren darin, dass die Menge an erzeugter Schwerkraft, die erforderlich ist, um einer Welt einer bestimmten Größe eine ausreichend hohe Fluchtgeschwindigkeit zu verleihen, wahrscheinlich viel zu groß wäre, um ihr eine Oberflächengravitation zu verleihen, die niedrig genug ist, um erträglich zu sein.

Jack Williamson lebte bis 2006, und ich frage mich, ob er jemals den Unterschied zwischen Oberflächengravitation und Fluchtgeschwindigkeit erkannt und erkannt hat, dass es einen Fehler in der Beschreibung von Terraforming in The Legion of Space ( 1934, 1947) gab.

Und möglicherweise besteht der Weg, diesen Fehler mit erzeugter Schwerkraft zu vermeiden, darin, einen Schacht zum Zentrum einer kleinen Welt zu graben und im Zentrum einen großen künstlichen Schwerkraftgenerator zu bauen, der genug Schwerkraft erzeugen würde, um eine ausreichende Fluchtgeschwindigkeit zu erzeugen und auch zu positionieren kleinere Gravitationsgeneratoren im niedrigen Orbit um die kleine Welt. Die von den kleineren Orbitalgeneratoren erzeugte Schwerkraft würde die Schwerkraft in der Exosphäre über ihnen erhöhen und die Fluchtgeschwindigkeit der Welt erhöhen, während sie die Oberflächengravitation unter ihnen auf der Oberfläche auf ein angenehmes Niveau reduzieren würde.

Und ich muss sagen, dass ich ein wenig stolz darauf bin, das Problem der widersprüchlichen Anforderungen an die Fluchtgeschwindigkeit und die Oberflächengravitation identifiziert und dann gestern, am 24. Januar 2022, gelöst zu haben.

Nun, zumindest habe ich es in einem fiktiven Universum gelöst, in dem Mini-Schwarze Löcher mit der richtigen Masse oder künstliche Gravitationsgeneratoren verfügbar sind!

Di. 25. Januar 2022.

Meine eigene Frage betrifft die künstliche Konstruktion eines Sonnensystems, in dem viele oder alle Planeten, Monde usw. bewohnbar sind, manchmal sogar bewohnbar für Menschen, trotz der Entfernungen dieser Objekte von ihrem sehr sonnenähnlichen Stern und den Durchmessern und Massen von Diese Objekte waren die gleichen, die Astronomen vor dem Weltraumzeitalter kannten, als Science-Fiction-Geschichten geschrieben wurden, die im "alten Sonnensystem" spielten.

In vielen Fällen waren die Durchmesser und Massen dieser Planeten, Monde und anderer Objekte nicht sehr genau bekannt, als vor dem Weltraumzeitalter Geschichten vom Typ „Altes Sonnensystem“ geschrieben wurden, so dass eine beträchtliche Bandbreite möglicher Werte zur Auswahl bleibt.

Aber selbst wenn man diese Ungewissheit berücksichtigt, war klar, dass es Tausende von Objekten in unserem Sonnensystem gab und gibt, die nicht genügend Durchmesser, Masse oder Dichte haben, um eine ausreichende Fluchtgeschwindigkeit zu haben, um Atmosphären für Milliarden, Millionen oder Tausende von Jahren zu halten . Es gibt Millionen von Objekten, die eine Atmosphäre nur für Sekunden halten könnten.

Es würde sich also für eine fortgeschrittene Gesellschaft nicht lohnen, diese Welten zu terraformen und ihnen atembare Atmosphären zu geben, wenn diese Atmosphären nicht lange genug anhalten würden.

In meinen beiden vorherigen Antworten auf meine eigene Frage habe ich also verschiedene mehr oder weniger plausible und sogar mehr oder weniger mögliche Methoden zur Erhöhung der Masse und Dichte kleiner Objekte im Sonnensystem diskutiert, um ihre Fluchtgeschwindigkeiten zu erhöhen und es ihnen zu ermöglichen, Atmosphären lange zu halten genug für die Zwecke der Menschen, die ihnen diese Atmosphären verleihen.

Und ich schlug vor, dass es in einigen Science-Fiction-Geschichten möglich wäre, künstliche Gravitationsgeneratoren zu verwenden, um einer Welt weit mehr Schwerkraft zu verleihen, als die tatsächliche Masse der Welt ihr verleihen würde.

Und ich schlug Wege vor, um das Problem zu umgehen, dass für viele Durchmesser von Welten die Menge an natürlicher oder künstlich erzeugter Schwerkraft, die notwendig ist, um ihnen eine ausreichende Fluchtgeschwindigkeit zu geben, um die Atmosphäre lange genug zu halten, ihnen auch eine Oberflächengravitation verleihen würde, die um ein Vielfaches stärker ist, als menschliche Charaktere überleben könnten .

Und jetzt schlage ich in dieser Antwort auf meine eigene Frage eine einfachere Methode vor, um kleinen Welten die Fähigkeit zu geben, eine künstliche Atmosphäre lange genug aufrechtzuerhalten.

Ich zitiere jetzt meine Antwort aus einer anderen Frage:

Wie lange kann dieser Planet seine Atmosphäre halten?

Teil eins von sechs.

Hier noch eine Antwort auf die Frage, wie lang ein Planet ist – ein Planet mit einem Radius von 2.142 Kilometern, einer Masse von 6,594 X 10 der 23. Potenz Kilogramm oder 0,1104084 der Masse der Erde, und damit einer Oberflächengravitation von 0,98 g und einer Fluchtgeschwindigkeit von 6,41 Kilometern oder 3,983 Meilen pro Sekunde - seine Atmosphäre behalten könnte.

In meiner vorherigen Antwort schrieb ich, dass, wenn der Sauerstoff in der Exosphäre der Planetenatmosphäre, wo Gase in den Weltraum entweichen, eine Temperatur von 1000 Grad K oder weniger und eine mittlere quadratische Geschwindigkeit von 1,25 Kilometern pro Sekunde oder langsamer hätte, Der Planet könnte etwa hundert Millionen Jahre lang eine Sauerstoffatmosphäre halten, wenn er eine Fluchtgeschwindigkeit von mindestens 6,25 Kilometern pro Sekunde hätte.

Da Ihr Planet eine Fluchtgeschwindigkeit von 6,41 Kilometern pro Sekunde hat, kann er möglicherweise hundert Millionen Jahre lang an einer Sauerstoffatmosphäre festhalten.

Meine vorherige Antwort besagte auch, dass der Planet mit dem in der Frage angegebenen Radius und der Masse eine Gesamtdichte von 16,018949 Gramm pro Kubikzentimeter hat, was viel dichter ist als die meisten natürlich vorkommenden Elemente. Ihr Planet müsste fast vollständig aus einem der dichtesten bekannten Elemente bestehen, was auf natürliche Weise eher unwahrscheinlich wäre.

Vielleicht sollte ich also eine alternative Methode vorschlagen, die es einem kleinen Planeten mit einem Radius von nur 2.142 Kilometern ermöglicht, seine künstlich erzeugte Atmosphäre für lange Zeiträume beizubehalten, ohne diesem Planeten zusätzliche Masse zu verleihen, die eine unwahrscheinliche Dichte erfordert.

Teil Zwei: Percival Lowells Hauptfehler.

Was war Percival Lowells großer Fehler in seiner Theorie der Marskanäle?

Lowell glaubte, dass der Planet Mars langsam sein Wasser verlor. Wasserdampfmoleküle in der oberen Atmosphäre wären durch ultragewaltige ultraviolette Strahlen in Wasserstoff- und Sauerstoffatome zerbrochen worden. Der ultraleichte Hygrogen würde sich im Vergleich zur Fluchtgeschwindigkeit des Mars zu schnell bewegen und vom Planeten entkommen, um sich nie wieder mit Sauerstoff zu mehr Wasser zu verbinden.

Dieser Prozess findet in der Erdatmosphäre statt und war wahrscheinlich eine Hauptursache für den tatsächlichen Wassermangel auf Venus und Mars.

Lowell glaubte also, dass die hypothetischen Marsianer das Beste daraus machen würden, indem sie ihre schwindenden Wasservorräte effizient nutzen, das Schmelzwasser der Schneeschmelze von den Polkappen über ein Kanalsystem über den ganzen Planeten verteilen und so ihren unvermeidlichen Untergang hinauszögern würden.

Und anscheinend hätte Lowell nie gedacht, dass eine bessere Methode für die Marsianer darin bestehen würde, zu verhindern, dass das Wasser vom Mars verloren geht, indem das Aufbrechen von Wassermolekülen und das Entweichen von Wasserstoff vom Mars gestoppt wird.

Wie konnten die Marsianer das tun?

Wie würden Menschen, die in hypothetischen Mondbasen leben, verhindern, dass ihre Luft und ihr Wasser in den Weltraum entweichen? Durch den Bau vollständig geschlossener Mondbasen, aus denen Luft und Wasser nicht entweichen können und endlos recycelt werden.

Die hypothetischen Marsianer hätten also das Problem des langsamen Wasserverlusts des Mars lösen können, indem sie immer größere, vollständig in sich geschlossene „Mondbasen“ auf dem Mars bauten und vielleicht schließlich den gesamten Mars vollständig mit einem luftdichten Dach abdeckten, um Luft, insbesondere den für Wasser notwendigen Wasserstoff, zu verhindern , vor der Flucht.

Astronomen zu Lowells Zeiten hatten keine sehr gute Sicht auf den Mars. Sie hätten unmöglich sagen können, ob sie die tatsächliche natürliche Oberfläche des Mars oder ein planetenweites Dach aus mehr oder weniger transparentem oder undurchsichtigem Material sahen, das den gesamten Mars bedeckte und die Atmosphäre einschloss.

Dritter Teil: Das Dach der Welt.

Möglicherweise beschließen die Menschen in Ihrer Geschichte, einen kleinen Planeten mit einem Radius von 2.142 Kilometern zu terraformen, der nicht die extreme Dichte hat, die Sie verlangen. 2.142 Kilometer sind etwas kleiner als der Radius von Callisto (2.410 Kilometer), der eine Fluchtgeschwindigkeit von 2.440 Kilometern pro Sekunde hat. Aber Callisto hat im Vergleich zur Erde eine sehr geringe Dichte. Merkur ist etwas größer (2.439 Kilometer), hat aber eine Dichte, die viel näher an der Dichte der Erde liegt, und hat eine Fluchtgeschwindigkeit von 4,25 Kilometern pro Sekunde.

Es könnte also für Ihre Menschen möglich sein, einen Planeten mit einem Radius von 2.142 Kilometern zu finden, der massiv und dicht genug ist, um eine Fluchtgeschwindigkeit von etwa 4,00 Kilometern pro Sekunde zu haben, ohne dass der Planet einen Kern aus Gold oder einer anderen Seltenheit hat Element. Und das ist möglicherweise keine ausreichend hohe Fluchtgeschwindigkeit, um die künstliche sauerstoffreiche Atmosphäre, die sie zu erzeugen planen, wenn sie diesen Planeten terraformen, lange genug aufrechtzuerhalten.

So konnten sie ein Dach über dem gesamten Planeten bauen, mit riesigen Luftschleusen, um Raumschiffen die Landung zu ermöglichen. Und füllen den Raum unter dem Dach mit der künstlichen Atmosphäre, die sie erzeugen. Das wäre ein gewaltiges Projekt, aber die Terraformung eines Planeten ist ein gewaltiges Projekt.

Teil Vier: Ein Dach aus Nanomaschinen.

Ich erinnere mich, dass ich einmal einen Science-Fiction-Roman von Arthur C. Clarke und einem Mitarbeiter angeschaut, aber nicht gelesen habe. Das könnte derjenige sein, der Lebensformen im Weltraum erwähnt, die sich entwickeln, um Teile von Raumfahrzeugen anzugreifen und zu verbrauchen. Wie auch immer, in dieser Geschichte war der Mond terraformiert und mit einer atembaren Atmosphäre versehen worden. Um zu verhindern, dass die Atmosphäre in den Weltraum entweicht, wurde über dem Mond eine Art Dach aus Millionen von Nanomaschinen gebaut. Jede der winzigen Nanomaschinen war mit ihren Nachbarn verbunden, und die Zwischenräume waren kleiner als Moleküle. So wurden Luftpartikel, die auf das "Dach" trafen, zurückgeworfen, anstatt in den Weltraum zu entweichen.

Laut Wikipedias Liste der theoretischen Megastrukturen:

Teil Fünf: Planetendächer, unterstützt durch Luftdruck.

Shellworlds oder Paraterraforming sind aufgeblasene Hüllen, die Hochdruckluft um eine ansonsten luftleere Welt halten, um eine atembare Atmosphäre zu schaffen.[8] Der Druck der eingeschlossenen Luft trägt das Gewicht der Schale.

https://en.wikipedia.org/wiki/Megastructure#Planetary_scale

Eine Shellworld 1 3 ist eine von mehreren Arten von hypothetischen Megastrukturen:

Ein Planet oder ein Planetoid verwandelte sich in eine Reihe von konzentrischen Matrjoschka-Puppen-ähnlichen Schichten, die von massiven Säulen getragen wurden. Eine Muschelwelt dieser Art spielt in Ian M. Banks' Roman Matter eine herausragende Rolle.

Eine Megastruktur, die aus mehreren Schalenschichten besteht, die an Orbitalringen übereinander aufgehängt sind, unterstützt durch hypothetische Massenstromtechnologie. Diese Art von Muschelwelt kann theoretisch über jeder Art von Sternkörper schweben, einschließlich Planeten, Gasriesen, Sternen und Schwarzen Löchern. Die massereichste Art von Shellworld könnte um supermassive Schwarze Löcher im Zentrum von Galaxien herum gebaut werden.

Eine aufgeblasene Überdachung, die Hochdruckluft um eine ansonsten luftleere Welt hält, um eine atmungsaktive Atmosphäre zu schaffen. 4 Der Druck der eingeschlossenen Luft trägt das Gewicht der Schale.

Vollständig hohle Hüllenwelten können auch in einem planetaren oder größeren Maßstab allein durch eingeschlossenes Gas geschaffen werden, auch Blasenwelten oder Gravitationsballons genannt, solange der Außendruck des eingeschlossenen Gases die Gravitationskontraktion der gesamten Struktur ausgleicht, was zu keiner Nettokraft führt auf der Schale. Der Maßstab wird nur durch die Masse des eingeschlossenen Gases begrenzt; Die Hülle kann aus jedem weltlichen Material bestehen. Die Hülle kann außen eine zusätzliche Atmosphäre haben.[5][6]

https://en.wikipedia.org/wiki/Shellworld

Das Dach einer durch Luftdruck gestützten Muschelwelt zu haben, ist keine wilde Fantasie.

Eine luftgestützte (oder luftaufgeblasene) Struktur ist jedes Gebäude, das seine strukturelle Integrität aus der Verwendung von interner Druckluft zum Aufblasen einer Hülle aus biegsamem Material (dh Strukturgewebe) bezieht, so dass Luft die Hauptstütze der Struktur ist, und wo der Zugang über Schleusen erfolgt.

https://en.wikipedia.org/wiki/Air-supported_structure

Einige ziemlich große Strukturen sind luftunterstützt, obwohl sie viel kleiner sind als luftunterstützte Hüllen um einen ganzen Asteroiden oder um einen ganzen Planeten. Aber jede Geschichte, in der es um die Terraformung eines Planeten geht, beinhaltet Megaprojekte.

Teil Sechs: Kraftfelder.

In einigen Science-Fiction-Geschichten können Kraftfelder verschiedener Art verschiedene praktische Verwendungen haben. Vielleicht könnten Kraftfelder in einigen Geschichten verhindern, dass Gasmoleküle aus winzigen Welten entweichen, die nicht genügend Fluchtgeschwindigkeit haben.

Diese Kraftschilde könnten es Raumschiffen unmöglich machen, zu landen oder zu starten. Oder es könnte riesige Luftschleusen geben, die durch die Kraftschilde ragen, in denen Raumschiffe starten und landen können. Oder vielleicht stoppen die Kraftfelder Partikel, die sich mit der Geschwindigkeit atmosphärischer Gase bewegen, lassen aber Raumschiffe landen und starten, wenn sie schneller reisen oder langsamer als atmosphärische Gase. Zum Beispiel beinhaltet die klassische Isaac Asimov-Geschichte „Not Final!“, Astounding Science Fiction , Oktober 1941, ein Kraftfeld, das Luftmoleküle festhalten kann.

https://archive.org/details/Astounding_v28n02_1941-10/page/n47/mode/2up?view=theater