Denken Sie nur darüber nach. Der Planet wird durch die Schwerkraft zusammengehalten. Wenn etwas an einem bestimmten Ort auf dem Planeten die Schwerkraft aufhebt, würde dieser Ort kein Teil des Planeten mehr bleiben.

UPDATE: Ich habe die Antwort mit einigen Erklärungen und Formeln als Beweis rekonstruiert. Ich habe, dass es jetzt solider ist. Bitte kommentieren Sie unten, wenn Sie weiter diskutieren möchten

Für TL;DR: Nein, es ist unmöglich, einen solchen Planeten zu bilden.

Drehgeschwindigkeit

Damit die Zentrifugalkraft der Planetenrotation die Schwerkraft aufhebt (ich denke, Schwerelosigkeit ist hier eher der richtige Begriff, aber ich bleibe zur einfacheren Erklärung beim ersteren), müssen Sie sich im Orbit befinden , also der Planet würde sehr schnell rotieren müssen, um die Umlaufgeschwindigkeit am Äquator zu erreichen. Hier ist die Funktion zur Berechnung der benötigten Umlaufgeschwindigkeit.

$$v_0 \approx \sqrt{\frac{GM}{R}}$$

Die Gleichung zur Berechnung der Umlaufzeit wäre

$$T = \frac{2{\pi}r}{v_0}$$

Da der Radius der Erde etwa 6.371 km beträgt und die Masse etwa 5,972 × 10 ²⁴ kg beträgt, würde die Umlaufgeschwindigkeit an der Äquatoroberfläche der Erde etwa 7,9 km/s (17672 mph) betragen , mit einer Umlaufzeit von etwa 1,5 Stunden (das bedeutet, dass Sie alle 45 Minuten einen Sonnenaufgang sehen würden).

Zentrifugalkraft und Schwerkraft

Wir haben jetzt die benötigte Rotationsgeschwindigkeit herausgefunden, aber könnte der Planet unter solchen Bedingungen entstehen?

Der Grund dafür, dass die meisten Planeten kugelförmig sind, ist, dass die Gravitationsbeschleunigung auf dem gesamten Planeten größtenteils gleich ist. Dies liegt daran, dass die Masse des Planeten (meistens) gleichmäßig verteilt ist.

Am Beispiel der Erde ist hier der Graph der Erde gemäß dem Preliminary Reference Earth Model

Wenn die Rotationsgeschwindigkeit des Planeten jedoch schnell genug ist, könnte die Zentrifugalbeschleunigung die Gravitationsbeschleunigung verringern oder sogar aufheben, wodurch die Kraft ungleichmäßig verteilt wird.

Die Formel zur Berechnung der Zentrifugalkraft lautet wie folgt:

$$F = mr{\omega}^2$$

Mit der Umsetzung des zweiten Gesetzes von Netwon

$$F = ma$$

Die Ergebnisgleichung wäre wie folgt:

$$ma = mr{\omega}^2$$ $$a = r{\omega}^2$$

Da die Umlaufzeit konstant ist, könnten wir schlussfolgern, dass die Zentrifugalbeschleunigung proportional zum Radius der Bewegung wäre.

$$a \propto r$$

Daher wäre die Zentrifugalkraft im Oberflächenabschnitt am stärksten und würde zum inneren Abschnitt hin schwächer, bis sie im Kern des Planeten Null erreicht. Da andererseits die Zentrifugalkraft die gesamte Schwerkraft an der Oberfläche des Äquators aufhebt, wäre die resultierende Kraft im Oberflächenabschnitt am schwächsten und zur Mitte und um den Pol herum allmählich stärker.

Es ist als Bild unten dargestellt.

Die ungleichmäßige Verteilung der resultierenden Kraft würde dazu führen, dass der Planet eine flache, längliche Form annimmt. Wenn sich der Oberflächenabschnitt an der Gleichung immer weiter vom Zentrum entfernt, würde die Zentrifugalkraft dazu führen, dass der Inhalt in den Weltraum geschleudert wird und den Planeten auflöst .

Daher ist es nicht möglich , einen erdgroßen Planeten mit einer solchen Rotationsperiode zu bilden .

Alles, was nicht festgebunden ist, würde natürlich wegfliegen, aber die Winde wären auch so zerstörerisch, dass nichts lange „festgebunden“ wäre. Ihre beste Überlebensmöglichkeit besteht darin, zu warten, bis der größte Teil der Atmosphäre in den Weltraum geschleudert wird.

Nur dass du in diesem Fall auch stirbst

Wie gesagt, der Coriolis-Effekt macht diese Welt unbewohnbar, aber schauen wir weiter:

Wir haben eine Welt, in der sich der Äquator mit seiner Umlaufgeschwindigkeit bewegt. Was geschieht?

Erstens kann man auf dem Äquator genauso wenig herumlaufen wie innerhalb der ISS. Du bist im Orbit, nichts hält deine Füße am Boden.

Zweitens, schau dir die Atmosphäre an. Wir überleben, weil über uns etwa 10.000 kg/m² Luft sind, die mit 9,8 m/s nach unten beschleunigt werden. Wir befinden uns jedoch am Äquator, wo die Nettoabwärtskraft 0,0 m/s beträgt. dass 10.000 kg irrelevant werden, Sie befinden sich im Vakuum. Hoppla, Sie brauchen 16.000 Pascal Sauerstoff, um zu überleben. Du bist tot.

Drittens, schau dir die Atmosphäre an. Wir haben 10.000 kg/m² Luft bei Nulldruck – sie wird nach außen fliegen, genauso wie wenn Sie einen Luftzylinder im Weltraum aufbrechen würden. Sie haben andere Luft auf dem Planeten, sie wird den Druck ausgleichen – und sofort in den Weltraum geschleudert werden. Ihre gesamte Atmosphäre geht sehr schnell in die Umlaufbahn.

Viertens, schau auf den Boden. Es befindet sich im freien Fall – nichts hält es fest. Die Winde werden alles umherwirbeln, außer Grundgestein. (Das heißt, bis die Atmosphäre verschwunden ist, erhalten Sie nur eine Oberfläche, die aus einer Masse getrennter Bits besteht.)

Betrachten wir abschließend den Planeten als Ganzes. Denken Sie daran, dass eine der erforderlichen Eigenschaften eines Planeten darin besteht, dass er eine Schwerkraft hat, die stark genug ist, um ihn in eine abgeflachte Kugel gezogen zu haben – die Oberfläche eines Planeten hat im Wesentlichen das gleiche Nettopotential. (Ja, die Erde ist am Äquator größer als an den Polen. Stoppen Sie die Erdrotation und Sie werden den Äquator trocken und die Pole unter einem sehr tiefen Ozean zurücklassen.)

Allerdings haben wir das Potential am Äquator bereits als Null definiert. Hoppla - der Planet kann nirgendwo Schwerkraft haben. Sie haben eine sich drehende Scheibe von null Dicke, die überhaupt nicht als Planet bezeichnet werden kann.

Sie haben nach planetaren Spannungen gefragt. Es wird keine geben, obwohl es natürlich zu einer totalen Zerstörung kommen wird. Indem Sie den Planeten immer schneller drehen, verringern Sie tatsächlich die Spannungen, die den Planeten zusammenhalten. Wenn Sie den Planeten immer schneller drehen, scheint die imaginäre Zentrifugalkraft Dinge nach außen zu schleudern (aber in Wirklichkeit drehen sie sich nur schneller und widerstehen so der Schwerkraft und werden leichter). Die Atmosphäre wird also zusammen mit dem Meer in den Weltraum fliegen. Wenn es sich noch schneller dreht, beginnt der Innendruck, der gegen die Schwerkraft ausgeglichen wurde, zu dominieren und den Planeten am Äquator zu wölben (es ist bereits so), also erwarten Sie viele Vulkane und Erdbeben. Die Oberfläche wird sich weiterhin ausbeulen und verformen, sowohl durch die Geschwindigkeit, die Schwerkraft zu überwinden, als auch durch Magma, das darunter nach oben drückt. Die Kruste wird aufbrechen, in Lava ertrinken, aufgewühlt und schließlich wird alles zu flüssigem Magma. Der Planet wird sich aufgrund des inneren Drucks weiter ausdehnen, während er sich schneller dreht.

Tropfen dieser Flüssigkeit werden schließlich beginnen, vom Äquator abzuheben. Das liegt nicht wirklich am Stress, sondern daran, dass die imaginäre Zentrifugalkraft nun die Schwerkraft ausgleicht. Oder anders ausgedrückt: Der Äquator bewegt sich so schnell, dass er in die Umlaufbahn eingetreten ist, und ist nun schwerelos. Drehen Sie die Dinge ein bisschen mehr und der Planet wird beginnen, sich in höheren Umlaufbahnen sanft in eine sich drehende Ansammlung von Lavaklecksen aufzulösen. Irgendwo hier werden Sie auf große Probleme stoßen, WIE Sie Rotationsenergie hinzufügen, da es sich nicht mehr um eine feste Form handelt, sondern um ein sprudelndes, klumpiges Durcheinander.