Wie wäre es, auf einem sich schnell drehenden Planeten zu leben?

Auf der Erde nehmen wir außer dem Tag-Nacht-Zyklus nicht wirklich viele Auswirkungen der Erddrehung wahr. Es hat lange gedauert, bis die Menschen auf der Erde erkannt haben, dass sie sich sogar dreht, aber es gibt messbare Effekte (Schwerkraftunterschiede, Coriolis-Effekt ).

Wäre es offensichtlicher, wenn sich die Erde zweimal schneller drehen würde? 10 mal schneller? 100 mal schneller? 1000 mal schneller?

Die Sonne scheint sich schneller zu bewegen, aber was würden wir sonst noch bemerken?

Könnte das Leben auf einem sich so schnell drehenden Planeten überleben oder würden wir alle in den Weltraum geschleudert? Ich vermute, irgendwann würde die Erde auseinanderbrechen.

Siehe "Dragon's Egg" von Robert L. Forward zur Erforschung dieses Themas. smile.amazon.com/gp/aw/d/034543529X/…
Toilettenspülungen würden unglaublich schnell rotieren und es wäre unmöglich Billard zu spielen.
@jgadoury: Wie die zweite und dritte Antwort zeigen, würde sich der Planet bei 17× so schnell wahrscheinlich selbst zerstören. Das Leben würde wahrscheinlich irgendwo zwischen 10× und 15× unmöglich werden. Aber warum sagen: „Es wäre unmöglich, Billard zu spielen“? Der Coriolis-Effekt würde alle Sportarten mit frei beweglichen Projektilen betreffen , einschließlich Baseball, Basketball, Fußball, Lacrosse und sogar Bowling, Hockey und Curling. (Und übrigens sogar Schlittschuhlaufen.) Aber Sportler würden lernen, damit umzugehen, so wie Baseball- und Footballspieler mit Wind und Golfer mit schrägen Greens umgehen.
Lesen Sie „Mission of Gravity“ von Hal Clement, das auf einer solchen Welt stattfindet.
@Peregrine Took Es war ein Witz ... Typischer Physikunterricht verwendet reibungsfreie Billardtische als Beispiel, um Coriolis zu zeigen
Relevante Star Trek-Episode: VOY: Blink of an Eye
Zu Ihrer Information, es gibt Theorien, nach denen die Erde früher eine Rotation in 2,5 Stunden vor dem Mond vollendete
@ MukulKumar Zitat?

Antworten (4)

Es gibt eine ausgezeichnete Antwort auf Quora dazu.

  1. Die Erde würde zu einer noch unvollkommeneren Kugel und dies würde die Erdbeschleunigung verringern; sie würde am Äquator abnehmen und an den Polen zunehmen. Außerdem würden die Tage kürzer.

  2. Da die Wirkung der Schwerkraft in der Nähe des Äquators nachgelassen hat, würden wir in diesen Gebieten viel höhere Gezeiten als gewöhnlich beobachten, viel mehr Land würde bei Flut unter Wasser gehen. Ich nehme an, Venedig würde nicht mehr bewohnbar bleiben.

  3. Die Präzession der Erdachse würde sich ändern . Da die Erde ein noch abgeflachterer Sphäroid wird, würden die Gravitationsunterschiede (der Sonne auf der Erde) auf verschiedenen Teilen der Erde größer sein, dies würde die Präzession der Achse noch schneller machen. Der aktuelle Zyklus ist für eine vollständige Präzession 26.000 Jahre lang, diese würde sich je nach Zunahme der Rotationsgeschwindigkeit verkürzen.

  4. North Star würde sich schneller ändern. Gegenwärtig ist der Nordstern Polaris, der in 8.000 Jahren durch Deneb ersetzt werden soll. Aus den oben genannten Gründen würde es schneller passieren und astronomische Karten könnten nicht mehr relevant sein.

  5. Es ist auch möglich, dass die axiale Neigung der Erde zunimmt. Das würde bedeuten, dass die Winter kälter und die Sommer heißer wären.

  6. Da sich die Erde jetzt schneller dreht und der Coriolis-Effekt von der Rotation der Erde abhängt, würde der Einfluss des Coriolis-Effekts zunehmen und wir würden schnellere Windgeschwindigkeiten erleben.

  7. Dies wäre ein Segen für geostationäre Satelliten , da sich die Betriebshöhe aufgrund der erhöhten Rotationsgeschwindigkeit der Erde verringern würde.

  8. Da der Sterntag (Sternzeit) nun kürzer wäre, müssten wir unsere heutigen Zeiteinheiten neu definieren.

  9. Da der Coriolis-Effekt die Windgeschwindigkeiten verändern würde und die Rotationsgeschwindigkeit der Erde zugenommen hat, würde sich die Reisezeit von Flugzeugen ändern. Watch: Wenn sich die Erde nach Osten dreht, warum ist es dann nicht schneller, nach Westen zu fliegen?

Eine erhebliche Beschleunigung könnte Auswirkungen auf die Erde selbst haben, bis hin zur Nichtexistenz ( Einzelheiten finden Sie in der hervorragenden Antwort von HDE! ). Meine Antwort sagt, was auf einer beschleunigten Erde passieren würde. Denken Sie also daran, dass bestimmte Geschwindigkeiten bestimmte Teile dieser Antwort verstärken können.

Dies scheint die Frage zu beantworten, was passieren würde, wenn sich unsere Erde beschleunigen würde, und nicht, was passieren würde, wenn sie sich einfach immer schnell drehen würde. Es gibt viele Überschneidungen, aber Sie sollten das "Oh nein, wir müssten unsere Einheiten/Satelliten/GPS ändern, weil wir es für einen anderen Planeten entworfen haben" herausarbeiten, das überhaupt nicht zutrifft.
(1) Warum ist der erste Absatz nicht mit #1 gekennzeichnet? (2) Absatz Nr. 4 ist eine triviale Wiederholung von Nr. 3, nicht wahr? Ich verstehe nicht, warum sie getrennte Absätze verdienen. (Ja, ich weiß, dass Sie nur die gesamte Liste zitieren.)
Wenn der Punkt in Nr. 2 über Venedig richtig ist, dann sollten beide Küsten der USA bei jeder Flut überflutet werden. Der Breitengrad von Venedig ist fast derselbe wie der von Montreal.
Können Sie diese Antwort ein wenig mehr auf diese spezielle Frage zuschneiden?
4 und 5 sind im Wesentlichen derselbe Punkt. Ich denke nicht, dass die Frage nach der Beschleunigung der Erde gestellt wird, sondern nur der Unterschied zwischen einer Erde, die sich "langsam" dreht, und einer Erde, die sich "schnell" dreht, also ist 9 nicht wirklich relevant. (Kein vorhandenes GPS zum Ändern, aber GPS für die beiden Erden würde unterschiedlich kalibriert.)
Einige ziemlich interessante Macken, danke!
@HDE226868 Natürlich hatte ich das am Freitag beantwortet, hatte aber bis heute keine Gelegenheit, es zu ändern.

Wann wird der Planet auseinander brechen?

Ein fester Körper bricht auf, wenn die Zentrifugalkraft an einem Punkt gleich der Gravitationskraft ist. Am Äquator der Erde wird die Gleichung

G M ⊕ R e 2 = ω 2 R e
wo M ⊕ ist die Masse der Erde, R e ist sein äquatorialer Radius, und ω ist seine Winkelgeschwindigkeit. Umstellen und Auflösen nach ω bekommt
ω = G M ⊕ R e 3
Vorausgesetzt R e ≈ R ¯ ⊕ , seinen mittleren Radius, haben wir
ω = 1.24 × 10 − 3  rad s − 1
Die aktuelle Winkelgeschwindigkeit der Erde beträgt ungefähr ω = 7.29 × 10 − 5  rad s − 1 . Das ist ziemlich genau 1/17 der Auflösungsgeschwindigkeit der Erde.

Nun, dies setzt das voraus R e ändert sich nicht mit ω - was es tut. In der Tat ist die äquatoriale Ausbuchtung

R e = R p + 5 4 ω 2 R ¯ ⊕ 4 G M ⊕
Bei der ursprünglichen Auflösungsgeschwindigkeit haben wir
R e = 6.356 × 10 6 + 5 4 ( 1.24 × 10 − 3 ) 2 ( 6.371 × 10 6 ) 4 6.673 × 10 − 11 × 6 × 10 24 = 1.43 × 10 7  m = 2.24 R ¯ ⊕
Dadurch verringert sich die Schwerkraft etwa um den Faktor 5, sodass die Auflösungsgeschwindigkeit tatsächlich etwas geringer ist. Bei einer 100- oder 1000-fachen Rotationsgeschwindigkeit wäre die Erde also nicht hier.

Die Corioliskraft

Die maximale Größe der Coriolis-Beschleunigung beträgt

| a c | max = 2 | Ω | | v |
wo Ω ist die Rotationsgeschwindigkeit, und v ist die Geschwindigkeit eines bestimmten Teilchens. Das bedeutet, dass die Kraft linear mit skaliert | Ω | , und kann daher an einem bestimmten Punkt der Erde nur 17-mal so groß sein wie jetzt.

Wir würden Rossby-Zahlen (die kennzeichnen, wie stark ein System von Coriolis-Kräften beeinflusst wird) um nicht mehr als den Faktor 17 niedriger sehen. Wie Anoplexian feststellte, würde dies zu stärkeren Winden und wahrscheinlich stärkeren Hurrikanen führen – obwohl nichts Katastrophales; eine Größenänderung hier wird nicht verheerend sein. Ich würde mir keine allzu großen Sorgen machen.

Alltag

Bei einer 17-fachen Rotationsgeschwindigkeit der Erde würde jeder Tag etwa 45 Minuten und jede Nacht etwa 45 Minuten dauern. Selbst bei 12 Stunden pro Tag-Nacht-Zyklus müssen Sie sich Sorgen machen, dass Menschen in jedem Zyklus die richtige Menge an Tiefschlaf bekommen. 45 Minuten reichen für ein schönes Nickerchen, aber nicht für guten Schlaf.

Ich würde annehmen, dass sich Kreaturen entweder an einen so kurzen Schlafzyklus anpassen oder mehrere Tage und Nächte durchschlafen und dann mehrere Tage und Nächte schlafend verbringen würden. Ob beides machbar ist oder nicht, muss ich prüfen; Ich bin nicht übermäßig optimistisch.

Schön zu sehen, dass wir zumindest zum gleichen Rotationsfaktor gekommen sind.
Ich denke, Ihre zweite Gleichung braucht eine R e 3 Anstatt von R 3 2 .
@Devsman Ja, das war ein Tippfehler meinerseits. Die Rechnung habe ich mit gemacht 3 aber schrieb die Gleichung mit a 2 . Vielen Dank.
Obwohl dies sicherlich nützliche Informationen sind, glaube ich nicht, dass es wirklich die Frage beantwortet, wie es wäre, dort zu leben.
@ Ajedi32 Ich glaube, es beantwortet die Frage, ob das Leben bei den meisten der genannten Geschwindigkeiten überleben könnte (es könnte nicht, da es keinen Planeten zum Leben gäbe), was die beobachtbaren Unterschiede wären (siehe oben) und wann Der Planet würde auseinanderbrechen. Es ist nicht möglich herauszufinden, wie ein Planet aussehen würde, wenn er nicht zusammenbleiben kann.
Sie scheinen anzunehmen, dass die einzige Kraft, die die Erde zusammenhält, die Schwerkraft ist. Ist diese Annahme begründet?
@ user58697 Die Schwerkraft ist die einzige wichtige Kraft, die Planeten zusammenhält, ja.
Ich hatte eigentlich erwartet, dass es etwas schneller als 17 Mal sein würde! Denke ich richtig, wenn sich Ihr Planet in der Nähe dieser Geschwindigkeit dreht, würde es in der Nähe des Äquators eine geringe scheinbare Schwerkraft geben? Könnte dies einen großen Einfluss auf den atmosphärischen Druck haben? Wäre es schwer zu atmen?
@SpoonyBard In der Nähe des Äquators würde definitiv eine geringere effektive Schwerkraft herrschen. Bei der Erstellung von Sternmodellen müssen Wissenschaftler tatsächlich Zentrifugaleffekte berücksichtigen, da sie die innere Struktur des Sterns so stark verändern und die Atmosphäre beeinflussen. Ich denke, dass sich die Atmosphäre auf dieser Erde ändern könnte, aber ich kann nicht mehr tun, als darüber zu spekulieren.
@ Ajedi32 Ich bin endlich zurückgegangen und habe es ein wenig überarbeitet. Es gibt noch einige Lücken zu füllen, aber es ist viel besser als vorher (glaube ich).
Basierend auf unseren Beobachtungen, dass der Mars einst Ozeane aus flüssigem Wasser hatte und diese an den Weltraum verlor, denke ich, dass man mit Sicherheit sagen kann, dass ein erdähnlicher Planet, der sich um etwa das 10-fache der Omega-Erde dreht, seinen Ozean und seine Atmosphäre über eine geologische Zeitskala hinweg drehen wird
@JamesMcLellan Mir fehlt vielleicht etwas, aber ich bin mir nicht ganz sicher, wie das zusammenhängt. Wir haben sicherlich nicht genug Informationen, um die Entwicklung von flüssigem Wasser auf dem Mars zu bestimmen. Meteoriteneinschläge und das Fehlen eines Magnetfelds unterstützten den atmosphärischen Verlust durch Wechselwirkungen zwischen dem Sonnenwind und Partikeln in der Atmosphäre – Rotation sollte in beiden Fällen unwichtig gewesen sein.
Ich rede nicht von Rotation, sondern von Nettoenergie. Die Fluchtgeschwindigkeit des Mars von 5 km/s reichte nicht aus, um sich an den Ozeanen festzuhalten, wenn man davon ausging, dass Strahlung und Aufprallereignisse auf Erde und Mars in etwa gleichem Maße empfangen wurden. Bei der 10-fachen Äquatorialgeschwindigkeit der Erde von ~500 m/s liegt das Delta-v, das erforderlich ist, um die Fluchtgeschwindigkeit der Erde von 11 km/s zu erreichen, nahe bei denselben 5 km/s.

Damit wir „von der Erde fliegen“, müsste die Zentripetalkraft, die erforderlich ist, um eine Umlaufbahn des Erdradius beizubehalten, gleich der Erdbeschleunigung sein.

Das wäre an der Reihe v 2 ( m 2 / s 2 ) 6.4 × 10 6 ( m ) = 10 ( m / s 2 )

Das heißt, die Geschwindigkeit an der Oberfläche wäre 8000 ( m / s ) = 2 π r t = 4 × 10 6 ( m ) t

Das heißt, ein Tag müsste ~5000 Sekunden oder eine Stunde und 12 Minuten dauern. Dazu müsste sich die Erde etwa 17-mal so schnell drehen wie in Wirklichkeit.

Wenn wir knapp unter dieser Geschwindigkeit wären, frage ich mich, ob wir irgendetwas bemerken würden, außer dass wir am Äquator fast schwerelos sind. Es wäre definitiv seltsam, dass unser Gewicht zunehmen würde, wenn wir uns auf die Pole zubewegen. An den Polen nehme ich an, dass unser Gewicht fast normal wäre, aber sagen wir, Sie lebten in Europa – würde Ihr Gewicht Sie immer noch gerade nach unten ziehen oder würde es Sie nach unten und nach Süden ziehen? Würdest du noch stehen können?
@BillK Der Pseudokraftvektor wäre 45 Grad südlich des Azimuts, wenn Sie 45 Grad nördlich des Äquators sind. Das heißt, Sie erleben 1 2 mal die Kraft sowohl weg von der Oberfläche als auch nach Süden. Allerdings auch die Gesamtgeschwindigkeit 1 2 dort wäre also die Gesamtkraft in beide Richtungen 1 2 2 . Das bedeutet, dass Sie halb so weit nach Süden (0,3535:0,6465) gezogen werden wie zur Erdoberfläche. Das ist nicht angenehm.
Ich denke, es würde sich anfühlen, als würden Sie bergab gehen, wenn Sie zum Äquator gehen würden. Sie hätten also wahrscheinlich immer eine gute Vorstellung davon, in welche Richtung Norden war. Cooles Zeug!
Es wird sich nicht so schräg anfühlen, nachdem das Land selbst in Richtung Äquator gleitet.

Für eine fiktive Behandlung davon siehe Hal Clements Mission of Gravity . Darin hat der Planet Mesklin einen etwa 18 Minuten langen Tag mit einer Oberflächengravitation von 3 G am Äquator und 700 G an den Polen. Ein Großteil des Buches befasst sich mit den Oberflächenbedingungen und wie die einheimischen Arten damit umgehen. So fürchten sie sich zum Beispiel instinktiv schon vor geringer Höhe, da bei 700 G jeder Sturz tödlich ist.

Wie wäre es, auf einem sich schnell drehenden Planeten zu leben?
AntwortenHierDatenschutz-Bestimmungen1y, 0v