SF架空の人工重力はうまくいきません。 G力を語ろう

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Anonim

重力は大変です。アインシュタインの重力理論を確認するには、ニュートンがそれを解読するのに長い時間がかかり、多くのニュートン物理学者が100年もかかりました。それが自然発生的なものです。人工重力はかなり混乱します。

マイニングサイエンスフィクション - これは未来的な問題解決のために驚くほど実りのある - ここでは絶望的です。考えて スターウォーズ それは、それが可能なすべてのミッドクロリアンサイズの穴に汚れた指を刺した。上の人工重力 ミレニアムファルコン そしてスペースジャンクの他のすべての塊?それは人工重力発生器によって生成されます。 WarthieepediaはDarth Maulに関する1万の俗語を含んでいますが、Lucasの論理に関する2つの文章はすべてゼロを破っています。 g:

人工重力発生装置は、惑星の自然な重力の外側に安定した重力場を作り出すために使用されていたので、宇宙での生活を助けていました。それらはまた、気体の商品と一緒に貯蔵する目的で、そして時には合成宝石を作るために、オブジェクトを圧縮するためにも使われました。

でも スタートレック これは スターウォーズ Model U.N.の子供たちにとっては、それは良くありません。しかし、サイエンスフィクションを選ぶのはそれほど公平ではありません。合成重力は、人間によって生み出される重力のように、現在私たちの理解を超えています。

問題

問題は、他の力と比較して、重力が弱いということです。激しい磁石はそれを打ち負かすことができます。それが実際に意味することは、地球の重力に等しい人工重力で宇宙船を作る最も簡単な方法はそれに地球の質量を与えることであるということです。奇妙な超高密度のナンセンスな資料や説明不可能な研究が突然複製されてしまうのを防ぐことは問題ではありません。

しかしそれは、もっと複雑な解決策がないという意味ではありません。通常の重力の人為的な賦課は、そのうちの1つにはならないでしょう。

考えられる解決策

直線または円のいずれかでちょうど正しい量を加速すれば、重力と同じ重力を生み出すことができます。一方向に加速することの問題はあなたの燃料が結局枯渇することです。幸いなことに、宇宙は真空です。いったん回転加速度が効くようになれば、宇宙ステーションの動きを遅くすることはできません。の画面でこれを確認しました エリシウム, 火星人 、そして ハロー そして、それは奇妙なNASAの概念に浸透しています。 (それだけではありません 古い 上の1969年の芸術のような概念 - 回転する宇宙船は将来のNASAの2015年のロードマップにあります。)

他のすべての勢力と同様に、この概念は質量倍の加速にまで及んでいます。この場合、円周方向の加速度は ω ^ 2倍R(ここで ω は角速度、Rは船の半径です。どこにいても質量は変わらないので、適切な偽の重力の等価物を作成することは、船を適切なサイズにして適切な速度で回転させることになります。

おそらく解決策の問題

しかし、Goldilocksの回転船の建造は簡単ではありません。半径が小さすぎると、コリオリ効果にぶつかります。あなたの内部フレームが急速に回転するとき、単純な行動は奇妙な性質を帯びます。あなたは心地よい地球のようなg力が静止しているように感じるかもしれません、しかしあなたの頭を傾けることさえあなたの2つの内側の耳を同期からずらしてしまうかもしれません。バスケットボールをカルーセルの上にまっすぐ投げることができない理由は、PBSのYouTubeシリーズのSpace Timeを指摘しています。

船を十分に大きくしても、それほど速く回転させる必要はありません。しかし、大きくすると宇宙船に大きな機械的ストレスがかかります。 SFスイートスポット PBSの時空 と言う、Haloの指輪に近い。コーネル大学の天文学者が言っているように、物質を地球外に出すのは1ポンドあたり何万ドルものことを考えると、私たちは物事を宇宙で構築する必要があります。十分に大きいKickstarterがあれば、そのゼロgを1桁にすることができます。

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