Asteroide en el cinturón de asteroides de repente gana la gravedad de la tierra

Consideremos primero lo que significa hacer que un asteroide tenga la atracción gravitacional de la Tierra. Supongamos que el asteroide es Ceres, que es el asteroide más masivo del cinturón. Ceres tiene un radio de 473 kilómetros. Ahora, sabemos que la aceleración de la gravedad es 9.8$\frac{\text{m}}{\text{s}^2}$. la fórmula es

Reorganizar da

$G$es sobre$6.673 \cdot 10^{-11}\text{N}\cdot\text{m}^2\text{kg}^2$. Sustituyendo nos da$m \approx 3 \cdot 10^{22} \text{kg}$. Como referencia, la Tierra es unas 200 veces más masiva. La luna de la Tierra tiene más del doble de esta masa.

Hacer que el asteroide sea más pequeño disminuiría la masa necesaria. La masa es proporcional al cuadrado del radio, por lo que la mitad del radio daría un cuarto de la masa. Sin embargo, la densidad es inversamente proporcional al cubo del radio y proporcional a la masa. Entonces, reducir a la mitad el radio duplicaría la densidad.

O como esto sería una esfera,

Esto es más que incluso el elemento más denso, Osmio (22.6). El neutronio puede ser así de denso, pero requiere el tipo de presiones presentes en una estrella de neutrones para comprimirse hasta este punto.

A sus preguntas:

1. Mínimo. Esto es esencialmente lo mismo que poner un cuerpo del 40% del tamaño de la luna de la Tierra en el cinturón de asteroides. Puede aumentar la desviación de algunos de los asteroides cercanos, pero es poco probable que sea suficiente para despejar el cinturón.

2. Mínimo. Estaría más cerca de Marte pero aún más lejos de Marte de lo que Marte está de la Tierra. Y es mucho más pequeño que la Tierra (por cualquier medida, pero lo más importante por la masa).

3. Probablemente no. No es suficiente masa para estabilizar el neutronio. Así que es un agujero negro. El desafío, por supuesto, es construir el exterior con un material lo suficientemente fuerte como para evitar que caiga en el agujero negro. Dejaré que alguien más determine si eso es posible o no.

Desafío de marco:

Por qué no creo que tu idea no funcione

En primer lugar, si “Ya gastó casi todo el dinero de sus inversores”, entonces no podrá permitirse llenar el asteroide con suficiente material para simular la gravedad de la Tierra. Además, puede tener efectos secundarios no deseados, como hacer que la órbita sea inestable o atraer escombros (ya que es probable que el asteroide no tenga una atmósfera para quemar los escombros debido a que tiene una gravedad tan baja).

En segundo lugar, es posible que ni siquiera haya suficiente material para simular la gravedad de la Tierra. Si quisiera simular la gravedad de un planeta, necesitaría los recursos de un planeta para hacerlo. No podrá obtener sus materiales de la Tierra ya que cada material en la Tierra contribuye a su propia gravedad. Si comienzas a extraer miles de millas cúbicas de material de la Tierra y lo transportas fuera del planeta, alterando la gravedad de la Tierra, habrá muchas más personas enojadas contigo además de tus inversores.

Por no hablar de la pesadilla logística de intentar transportar todo el material necesario a través del espacio hasta tu asteroide, el consumo de combustible, el salario de los trabajadores, el equipo de minería y todo tipo de cosas. Incluso si logras hacer todo eso, tienes la tarea de vaciar el asteroide (y esperar que no colapse a tu alrededor como lo haces) y luego llenarlo con un material más denso, todo muy costoso. , no es bueno para alguien con un presupuesto limitado y probablemente en una escala de tiempo limitada.

Si el objetivo es hacer que las atracciones funcionen, simplemente haz que las atracciones creen su propia locomoción.

Una solución mucho más eficaz, más fácil, más barata y realmente plausible es que los carros funcionen con combustible o electricidad, lo que impulsa las ruedas debajo del carro y hace que se acelere. De hecho, haciéndolo de esta manera, como no hay resistencia del aire en el espacio y hay menos gravedad tirando de ti hacia abajo en el asteroide, es probable que puedas ir más rápido que en la Tierra, tu viaje podría estar acelerando constantemente hasta aplicaste los frenos.

Agregar masa convencional no funcionará bien para su emprendedor.

Para simplificar el problema, supongamos por el momento que, en lugar de construir sobre un asteroide existente, estamos construyendo el nuestro. Nuestro material de construcción será principalmente tungsteno con un toque de elementos más pesados ​​para llevar su densidad hasta 20 g/cm^3, o 20.000 kg/m^3. Construiremos una esfera perfecta, porque hace que las matemáticas sean mucho más fáciles.

La gravedad superficial de un cuerpo depende de su masa, su radio y la constante gravitacional. Debido a que asumimos una esfera perfecta de densidad uniforme y conocemos la gravedad superficial deseada, podemos resolver el radio: alrededor de 1750 km, o unas cuatro veces el radio de Ceres . Estás casi en el camino hacia el tamaño de Mercurio, y en realidad lo superas por un pequeño margen.

Así que cambiemos eso fijando el radio esta vez, en 50 km. Para la gravedad de la superficie terrestre, la masa requerida es "solo" alrededor de 3.7 * 10 ^ 20 kg, aproximadamente un tercio de Ceres, o un poco más que Vesta . (Tomando 8 Flora como guía, el asteroide en sí probablemente contribuya con aproximadamente el 1% de esta masa). Debido a que la masa está más concentrada y el radio de la superficie es mucho más pequeño, no necesitamos tanto. Por supuesto, eso es un problema en sí mismo: el material que estamos colocando en el asteroide necesitaría una densidad del orden de 200 000 kg/m^3, o algo más denso que el núcleo del Sol . (Y antes de que preguntes, no, no puedes recolectar material del núcleo de Sun para este propósito: es

Por lo tanto, una singularidad. De acuerdo con esta respuesta , un agujero negro de 1 micrómetro se concentraría en el vecindario correcto y debería ser contenible. (Moverlo a su lugar dentro del asteroide será un momento interesante).

Las consecuencias para el resto del sistema solar deberían ser insignificantes. Como se señaló, ya hay objetos de masa comparable dentro del cinturón de asteroides; uno más no debería hacer una gran diferencia. Todos los planetas tienen una masa cómodamente mayor que su agujero negro y no se verán más o menos afectados.

Es casi seguro que el cinturón de asteroides se interrumpa, a menos que realmente reemplace a Vesta con su agujero negro. Otros asteroides que pasen cerca de su nuevo asteroide superpesado (teniendo en cuenta que esto está cerca en términos astronómicos, no algo que los humanos reconozcan como "cerca") tendrán sus órbitas desviadas. A la larga, esto probablemente resulte en que algunos de ellos sean expulsados ​​del cinturón, posiblemente impactando en algún desafortunado planeta. Sus habitantes querrán asegurarse de que sus planes de prevención de impactos de asteroides estén actualizados.

Nota: dejé mi trabajo en el análisis de la gravedad de la superficie porque no estoy lo suficientemente familiarizado con el formato para no convertirlo en una horrible mancha de texto. Estaría feliz de tomarlo paso a paso si es necesario.

En el peor de los casos, acabas de destruir el sistema solar interior.

Sin embargo, antes de llegar a eso, tratemos la idea del agujero negro. A menos que lo traiga desde el exterior, su agujero negro no le dará la masa que necesita porque un agujero negro es una región de densidad infinita , no de masa infinita . Eso significa que crear un agujero negro en el medio de su asteroide solo le da un agujero negro masivo de asteroides y sus viajes literalmente caen en él y ha perdido su inversión. Para agregar al insulto, su agujero negro con una masa de ese tamaño no se mantendrá por mucho tiempo, por lo que también desaparecería unos segundos más tarde. Pero yo divago.

El problema que tengo con esto no es el hecho de que hayas creado tanta masa en el cinturón de asteroides; es que lo has hecho sin cambiar la velocidad orbital. Como tal, el asteroide, ahora con masa terrestre, va demasiado lento para mantener su órbita alrededor del sol a la distancia que se encuentra de él. Eso significa que tu asteroide comenzará a caer hacia el sol.

No soy el especialista en mecánica orbital aquí (HDE lo es), pero creo que acabas de crear un cometa con masa terrestre. Supongamos que el asteroide no se acerca a ninguno de los planetas principales durante un tiempo, interrumpiendo sus órbitas, tengo la sospecha de que eventualmente podría salpicar el sol de todos modos. La eyección de masa coronal que se desencadena por esto podría eliminar fácilmente la vida en la tierra si la tierra estuviera en el cono de explosión. Pero, yo diría que es más probable que eventualmente golpee uno de los planetas interiores, posiblemente la Tierra, y provoque un colapso en la órbita tanto del planeta como del asteroide, Y desencadene una CME que podría causar todo tipo de estragos en los planetas. restante.

La conclusión es que no hagas esto. Por favor.