¿Cómo se puede mantener la gravedad en una nave espacial? [duplicar]

Voy a tomar como ejemplo una película llamada wall.e donde hay una enorme nave que transporta a 700 000 humanos para huir al espacio exterior, porque la tierra donde vivían estos humanos está demasiado contaminada. El barco es un "starliner ejecutivo" y tiene en su interior una ciudad normal. (Si quieres ver la nave espacial, toca en google o cualquier "axioma Pixar".

Pero entonces, ¿cómo podría mantenerse la gravedad? En la película, vemos claramente que no hay ninguna rotación que pueda crear una especie de gravedad, ya que la ciudad interior es horizontal y la nave espacial no gira, siempre se mueve hacia adelante.

Como siempre avanza, podríamos haber pensado que la nave proporciona una especie de gravedad porque se mueve muy rápido. Pero entonces la ciudad habría sido construida en la pared trasera del barco. Pero no, no lo es.

He pensado en una solución pero no parece concreta. He pensado que se podrían mantener pocos agujeros negros pequeños en el fondo de la nave, y como los agujeros negros son extremadamente densos, la nave podría obtener una gravedad similar a la de la tierra. Se mostrarían de una manera que en todas partes de la ciudad tiene la misma gravedad, ni más fuerte, ni menos.

(Por favor, no preguntes cómo se pueden crear los agujeros negros)

El problema es que, para la ciudad que se encuentra más alta que los pequeños agujeros negros, la gravedad es como la de la tierra. Pero para las máquinas o estructuras que mantienen los agujeros negros y están más cerca de ellos, la gravedad debe ser mucho más fuerte, ¿cómo podrían resistir?

Si tiene otras soluciones que no incluyen los dos escenarios (rotación y movimiento) que he mostrado al principio, no dude en comentar y dar su solución.

También recuerda que tiene que ser teóricamente posible, no necesariamente factible. ¡Gracias por tu ayuda! :-)

No debe dar ese ejemplo porque solo hace que su pregunta sea más larga y confusa y no agrega nada. Todos saben de lo que está hablando si pregunta eso: una gravedad artificial que no gira (se puede encontrar un contraejemplo en la película 2001) y que no es un agujero negro. Pero como tu pregunta es un poco confusa, no estoy seguro. Por cierto, si estás de acuerdo con lo que hace la mayoría de la gente: "gravitaciones artificiales", no estoy seguro de si eso tiene algún significado, pero a menudo encuentras esa explicación.
Si desea una explicación para una película en particular, está preguntando en el sitio equivocado. Si está construyendo su mundo, podemos ayudarlo, pero luego pregunte de una manera que muestre claramente que está inspirado en wall.e, pero espera que su mundo sea diferente.
No es la velocidad lo que da la sensación de gravedad, sino la aceleración... (Principio de equivalencia de Einstein)

Respuestas (1)

Actualmente, la única alternativa viable actualmente es la aceleración real, ya sea centrífuga o lineal (la mitad del viaje acelera hacia adelante, luego gira la nave espacial y comienza a frenar).

  • Los agujeros negros (u otras masas pesadas) no funcionarán:
    • No sabes cómo evitar que la nave espacial caiga sobre ellos.
    • Necesita encontrar una manera de mover tales masas cuando la nave espacial maniobra.
    • Como dices, hay un problema de gradiente de gravedad.
  • Puede usar repulsión diamagnética con imanes muy fuertes en el techo, pero es un magnetismo bastante extremo y podría tener "efectos secundarios no deseados".
  • La teoría de cuerdas deja una puerta abierta (suponiendo que sea correcta), pero nadie tiene la menor idea de cómo saltar esa laguna específica.
  • Cualquier otra cosa es handwavium.

Nota: la caricatura nombrada es muy agradable, pero tiene aproximadamente la misma corrección científica que las "invenciones" de Gyro Gearloose.

Me pregunto si se puede combinar aceleración centrífuga y lineal...
@AricFowler ¡Claro que puedes! Sólo tienes que tener cuidado cómo. Si tiene un toroide tradicional perpendicular a la dirección de la aceleración, encender los motores hará que las personas sientan una gravedad más fuerte y se muevan más hacia el lado aparente, ya que está en la parte trasera de su nave y la caída aparente habitual está en el costado. Si aceleras a lo largo del diámetro de tu toroide, las personas en el interior sentirán cambios sinusoidales en la gravedad, pero una dirección constante de la misma. Etcétera.
@AricFowler Por supuesto que puedes ; tiene sentido? El entorno de rotación toroidal estándar no es adecuado para la aceleración lineal (tendría que ser insignificante en comparación con la centrífuga o axial con alguna forma de mantener el piso "horizontal"). Lo que podría hacer es comenzar con aceleración lineal, luego separar una gran sección de la nave espacial manteniéndola enganchada con un cable muy largo (para mantener una velocidad angular baja) y comenzar la rotación alrededor del centro de masa común (mantiene la pseudo gravedad empujando "hacia abajo " en la misma dirección que la aceleración); Los puntos difíciles son las transiciones.
Creo que la solución es más simple de lo que ambos imaginan. Tome una barra como su nave principal, con propulsores, etc. Aquí dentro, habrá gravedad lineal a lo largo del eje de aceleración. Luego, tenga un toroide alrededor del área central, con propulsores conectados para controlar la rotación. Por supuesto, un piso plano dará como resultado una gravedad "diagonal" para el pasajero, así que incline el piso dentro del toroide. La rotación se sumará a la gravedad lineal para impulsarla hasta 1g y posiblemente más.
Una vez pasada la mitad, no hay necesidad de girar todo el barco. Si puede inclinar el piso dentro del toro en el otro sentido, la rotación puede continuar de la misma manera y los propulsores en el extremo opuesto de la barra pueden reducir la velocidad de la nave, manteniendo tanto la aceleración lineal como la rotacional. Básicamente, pegar cohetes en la estación espacial desde 2001; nasa.gov/sites/default/files/images/…
@AricFowler; estos fueron pensados ​​​​como dos diseños distintos y alternativos: toro con piso ajustable y empuje axial (como usted sugirió) y una solución "más simple" que se basa en una configuración de dos cuerpos (similar a bolas) que se puede usar en "nave espacial" muy pequeña a costa de una mayor complejidad procesal.
@ZioByte lo sé, pero me pregunto ahora. Tal vez haré una pregunta al respecto.
Tal vez he encontrado otra solución. En un futuro lejano, el diamagnetismo podría permitir que los humanos permanezcan atrapados en el suelo sin otra ayuda.
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