¿Cuánto tiempo tomaría un escenario de sustancia viscosa gris para terminar de cubrir un planeta del tamaño de la Tierra?

De acuerdo, la idea es que los humanos hayan encontrado un método para terraformar planetas a través de un escenario de sustancia viscosa gris diseñado intencionalmente. Los bots se usarían para hacer la fotosíntesis de una atmósfera sostenible al operar como un sustituto de algas antes de pasar a otras tareas una vez que se haya completado. La parte en la que necesito ayuda es averiguar cuánto tiempo llevaría razonablemente cubrir un área con los nanobots después de aterrizar una sonda de semillas, suponiendo un crecimiento exponencial.

Idealmente, me gustaría una estimación del tamaño de la ciudad, del continente y del planeta entero, pero lo único que realmente necesito es el marco de tiempo para el planeta completo. Por conveniencia, asuma un terreno relativamente nivelado sin puntos altos o bajos estadísticamente significativos, sin agua líquida y un área de superficie total efectivamente idéntica a la de la Tierra.

La replicación se produce a una velocidad de una vez por minuto con una base de material de partida de aproximadamente un billón de nanitos. Por el bien de la pregunta, asuma solo una semilla por planeta.

EDITAR: después de revisar las respuestas, veo algunas formas de mejorar la pregunta. En primer lugar, parece que fui demasiado generoso con la tasa de replicación. Con eso en mente: la replicación ocurre aproximadamente a la mitad de la tasa estándar de la mitosis natural, es decir, entre una hora y una hora y media.

A continuación, fuente de energía: principalmente solar. Capaz de utilizar energía térmica, petróleo, gas natural o radiación con acceso a cualquiera de esos materiales. Para el propósito de la pregunta, suponga que la energía no es una restricción y que la replicación puede ocurrir a la velocidad máxima en todo momento.

Finalmente, la locomoción: la fase temprana de la replicación implica la formación de estructuras más grandes capaces de viajar y dispersar rápidamente los nanitos. Del tamaño y la velocidad de una hormiga. El material de la semilla divide la totalidad de su masa original para producir estos objetos, que luego proceden a viajar hacia afuera radialmente desde la masa central dejando un rastro de nanitos a su paso. Esto continúa hasta que se ha perdido suficiente masa como para que ya no sea eficiente continuar, momento en el que los nanitos restantes vuelven a las rutinas de la etapa inicial y se enfocan en acumular suficiente material de semilla para repetir el proceso.

El patrón de crecimiento real implicará grandes avances rápidos, seguidos de períodos provisionales mientras se consolidan las ganancias y se rellenan las áreas entre los 'radios', antes de repetirse. Los nanitos ubicados en el centro que ya no son capaces de contribuir eficientemente a la expansión se centrarán en la adquisición de energía y comenzarán el proceso de terraformación real.

en.wikipedia.org/wiki/Gray_goo para cualquiera que se pregunte cuál es la pregunta.
¿Cuánto tiempo tarda uno en autorreplicarse? ¿Cuántos despliega una operación de terraformación? Decídelos y tendrás una respuesta; de lo contrario es una conjetura.
VTC:Necesidades-Detalles. @rek tiene razón, sin el recuento inicial inicial y la tasa de replicación, esto es imposible de responder. Vale la pena señalar que el "crecimiento exponencial" no tiene sentido porque esa velocidad se absorbe en la circunferencia del círculo de influencia creciente (simplificando un poco) a medida que crece esa circunferencia. Es probable que la estimación de la cobertura sea solo geométrica y podría estimarse por el tiempo requerido para dibujar una línea "recta" desde el punto de partida hasta el lado opuesto del planeta. \@jbh cuando edites tu Q y retiraré mi voto.
Se agregó información adicional según lo solicitado.
Dos datos más: ¿cuál es el tamaño específico de un nanito y qué tan rápido puede moverse? @jbh yo después de eso y me retractaré.
@JBH puede presionar seguir debajo de la q y luego se le notificará sobre los cambios de la q, bastante conveniente, el ruido de la sección de comentarios también estará allí, por lo que es menos conveniente, pero se distingue claramente en las notificaciones. // como exponente vs. la declaración u del área del círculo no es tan buena en su comentario anterior, lim pow (x, k) / exp (jx) = 0, lo que significa que el exponente supera a x^k con el tiempo (x-> inf) // y sí VTO la cosa , hemos aportado claridad sobre GG en el mundo, lo que significa EROEI del proceso, y el hecho de que no puede "digerir" ningún asunto, hay una lista de materiales. La respuesta debe prestar atención a esas cosas.
Esto suena como la cantidad de madera que arrojaría una marmota... incluso dado un conteo y una tasa de replicación, la logística de absorción y dispersión del material sigue siendo importante. La respuesta principal se desvanece en si-entonces por una razón.
Es curioso cómo su edición no simplificó q o lo hizo más responsable. Al eliminar el cuello de botella obvio, la energía, que es más independiente de la tecnología (en un sentido específico), hizo q fuera un problema difícil seleccionar entre un cuello de botella relacionado con la tecnología (sobre el cual se sabe poco) o un ejercicio de cálculo trivial de una división. de 2log's y una multiplicación. Me duele decirlo, pero cuál es la pregunta, jajaja. Además, la respuesta precisa de minuto/hora no es posible aquí. ¿Tienes problemas con las matemáticas o con comprender de qué es razonablemente capaz la nanotecnología?
Ahora que tiene más detalles, vuelva a hacer la pregunta para obtener un conjunto limpio de respuestas.

Respuestas (7)

Un nanobot generalmente se encuentra en algún lugar en el rango de tamaño de 0.1-10 μm. En aras de la simplicidad, asumiré que sus nanobots están en algún lugar en el medio con una sección transversal de aproximadamente 1 μm ^ 2. Entonces, suponiendo que comience con 1 billón de nanobots, eso significa que su área de cobertura inicial será, como máximo, un área de aproximadamente 64 cm de ancho y una capa de nanobots de espesor.

Si bien la lógica nos dice que el crecimiento debe ser exponencial, esto no es necesariamente cierto dependiendo de cómo se disperse la sustancia pegajosa.

Primero, supongamos que se propaga como una colonia bacteriana: incluso si crece en las 3 dimensiones, solo los nanobots que pueden hacer contacto con las materias primas del suelo podrán replicarse en un momento dado. Al principio, sus nanobots replicados en medio de una sustancia pegajosa podrán arrastrarse hasta el borde, lo que permitirá que una expansión hacia el exterior parezca exponencial mientras mantiene solo una capa mínimamente delgada de bots para que todos los bots puedan replicarse todo el tiempo, pero eventualmente alcanzará una tasa máxima de expansión limitada por la rapidez con la que pueden rastrear sus bots.

Los organismos unicelulares más rápidos parecen ser capaces de atravesar velocidades de alrededor de 1 mm/seg . Si pueden reproducirse a una velocidad de una vez por minuto, eso significa que solo los 60 mm exteriores de cualquier colonia de baba gris pueden contribuir significativamente a la velocidad de expansión de la colonia. Esto significa que puedes estimar el tiempo que tarda en cubrir un planeta como la mitad de su circunferencia en mm/seg. Un mundo del tamaño de la Tierra tiene una circunferencia de ~40.000 km; entonces, eso significa que su sustancia viscosa gris tardará unos 634 años bajo su propia locomoción en extenderse por todo el planeta.

Pero estas matemáticas no cuentan toda la historia aquí... Si su planeta tiene viento y ríos, estos podrían recoger nanobots y esparcirlos mucho más rápido de lo que podrían arrastrarse. Un gran río podría propagar nanobots a lo largo de miles de kilómetros en tan solo unos meses. Una gran tormenta como un huracán podría incluso esparcir bots sobre el área de un país pequeño en tan solo unos días. Estos eventos climáticos asegurarán que, en lugar de tener solo 1 gota que se expande lentamente, tendría miles de millones de pequeñas colonias repartidas en un área más grande.

Si un evento meteorológico depositara solo 1 nantita en algún lugar, en 30 minutos podría crecer hasta un radio de 60 mm alcanzando su tasa máxima de expansión de 1 mm/seg. Esto significa que el clima podría acelerar el proceso hasta el punto de que grandes porciones de su mundo podrían estar completamente cubiertas en los primeros años. Cuanto más clima tenga su mundo, más rápido se pueden propagar los bots.

Además, está la cuestión de cuán inteligentemente estos nanobots pueden trabajar juntos. Los organismos macroscópicos pueden moverse mucho más rápido que los microbios porque usamos la locomoción compuesta de células encadenadas entre sí. Entonces, si tienes mil nanobots empujando en cadena, a una velocidad de 1 mm/seg, entonces los bots externos en realidad se separarán a una velocidad de 1m/seg. Esto significa que una colonia diseñada para separarse puede abrir espacio para que sus bots centrales se repliquen, lo que le permite crecer a una velocidad limitada solo por la dureza de sus nanobots y la rapidez con la que puede mover sus partes. Si bien los microbios solo pueden viajar a velocidades muy bajas, algunos pueden expandirse y contraerse con aceleraciones de hasta 200 m/seg^2... entonces, el único límite real aquí es cuánto estrés transversal pueden soportar los bots a medida que se expanden. Esto se vuelve mucho más difícil de estimar, pero si asumimos que estos bots son más o menos comparables a la dureza de los organismos macroscópicos, entonces podemos suponer que probablemente puedan separarse tan rápido como un organismo macroscópico puede empujarse del suelo para correr... por lo tanto, siguiendo este modelo, no sería inviable suponer que la tasa de crecimiento de la sustancia pegajosa podría alcanzar un límite superior a los 100 km/h.

ingrese la descripción de la imagen aquí

Si este es el caso, entonces su sustancia pegajosa podría extenderse para cubrir todo el planeta con su propio poder en aproximadamente 8-9 días, suponiendo que la tecnología detrás de ellos pueda sostener una tasa de replicación de 1 minuto por generación todo el tiempo. Dicho esto, MolbOrg plantea un buen punto en los comentarios de que la escasez de energía y recursos hará que la replicación de 1 minuto por generación sea prácticamente imposible con cualquier tipo de tecnología del futuro cercano.

Para que esto funcione, debe asumir que sus nanitos están alimentados por algún tipo de handwavium y que pueden replicarse a sí mismos a partir de prácticamente cualquier forma de materia.

Para mantener esta velocidad, la colonia de nanobots deberá alcanzar un radio de aproximadamente 1,7 km y moverse a lo largo del suelo en un patrón ondulante para que ninguna sección transversal tenga que soportar el peso lateral de todo el cuerpo de nanobots de 1,7 km. Dado que se trata de una sustancia pegajosa de terraformación, también vale la pena señalar que la gran masa móvil de replicadores no tiene que cubrir todo el planeta. En su lugar, formarán lo que parece un tsunami de bots que se propaga en un anillo de 1,7 km alrededor del mundo, dejando solo los bots suficientes para hacer la terraformación y reciclando el resto para reponer lo que se tomó del suelo para hacer su sustancia gris.

En general, no está mal, al menos es interesante, pero eso de suponer que "como una colonia de bacterias" realmente te llevó en la dirección equivocada, deberías haber comenzado con "la inteligencia con la que estos nanobots pueden trabajar juntos". y probablemente notará un problema de energía y no vendrá con los 8-9 días, lo cual es simplemente poco realista porque la fuente de energía es la iluminación del sol y no es tan rica, supongo, necesita cálculos. Objeción principal: la cosa no está restringida por la locomoción, sino más bien por la lista de materiales y energía para la construcción.
@MolbOrg Esa es una preocupación válida; entonces, he agregado una mención a la respuesta. Sin embargo, no puede asumir automáticamente que funcionan con energía solar y requieren recursos escasos. El OP declaró que "La replicación ocurre a una velocidad de una vez por minuto" y no hace especulaciones sobre cómo se reproducen tan rápido o qué tan avanzada es la tecnología. No saber qué tan sofisticadas son estas cosas es parte de por qué incluí ambos métodos de organización para establecer límites superiores e inferiores de cuánto tiempo podría tomar.
Escribí mi opinión sobre la cosa, creo que puedes descifrarla y expresarla mejor o inspirarte. Desafortunadamente, OP con 2 minutos no está calificado y básicamente se vio obligado a eliminarlo por parte de JBH bajo el trato de cierre q. Claramente, él no lo sabe (no es una sorpresa, nadie lo sabe), y creo que una buena respuesta tiene que abordar eso y encontrar alguna forma de hacer algunas estimaciones razonables, que es básicamente la esencia de los OP q. El tema de q seguro está mal especificado, a saber, de qué son capaces esas nanomáquinas, pero también es por qué es aq para el OP.

Hay un buen episodio de Skeptoid sobre nanobots, que incluye un enlace a un artículo científico con el maravilloso título de Algunos límites de la ecofagia global de Biovorous Nanoreplicators, con recomendaciones de políticas públicas que abordan la cuestión con cierto detalle. El autor considera una serie de escenarios posibles, todos los cuales procederían de manera diferente, pero el resumen proporciona una respuesta general bastante buena a su pregunta:

La tasa máxima de ecofagia global de los nanorobots autorreplicantes bióvoros está restringida fundamentalmente por la estrategia replicativa empleada; por la velocidad máxima de dispersión de los replicadores móviles; por requisitos de energía operativa y elementos químicos; por la resistencia homeostática de las ecologías biológicas a la ecofagia; por límites de contaminación térmica ecofágica (ETPL); y lo más importante por nuestra determinación y disposición para detenerlos. Suponiendo que los diseños de disipación de energía actuales y previsibles requieran ~100 MJ/kg para transformaciones químicas (muy probablemente para sistemas bióvoros), la ecofagia que procede con la suficiente lentitud como para agregar ~4 °C al calentamiento global (cerca del umbral actual para la detección climatológica inmediata) requieren ~20 meses para completarse; los dispositivos ecofágicos más rápidos se calientan más, lo que permite una detección más rápida por parte de las autoridades policiales.

¿Puedes incluir la parte relativa de los enlaces en el cuerpo de tu respuesta? Sin ellos esto no es una respuesta.
Bien, editando ahora.
Buena cita, como la primera oración y la primera mitad, aborda exactamente lo que falta en la pregunta o lo que OP no consideró

Los factores principales aquí son qué tan rápido pueden moverse los nanobots y su eficiencia para convertir materiales extraños.

Esto, por supuesto, probablemente lo hayan tenido en cuenta los creadores del nanobot. Un solo nanobot, o el grupo de nanobots viable más pequeño (probablemente necesiten colaborar para reproducirse; de ​​ninguna manera un solo nanobot puede instanciar un replicador de Von Neumann), seguramente podrá gatear.

Las agregaciones más grandes de nanobots podrían volar , organizándose en grandes láminas delgadas y aleteando; rodar , organizar en ruedas; o correr , formando configuraciones de "patas" en forma de palo y moviéndose de esa manera. La velocidad máxima será probablemente inferior a 50 km/h, excepto quizás en autopistas o descensos pronunciados (la "rueda" probablemente se desintegrará en grupos de nanobots, pero está bien, incluso podría ser una característica).

Esperaría que la infección de la sustancia gris se propague más o menos a esa velocidad, los "infectores" propagan grupos de replicadores. Para evitar que esos grupos se vuelvan demasiado pequeños para continuar la fase locomotora, al menos los infectores que se abrazan al suelo probablemente engullirían material sobre la marcha, acumulándolo internamente (en el "centro" de la "rueda", por ejemplo) y usándolo para producir nuevos grupos de replicadores. Si no se encontraba algún material necesario (tierras raras, algunos metales, etc.), los grupos móviles se detenían y se volvían sésiles durante el tiempo necesario, o retrocedían y cazaban.

Esta también podría ser una forma de contener la infección o mantenerla fuera de algunas áreas: un gran volumen de material inútil para la replicación (por ejemplo, agua salada, alrededor de una isla flotante; la parte flotante está en contra de los nanobots excavadores) que, sin embargo, podría permitir la detección que se aproxima. infectores Los nanobots luego cambiarían a grupos flotantes pasivos, una especie de "semillas", esperando entrar en contacto con el volumen interno vulnerable. Esto podría defenderse con algo capaz de desactivar las semillas o impermeable a su ataque (luz ultravioleta dura, armadura EMP, cerámica de nitruro de boro).

Primera mitad, la parte de cooperación no es mala, sino buena en comparación con otras respuestas.

Depende de la logística, pero probablemente unos años.

Tus nanos infestan planetas de silicio bastante genéricos. Supongo que la superficie, que carece de agua, es principalmente SiO2, y eso es todo lo que les importa a los nanitos. Crean una atmósfera de O2 con presión estándar 101,325 J/L = 101325 N / m^2 = 10,1325 N/cm^2. Para planetas similares a la Tierra (cerca de 10 m/s^2 de gravedad) diremos que es 1 kg/cm^2. El dióxido de silicio tiene 2,3 g/cm^3, de los cuales 1,2 g/cm^3 es oxígeno, por lo que necesitamos excavar 830 cm para obtener un kilogramo de oxígeno. En el proceso, vamos a liberar casi un kilogramo de silicio en forma de nanitos. La Tierra tiene 5E+8 km^2 de área = 5E+18 cm^2, por lo que necesitamos hacer 5E+18 kg de nanitos. (Técnicamente, podríamos tirar la mayor parte del silicio, pero no se va a tirar solo a menos que sean nanitos)

Los nanos son siliceno bien modelado, con una cantidad "insignificante" de oxígeno para aislar los circuitos. Son muy largos y estrechos y absorben la energía solar como fuente de energía basal. También pueden emitir luz en haces coherentes que se dirigen entre sí como fuente de comunicación y energía.

Se impulsan y absorben energía adicional por "electropulsión". Cada nanito tiene la capacidad de expulsar un electrón de su matriz semiconductora, acelerándolo a lo largo del eje largo. Estos electrones que se mueven rápidamente sirven como masa de reacción, recorriendo distancias cortas donde casi invariablemente son absorbidos por otro nanito.

El control del potencial eléctrico mediante el envío o la recepción de electrones (pueden solicitarlos a través de su Internet basado en la luz) significa que pueden crear estructuras electrostáticas, separándose por carga. Así es como pueden subir rápidamente a la ionosfera para extraer su energía, por ejemplo. También les permite crear un "tren electrolev" para que los nanitos patinen sin esfuerzo largas distancias en corrientes de aire controladas por diferenciales de carga.

Si se limita a la energía solar, los nanitos solo pueden absorber (aproximadamente) 1000 W/m^2, o 0,1 J/s cm^2. Posiblemente abusaré del calor de formación de -910 kJ/mol para suponer que necesitamos unos 15 MJ para fabricar los nanitos que necesitamos, o 1,5E+8 segundos de luz solar, o 4,8 años. ¡Ay! Bueno, si la energía solar pudiera arrancar fácilmente la roca de un planeta, supongo que todos estaríamos en un gran problema. Basado en esto, supongo que las otras estadísticas sobre la replicación son irrelevantes.

Entonces, la respuesta realmente depende de las fuentes de energía que puedan extraer. El viento es obvio: recolectado en todos los niveles, todo el tiempo, podría ser muy sustancial, pero no tengo claro qué tan bien puede hacerlo con una red electrostática de nanitos.

Es posible que los nanitos puedan absorber el potencial eléctrico en la atmósfera , la ionosfera, incluso los cinturones de radiación de Van Allen, mediante la transmisión de electrones; sin embargo, hacerlo de manera efectiva sin perder demasiada energía en la resistencia no es una hazaña de diseño fácil.

El planeta puede proporcionar algunas fuentes integradas de energía química, aunque dudo que sumen mucho. No obstante, los nanites pueden excavar y buscar recursos minerales. Pero con el oxígeno como producto final, quemar petróleo abiótico, si existe, ¡no serviría de nada!

Voy a ir con "unos pocos años" aquí.

4 veces de 4,8, porque la superficie que recibe energía es un círculo (sección transversal de una esfera), y la superficie de una planta es 4 veces la superficie de ese círculo.

Nanomáquinas, hijo

La descripción general de los escenarios apocalípticos de GG pierde 2 o 3 puntos importantes.

  1. No todos los materiales pueden usarse para la construcción de nanomáquinas: lista de materiales
  2. La construcción, la extracción, etc. requiere energía, que debe obtenerse del entorno externo, y no, no puede ser la magia de absorber calor solo porque son nanomáquinas, hijo; ninguna actividad de este tipo puede romper las reglas que conocemos a nivel macroscópico. escala solo porque son algunas nanomáquinas.
  3. Esto se puede atribuir a la inercia del pensamiento, cuando las personas tienen en mente la idea de las nanomáquinas, intentan resolver todos y cada uno de los problemas con ellas, perdiendo totalmente el hecho de que son un buen medio para crear construcciones macroscópicas: máquinas, herramientas. , etc., cosas con las que estamos más familiarizados, especialmente si se adaptan mejor a una tarea. Lo que realmente agregan como herramienta, las nanomáquinas, es la flexibilidad y la facilidad para hacerlo en todas las escalas, desde nano hasta macro.

que significa eso

Al leer las respuestas actuales, parece que todos se perdieron el punto 2 y comienzan a considerar "un problema" de locomoción, que no es un problema debido al punto 3.

Una respuesta intenta asumir algún grado de cooperación, pero pongamos algunas oraciones de cómo debería ser realmente.

No haces nanomáquinas con el propósito de que se reproduzcan, no sirve de nada que reestructuren algunos materiales en sí mismos con el propósito de reestructurar. Quiero decir, una vez que haces eso por primera vez, seguro que es genial y todo eso, pero el siguiente paso (en realidad, mucho antes de que tengas éxito con el primero) es considerar y diseñar las cosas de la manera que puedas usarlas en la práctica. Entonces GG tiene que tener un uso práctico, y no es tan mala idea aplicar esos usos útiles existentes para la terraformación de planetas como en el caso de OP.

Idk, tengamos algunos ejemplos simples de las cosas útiles que pueden hacer las nanomáquinas, cómo pueden ser las cosas prácticas y, al mismo tiempo, para que sean menos como un replicador de materia universal (que de todos modos no pueden ser).

Supongo que muchos pueden estar familiarizados con los términos fabricación aditiva y sustractiva: aditivo es su impresora 3D normal (y otros enfoques más de tipo de fábrica como ese) procesos, sustractivo básicamente corte y producción de chips de metal.

Las nanomáquinas pueden combinar ambos, siendo solo un proceso de fabricación sustractivo.

  • no significa que no puedan ser aditivos también, y generalmente, supongo, es la noción de que son solo aditivos, pero no tienen que serlo, y hay todo tipo de problemas para que sean aditivos. Pero como cortadores mejores y más flexibles, realmente pueden cambiar las cosas, ahorrar mucha energía y resolver muchos problemas.

Todo lo que imprimimos en 3D hoy en día puede ser tallado por nanomáquinas. No tienen que producir muchos chips para dar forma a los espacios en blanco en piezas, como la máquina EDM, pueden hacer cortes microscópicos de cualquier configuración (EDM es bueno para cortes de 0,2 mm, pero nm puede hacer mejor 2 órdenes de magnitud con cualquier configuración de superficie de corte que EDM no puede como ninguna otra tecnología). Este podría ser un gran proceso que podría reemplazar todos (99%) de los procesos de fabricación actuales, sin depender de alguna interacción mágica de nanoescala a nanoescala de una herramienta (nanomáquinas, gg, nm) y las materias primas, espacios en blanco, etc.

Por lo tanto, no hay nada extraño en objetivos como tallar engranajes y ruedas de piedra y fabricar reflectores y motores Stirling desde el principio para abordar el problema de la locomoción. Quiero decir que, en su mayoría, hay una miríada de formas de resolver ese "problema": aviones, barcos, submarinos, zepelines, etc., etc. Un avión que puede ser del tamaño y la masa del modelo típico de espuma y ser capaz de sembrar un gran territorio, o puede tener una flota de zepelines de una carga de mil toneladas, como grandes burbujas planas que flotan y absorben energía.

EROEI es una clave en cada expansión de arranque.

EROEI es un aspecto importante de cualquier expansión. Realmente no tiene sentido establecer un tiempo de replicación de 2 minutos y, por cierto, las bacterias bastante rápidas lo hacen en media hora, y es un número más razonable si te gusta mover el tiempo manualmente.

Una pregunta importante es cuánta energía necesita invertir en el procesamiento de materiales y la construcción de nanobots y cuánta energía puede generar a cambio.

Desafortunadamente, depende de la tecnología de esos nanobots y, por lo tanto, a menos que obtengamos especificaciones prácticas de dicha tecnología, estamos obligados a hacer suposiciones. Sin embargo, esas suposiciones no necesariamente tienen que ser irrazonables. Y es bastante útil romper esa mentalidad de que todo tiene que ser hecho por nanomáquinas y adoptar la noción de que las nanomáquinas son la grasa en los procesos y pueden parecerse o ser como los macroprocesos que conocemos.

Hacer eso (romper la caja) de la manera correcta aún nos lleva a un territorio de suposición, incluso si nos gustaría usar las tecnologías existentes para estimar los límites superiores de los procesos, usando la energía fotovoltaica como ejemplo, porque es difícil encontrar números reales sobre esos. y depende

Pero en general, hay números como que podemos aumentar la producción de energía de la central eléctrica, duplicarla en 2-3 años. Por múltiples razones, como menos desperdicio en el corte de obleas (2-3-4 veces de mejora aquí solo), en el uso de menos metal, mayor utilización de materiales por ahí, menos energía para hacer ladrillos (solo por falta de mejores palabras y ejemplos) materiales con menos energía, menos energía para hacer cosas parecidas al cemento, mejor reutilización de esas cosas parecidas al cemento (casi 0 energía para hacerlo), sin regulaciones debido a diferentes objetivos, etc., puede ser bastante razonable asumir ese número de 2 -3 años se pueden reducir significativamente, pero se desconoce cuánto exactamente, supongo que el orden de magnitud fácilmente, no me sorprendería dos órdenes de magnitud.

Aún así, muchas estimaciones de invitados en el camino, esperemos que OP logre hacerlo de una manera interesante por su cuenta o a través de más preguntas en WB.

potencial, escenario razonable, límite superior y lista de materiales

  • seguro en mi humilde opinión, teniendo en cuenta la tecnología particular, 2d-nanomachines, que lo especifica fuera del alcance.
  • también para mencionar el problema de la lista de materiales, que olvidé hacerlo antes

La tecnología de las nanomáquinas, que tengo en cuenta, utiliza principalmente nanotubos de carbono y puede estar dopada con algunos otros materiales, pero nada exótico como los materiales de tierras raras, sino más bien como las típicas cosas de silicona.

  • esa noción de que las nanomáquinas pueden estar hechas de cualquier material, engullir o convertir un planeta entero en un globo de nanomáquinas, usando el 100 por ciento de él, no tiene nada que ver con la realidad, ¿una pista? Química.

Basado en una estimación relacionada con el espacio, donde utilicé tecnologías existentes, en alguna parte de mis respuestas, el doble ocurre en 3-5 días (sin nanotecnología), límite superior que es demasiado generoso como están funcionando las cosas hoy en el planeta un doble en 2 -3 años.

Por lo tanto, necesita estimar cuánta energía puede valer 1 kg de nanotecnología; la química es útil aquí, idk, probablemente se almacene un número aleatorio de 12kWh / kg (en par con aceite) en ese 1 kg.

Una de las últimas cosas que hay que averiguar o suponer es la eficiencia de la extracción de energía del medio ambiente, como la luz solar, digamos del 10 al 20 por ciento, y la eficiencia del uso de esa energía para extraer la lista de materiales del medio ambiente y usarla para almacenarlo/recombinarlo en nanomáquinas, vamos con el mismo 20 por ciento.

Lo último es cuanta energía puede producir ese 1kg de nanomáquinas, toda una duda, calculémoslo por una oblea de silicio de 50 micras de espesor, con un 10 por ciento de eficiencia, 2.33 gramos/cm3, entonces 1kg es suficiente para unos 400mL de la cosa, y manchado con un grosor de 0.005 cm ( por qué Google obtiene las cosas en g por cm, tan mal, Google usa unidades métricas kg por metro cúbico; SpaceX usa metros por segundo ) que nos da 80'000 centímetros cuadrados y de vuelta a el mundo métrico es de 8 metros cuadrados.

  • 50 micras es una suposición bastante generosa, 10 podrían ser suficientes, pero...

Eso nos da una inversión de 12 kWh que puede producir, en días soleados, algo así como 1 kW por hora con una eficiencia del 10 por ciento y el doble con 20. Con una eficiencia del 20 por ciento en el uso de energía, para hacer bots, nos lleva a 30-60 horas de sol, lo cual probablemente, algo así como 5-10 días para un doble.

Tomando 10 días, comenzando con 1 m2, teniendo el tamaño de un planeta, la tierra (el agua por cierto no es un problema para la propagación) nos lleva a unos 49 ciclos (ln(área de superficie)/ln(2)) o 490 días. (O cualquier número de días (minutos, horas) por ciclo multiplicado por 49)

Para construir una capa de decenas de micras en la superficie del planeta, con una cobertura del 100 por ciento. No es suficiente para fines de terraformación, pero en este punto, el sistema llega al cuello de botella de la producción de energía. Y si todavía hay suficientes fuentes de carbono en el aire, entonces puede crecer linealmente, tomemos ese número de 50 micrones, entonces 5 micrones por día. En otro año, la cobertura de espesor de 1,5 mm si no rompemos el cuadro mencionado en el punto 3 de la introducción, aún puede no ser suficiente, de lo contrario, es una fuerza bastante poderosa.

fuentes de energia

Debajo de la corteza, el magma puede ser una fuente de energía bastante potente, y las nanomáquinas pueden ser la herramienta para alcanzarlo y trabajar con él.

En los planetas similares a Venus, la atmósfera se puede utilizar como una fuente de energía bastante potente.

En ambos casos es bueno que se almacene energía acumulada y básicamente depende de tus habilidades para extraerla, es decir, levantar el cuello de botella, pero al mismo tiempo afectar a todo el planeta, con efectos deseables (Venus) o no deseables. (tierra).

La materia orgánica potencial presente en un planeta se puede utilizar como fuente de energía.

El uranio y sus amigos se pueden usar, pero no es tan conveniente y no vale la pena a largo plazo, pero si uno aterriza en él, sí, por qué no, al principio.

La fusión puede ser si las condiciones son adecuadas y la tecnología lo permite y la lista de materiales lo suficientemente accesible: hay algunos enfoques de fusión interesantes que no usan superconductores como ejemplo, nanomáquinas como la fusión, pero depende.

No lleva tanto tiempo lanzar cosas al espacio, una estructura del tamaño de una ciudad, con grasa de nanomáquinas puede hacerlo fácilmente, y luego el cuello de botella de energía es básicamente inexistente en la forma en que se mencionó aquí, los límites tendrán una configuración más compleja , aún así, se tratará de energía. Llegar al espacio puede ser beneficioso en el ciclo 20 o algo así (comenzando con 1 m2), si el tiempo doble se mide en años puede ahorrar algo de tiempo, y tiene sentido después del ciclo 49 con un tiempo doble corto.

De acuerdo, a partir de ahora, todavía no tenemos suficiente información para los cálculos de una "vaca esférica en el vacío". (Esto no nos daría la respuesta correcta. En este caso, estaríamos asumiendo que la masa final de los nanitos = la masa inicial del planeta).

La razón por la que no funcionaría es porque los nanitos no tendrán los materiales para un crecimiento exponencial desenfrenado. En el centro de la masa, los nanos no tendrán acceso al material. Solo los nanitos en el borde de la masa, donde hay materia prima adecuada, podrán reproducirse.

A gran escala, lo que eventualmente veremos es un anillo de nanitos en el borde de la masa de nanitos que están lo suficientemente cerca del borde para que cualquier nanito niño que produzcan llegue al borde antes de que se expanda. El grosor de este anillo va a depender de la relación relativa entre la velocidad de reproducción y la velocidad de transporte. Si la velocidad de transporte es mayor, entonces los nanitos alejados del borde pueden contribuir con nanitos infantiles al borde de la masa de manera eficaz. Si la velocidad de reproducción es lo suficientemente alta, entonces solo los nanitos en el borde de la masa contribuirán efectivamente, ya que para cuando cualquier otro nanito llegue a lo que solía ser el borde, estará aún más lejos.

En el caso de una situación dominada por el transporte, el tiempo que tarda es aproximadamente la mitad de la circunferencia del planeta, dividida por la velocidad de transporte. Todo el proceso llevará un poco más de tiempo, ya que la masa nanométrica debe crecer lo suficiente para que el anillo de reproducción efectiva sea lo suficientemente grande como para dar servicio al perímetro.

En el caso de la situación dominada por la reproducción, el tiempo que tarda es la mitad del diámetro del planeta, dividido por el tamaño del nanito, multiplicado por el tiempo de reproducción.

"estaríamos asumiendo que la masa final de los nanitos = la masa inicial del planeta". - lol, tan mal, tal vez, lol. Quiero decir que puedes construir micromáquinas a partir de material planetario, micro y mini, y macro, pero suponiendo que los nanitos puedan utilizar todo el planeta por sí mismos, es muy poco probable, al menos no como podemos hacerlo ahora.

El viento probablemente será el principal método de dispersión.

Los nanobots no se moverán tan rápido como los microbios, por lo que el viento y las corrientes naturales serán lo principal que los moverá. Una vez que lleguen a un lugar, explotarán rápidamente y probablemente se dispersarán a una velocidad de unos pocos centímetros por hora.

El viento se mueve alrededor de 10 kilómetros por hora, y la tierra tiene una circunferencia de 40000 kilómetros. Como tal, llevaría alrededor de 2000 horas, o un cuarto de año, extenderse a la mayoría de los lugares del mundo. Una vez que alcancen cualquier punto, su rápida replicación les permitirá convertir rápidamente todo, extendiéndose a una velocidad muy lenta.

Una ciudad va a tardar más en convertirse porque tiene muchas barreras contra el viento. Pueden pasar algunas semanas o meses dependiendo del tamaño para llegar a todas partes.