Incluso si la ciudad tuviera solo 1 kilómetro de espesor, contendría una fracción notable de la materia en el universo observable. Si la ciudad tuviera la misma densidad que la tierra , tendría una masa de ~$5\times10^{41}$g, y el universo es$3\times10^{55}$gramo. Como los hay$10^{11}$galaxias, esto significaría que la ciudad era la masa de una galaxia.

Se causaría terribles problemas gravitatorios a sí mismo; en particular, habría una inmensa presión para que colapsara hacia el centro, donde se convertiría en un agujero negro gigante. Que no sea una esfera significa que no podría ser estable. Si fuera una esfera, requeriría más materia de la que tiene el universo.

La forma más lógica de hacer una 'ciudad' tan grande es inscribirla en la superficie de un objeto tridimensional. Me viene a la mente una esfera, especialmente porque Dyson Sphere o Swarm es un tema muy usado en este sitio, con algunas excelentes respuestas existentes.

Como el área de la superficie de una esfera es$4\pi r^2$, podemos resolver hacia atrás para el radio de una esfera con área de superficie 1 ly$^2$, lo que nos da$\sqrt{\frac{1}{4\pi}} = 0.28 \text{ ly}$.

Para minimizar las implicaciones gravitatorias, querrás construir este sistema como un conjunto de superficies en órbita a 0,28 ly de una estrella. Como se señaló anteriormente, estas superficies no pueden ser tan masivas (es decir, no demasiado profundas) o requerirán una galaxia de materiales de construcción. La otra preocupación es encontrar una estrella que emita suficiente energía para abastecer una superficie a 0,28 ly de distancia (casi 600 veces más lejos que Neptuno). Hay muchas estrellas superpoderosas por ahí, solo tienes que encontrar una que sea estable el tiempo suficiente para que valga la pena construir esta estructura.

¿Qué tal un enfoque totalmente diferente para tu ciudad?

Todavía necesitamos handwavium para construirlo, pero podemos evitar los problemas gravitatorios. Dijiste "plano", pero no creo que a los ocupantes les importe mi respuesta: construye un cilindro de 1ly de largo y 1/2π ly de diámetro. Tienes un año luz cuadrado en el interior del cilindro. Si no he dejado caer un cero en alguna parte (¿por qué tantas calculadoras web rechazan la notación científica?), el giro necesario para mantener 1g hacia afuera es solo un poco más de .1c.

La ciudad seguirá siendo plana para sus ocupantes, pero el cielo siempre estará mirando hacia el otro lado de la ciudad (aunque demasiado lejos para resolver algo, solo será un área iluminada). Los efectos giratorios no deberían importar. Dado que no tiene masa gravitacional, en realidad es más fácil ir y venir y puede impulsarse en una pista en lugar de en una nave estelar.

¿Lo que quieras?

Esto realmente debería ser un comentario, pero su pregunta no proporciona suficientes datos para que podamos adivinar. Todavía escribiré esto como una respuesta, ya que significa que no necesito preocuparme por el número de caracteres y, lo que es más importante, tener incluso una lista parcial de los problemas relevantes podría ser lo que realmente necesita.

Primero, y esto es bastante importante, ¿qué tipo de gravedad superficial tienen? Si tienen cerca de una G en lo que es esencialmente una estructura bidimensional, definitivamente tendrán una superciencia gravítica que es asequible y extremadamente confiable y estable .

En teoría (creo, sin hacer cálculos) es posible construir una estructura que sea como una hoja a gran escala y lo suficientemente gruesa como para tener una gravedad superficial normal en ambas superficies, pero el kilómetro que Mathily supuso no sería lo suficientemente cerca . para eso. No es que los pocos órdenes de magnitud adicionales realmente tuvieran algún efecto en su conclusión.

Y si de todos modos están controlando la gravedad con gravitics avanzados, las "implicaciones gravitatorias" también habrían sido diseñadas por los ingenieros ("gravitics" + "architects" -> "gravitechs"?) que diseñaron la estructura. Por lo tanto, obtendría las implicaciones al pensar en cuáles eran los objetivos de los constructores al diseñar la estructura.

Realmente no puedo especular sobre eso ya que no conozco su configuración, pero diré que se necesitaría una razón muy convincente para que la estructura sea tan plana cuando la tecnología les permitiría extender el área de la superficie sobre un 3D complejo ( o incluso con pocas dimensiones adicionales, si su tecnología es lo suficientemente buena para esta forma. Entonces, en mi humilde opinión, debería ser más como una bola de hilo con enlaces cruzados que una hoja.

Pero estoy seguro de que hay muchas razones plausibles por las que lo harían plano, si eso es importante. Solo digo que necesitarías proporcionar uno. Incluso algo como "los constructores eran realmente extraños" sería suficiente.

La otra opción es no preocuparse por la gravedad de la superficie o suministrarla según sea necesario con hábitats giratorios. En este caso, la densidad sería mucho más baja de lo que supuso Mathis. Probablemente por debajo de la densidad del aire con vacío entre áreas habitables. Realmente sería una red muy delgada y escasa de hilos muy delgados.

Incluso entonces, realmente no creo que la forma deseada de una hoja 2D pueda estabilizarse. La estructura es demasiado grande y una hoja es simplemente una forma demasiado inestable. Probablemente sea algo bueno, ya que también es bastante ineficiente para la logística...

¿Algo así como un anillo delgado que gira rápidamente alrededor de su centro de masa, tal vez? Haga que el hilo del que está compuesto el anillo sea hueco y hágalo girar y las superficies internas de los hilos podrían ser habitables y tener la magnitud adecuada del área de superficie combinada.

¿La superciencia probablemente esté más cerca de lo que se busca?

Pido disculpas por una respuesta que en realidad ni siquiera intenta responder a su pregunta, pero espero que sea útil.

Pretende ser un comentario, pero es un mal hábito eliminar comentarios y moverlos al chat, límites, etc.

Primum, OP debería echar un vistazo a Isaac Arthur, Megastructures : es obligatorio mirar en orden cronológico, concluyo eso en base a sus comentarios.

Secundo, tengo que abordar las soluciones 2d vs 3d.

Toda la superficie disponible de esa ciudad 1ly ² se puede empaquetar en una estructura 3D mucho más pequeña, pero hay un argumento en contra: menos superficie exterior tienes, menos energía puedes usar dentro de ese objeto.

Incluso la sugerencia de kingledion usará 2 veces menos energía que la plana, porque la plana tiene 2 superficies emisoras, la esfera tendrá solo una, si la masa de las soluciones es la misma, por lo que es 2 veces menos eficiente por masa de la construcción.

De esta manera, hay argumentos de por qué a alguien le gustaría construir formas planas, en lugar de formas más complejas.

Sin embargo, OP es controvertido aquí:

• Imagina una ciudad flotando en el espacio como una tela - me parece una superficie plana, o no una superficie plana

• Un año luz cuadrado es simplemente una medida del área de la ciudad, pero no necesariamente una descripción de su geometría. - me parece una esfera.

alguien pregunta - ¿Por qué la densidad de población sería alta? La respuesta es simple, porque un humano necesita aproximadamente 10kW 24.7.365 o menos para sus necesidades, por lo que potencialmente esta ciudad puede tener 1 humano por aproximadamente 20 metros cuadrados de superficie exterior, y es un poco más densa que Top1 de la lista Lista de ciudades por densidad de población , por lo que probablemente depende de la definición de lo que deberíamos llamar como alta densidad de población.

Sí, OP tiene que definir cuántas personas quiere, cuánta energía deben usar, qué forma de ciudad debe ser, etc.

Sin embargo, debería señalar que es posible una ciudad plana de este tamaño, y estimaría su masa en menos de 1/1000 de la masa de la Vía Láctea, significativamente menos (órdenes de magnitud, alrededor de 10 t o menos por humano). Depende de la tecnología, la implementación puede ser diferente, pero por gravedad, sugiero un enfoque de hábitats espaciales (bloque pequeño giratorio con 20-200 millones de personas adentro, también puede ayudar con la organización de la gestión, que es otra Q de OP).

La cantidad de energía que pueden usar, será aproximadamente 1/1000 de la producción de energía de la vía láctea.

Plano está bien como forma, el doble de disipación de energía por la misma masa es mucho, en una situación en la que deberían disimular 2 veces menos de otros sistemas estelares.

También recomiendo construirlo cerca de un agujero negro masivo, les ayudará a resolver problemas de energía, tal vez la estrella que va a ser una supernova sea un buen lugar para comenzar, ya que dará un impulso significativo en la etapa inicial al proporcionar la energía necesaria para operar. manipule con otras estrellas, aunque debería estar un poco mejor preparado que lo mencionado en esa respuesta, tenga suficiente materia activa.

El agujero negro súper masivo también sería el lugar perfecto para la ciudad.

Pero antes que nada hay que decidir cuál es el objetivo de la ciudad, ¿qué desean lograr ellos (los ciudadanos)? Responder esa pregunta puede determinar lo que debería ser, y lo hará mejor que responder una pregunta: ¿cómo puedo tener un objeto con un tamaño impresionante?

De acuerdo, independientemente del material del que esté hecha esta ciudad, tendrá que construirse en un campo de gravedad artificial de alguna descripción o sufrirá un colapso hidrostático y se convertirá en una esfera sólida que será... desordenada... para los habitantes. Dado que tieneal estar construido bajo gravedad artificial, puede hacerse "plano para los sentidos" sin ser particularmente lineal en la realidad. La planitud gravitacional es un requisito previo para construir la estructura, esto significará que su oído interno no sabrá nada diferente y no tendrá un gradiente atmosférico para crear ningún tipo de efecto de altitud. La planitud visual requerirá que las superficies largas se curven ligeramente hacia abajo, posiblemente en un bucle, usando solo un lado para habitar, para parecer planas; el ojo humano percibe grandes superficies planas como cóncavas. Los griegos tenían una serie de trucos arquitectónicos que involucraban curvas sutiles que engañaban al ojo haciéndoles pensar que las cosas eran planas, estos eran necesarios porque las superficies planas reales no se venplano. El centro no sería diferente al resto ya que la gravedad es artificial, necesitarás manipular las ondas de gravedad directamente o usando masa virtual para hacer esto. Diferentes escritores han propuesto una gran cantidad de tecnologías para esto, como el Collapsium de Wil McCarthy, que se puede estabilizar en estructuras lineales mediante el equilibrio fractal de las fuerzas entre sus nodos de masa constituyentes, o Cavitronics de David Brin, mi favorito, utilizado para crear masa virtual a partir del espacio en bruto. -el tiempo tiene tantos usos e implicaciones.