mundo de tubo infinito

Me inspiro en esta pregunta y estaba pensando que es casi imposible que el sol, la luna y las estrellas existan en este mundo e incluso si existieran, no hay forma de que el sol y la luna orbiten y creen ciclos de día y noche.

Así que encontré una solución, ¿qué tal un mundo de tubos infinitos como este?Representación de un mundo de tubos con secciones transparentes y opacas alternas

Aquí está mi mundo:

  1. No hay un extremo a cada lado del tubo. es infinito

  2. Las paredes que rodean el tubo tienen un espesor de 6371 km y su estructura geográfica es como la tierra.

Si comenzó a excavar en un punto dentro del tubo, primero atravesará una corteza sólida, luego una capa de manto líquido y luego una capa exterior sólida. si vas más allá de esta capa (más allá de 6371 km) saldrás del otro lado de la pared del tubo viajando en el orden inverso de las capas.

  1. No he decidido el radio del tubo, pero debe ser enorme para que una gran parte del centro quede vacío como el espacio y con una fuerza de gravedad despreciable.

  2. En este espacio vacío hay lunas, estrellas, incluso planetas, asteroides y muchas otras cosas flotando en cualquier dirección del tubo.

  3. Cuando una estrella se convierte en supernova, destruye una gran área del tubo y arroja los escombros en cualquier dirección. Parte de esta materia vuelve a caer sobre la superficie y al descansar crea una nube de escombros en el centro.

  4. Cuando esta nube de escombros recibe suficiente materia, ya sea por otras supernovas o por otras formas, forman estrellas y esas cosas.

  5. Estas estrellas y otros materiales en el espacio central siguen corriendo en cualquier dirección del tubo. (Esto no puede ser estacionario, de lo contrario simplemente caerán a la superficie más cercana del tubo debido a la gravedad).

  6. Estos eventos caóticos podrían conducir a una configuración de dos estrellas binarias que giran una alrededor de la otra paralelamente al tubo.

  7. Por lo tanto, la configuración anterior puede crear un ciclo estable de día y noche en una pequeña parte del tubo. Cuando un sol se acerca a la superficie es de día y cuando se va es de noche hasta que el otro sale.

¿Cuáles son los posibles defectos en este mundo si quisiera seguir la física del mundo real (lo más cerca posible)? ¿Podría funcionar para crear un posible entorno similar a la Tierra?

El mundo de los tubos parece una buena solución hasta que lo modificas para que no sea un tubo. Lo has hecho así, una vez más, no puede haber luna en órbita, ni sol con día/noche, ni estrellas. ¿Por qué?
@Samuel, perdóname, no entiendo. lo que quieres decir ?
Creo que puede estar haciendo una transformación del sistema de coordenadas. Mencionas cavar a través del núcleo. ¿Qué sucede si, en cambio, excava intencionalmente en un ángulo que no alcanza el núcleo? ¿Dónde terminas?
. . . No puedo probar esto, pero tengo que decir que esto suena improbable.
Entonces, ¿una sección transversal circular es un plano proyectivo real ?
Esto me recuerda a The Way de la serie Eon de Greg Bears . Básicamente, una dimensión de bolsillo en forma de tubo que se extiende hasta el infinito dentro de un asteroide.
El campeón actual de la máxima resistencia a la tracción pertenece a los nanotubos de carbono a 63000 MPa en comparación con el hierro a solo 3 MPa, si puede calcular la torsión/estrés debido a la fuerza de su tubo colapsando por su propio peso, así como las perturbaciones mecánicas, estará ¡Qué suerte que los nanotubos de carbono aún se mantengan!
¿Por qué las paredes del tubo estarían estratificadas de esta manera? ¿De dónde vino la roca?
OK, con la edición tiene más sentido. Otra pregunta: si estuvieras cavando desde puntos no opuestos, pero en el mismo círculo (espero que quede claro a qué me refiero), llegarías finalmente al mismo punto (similar a cómo llegas al mismo centro de la tierra no importa en qué parte de la superficie empieces a cavar)?
@JDługosz. En aras de la conveniencia, supongamos que una raza alienígena avanzada o una entidad omnipotente creó este universo tal como es. En este momento quiero centrarme en la cuestión de si este universo es estable en su forma actual o no.
@celtschk, lo siento. No me queda claro.
Suponga que hace un corte a través de su tubo-universo perpendicular al eje. Entonces la superficie sería un círculo. Ahora dices que si desde un punto del círculo cavas hacia afuera, terminas saliendo por el otro lado del círculo, con un túnel que ahora conecta ambos puntos. Ahora suponga que comienza a cavar hacia afuera en algún otro punto del mismo círculo (es decir, ni el que comenzó a cavar originalmente, ni el que salió de nuevo). ¿Llegarías entonces al túnel que has cavado en el primer paso? En la tierra, lo harías, en el centro de la tierra.
No, no se cruzará.
Con la condición de no intersección, creo que la geometría será necesariamente no orientable (es decir, si cavas a través de la pared del cilindro, saldrás al otro lado como tu propia imagen especular). Al menos no encuentro la manera de hacerlo sin esa propiedad (aunque, por supuesto, podría ser una falta de imaginación). Entonces, ¿estaría de acuerdo con eso, o preferiría tener una geometría orientable, pero con túneles rectos hacia afuera que se encuentran en un centro?
@celtschk imagina la sección transversal como la superficie de una esfera. Dibuja un círculo y el interior es la cámara de aire. Las líneas geodésicas que conectan puntos en esa burbuja darán la vuelta al mundo y se intersecarán, pero no definirán un "centro". Deepak, creo que debería funcionar de esa manera (intersección). Pero si lo conviertes en un tourus como la pantalla del videojuego, los túneles no se cruzarían.
@JDługosz: Sí, la esfera sería la solución de intersección. Y las intersecciones de las geodésicas perpendiculares a las paredes de la "cámara de aire" (aquellas fuera de la cámara de aire) serían el "centro" de la parte llena, como en el punto único con la distancia máxima e igual a todos los puntos fronterizos de esa parte ( por supuesto que no hay centro de la esfera completa). Pero no creo que puedas cumplir con todos los requisitos con un toro. Obtendrías un grosor no uniforme de las paredes. Creo que la única solución para la no intersección sería el plano proyectivo (no orientable).
Me pregunto qué pasaría si el tubo girara rápidamente alrededor de su eje. Las fuerzas centrífugas podrían permitir que las personas se pararan en el interior del tubo. El exterior del tubo se sujetaría con la gravedad (no creo que haya fuerza gravitacional dentro del tubo hacia adentro, solo fuerza centrífuga hacia afuera). ¿Sería el tubo estable de otro modo? no sé
Necesitas alguna ilustración. Faltan al menos dos nuevas respuestas: la idea de que el tubo es todo el universo con conectividad envolvente. O es posible que algunos lectores no entiendan las ramificaciones de esto y lo traten como un borde de teletransportador atornillado con un espacio delimitado plano en el medio (lo que podría ser una respuesta adecuada para usted, en realidad), por lo que debe vincular a páginas que describen compactado espacios como este.
Comencé un hilo de discusión en chat.stackexchange.com/rooms/32765/…
Curiosamente, cada sección transversal es básicamente un plano proyectivo .
Creo que el libro de ciencia ficción Eon tiene algo como esto. Desafortunadamente, en realidad no describen cómo se creó. Era un artefacto con el que los humanos tropezaron y aprendieron a usar de manera limitada.

Respuestas (7)

No es estable en su forma actual.

Si te imaginas una sección transversal, es una pantalla de videojuego envolvente y puedes desplazarte por cualquier lugar y convertir cualquier cosa en el centro. La posición de la parte hueca y las capas es arbitraria. Eso es interesante, pero no el punto a seguir.

No hay gravedad que lo mantenga todo unido como el núcleo de la Tierra. Una esfera hueca no tendrá sensación de gravedad propia en su interior. Entonces, al excavar una roca, no se pegará a las paredes sino que flotará.

¡Entonces describe una estructura que está estratificada de la manera causada por la gravedad con presión y calor cambiantes! Pero no hay presión, por lo que su núcleo falso no tendrá las condiciones adecuadas, no hay un mecanismo para causar la estratificación, por lo que el material se desenterrará y se mezclará de manera más uniforme con el tiempo.

Tienes razón. ¿Qué pasa si abandono la idea de envoltura y hago que la capa exterior del tubo se fije en un cierto radio? Un límite inexpugnable sin nada fuera de él.
Si quieres concentrarte en el "interior", eso tiene sentido. Pero los límites causan problemas.
En cuanto a la historia, tener una "esfera cristalina" que es un tubo puede evitar los detalles del borde duro como algo desconocido para los personajes.
@Deepak Puede llenarlo con un fluido que ejerza presión contra él. Aquello podría funcionar.
Tenga en cuenta que esto no es una esfera, sino un cilindro. El teorema de la cáscara no se aplica.
Ahora, estoy pensando qué pasaría si este límite envolvente tuviera algo de carga o una gravedad muy pequeña. Luego, toda la materia puede acumularse en él, creando así la superficie interna del tubo.
@pyrules, entonces, ¿cuál sería la gravedad si no se cancela en todas partes?
@JDługosz lo busqué y va hacia el centro
Interesante, y exactamente contraria a la disposición de la materia que la origina. Entonces es inestable y el suelo se caerá.
@PyRulez Eso solo se aplica en un espacio-tiempo plano tridimensional, la topología del espacio-tiempo haría que todo esto fuera una locura. Para averiguar qué está pasando, probablemente también necesite definir un espacio métrico.

Creo que vas a terminar con algo lo suficientemente intrincado como para que sea mejor que abandones la "física normal" por completo. Habrá innumerables problemas... casi todo dejará de funcionar. Nuestra física realmente no está diseñada para manejar estructuras infinitas como las que describe.

Hablemos de diámetro. Comenzaste con la sugerencia de 6 , 371 kilómetros , el diámetro de la Tierra. En su edición, aclaró que no es exigente con el diámetro, así que arreglemos algo que funcione. Necesitas supernovas, ¿verdad? Una supernova emite 1.5 enemigo ( = 1.5 ⋅ ( 10 51 ergio o 10 44 j ) ) de energía. Eso es mucha energía. Hagamos una comparación. Una supernova emite la mayor parte de su radiación en aproximadamente 1 segundo, por lo que no hay tiempo para enfriarse. Tendremos que tratarlo como energía de radiación virtualmente instantánea. Veamos qué tan grande es el anillo si queremos ver 100 W cm 2 en la superficie Con un poco de matemáticas, vemos que el diámetro del tubo debe ser de aproximadamente 7 ⋅ 10 18 metro en diámetro. Así es, no 6 , 371 kilómetros de diámetro, pero 7 , 000 , 000 , 000 , 000 , 000 kilómetros ¡en diámetro! Entonces no tenemos que escribir todos esos ceros, lo llamaremos 730 mentira .

¿Por qué elijo 100 W cm 2 ? No fue un número arbitrario. Resulta que eso está a la par con la irradiación utilizada por los láseres militares para disparar misiles desde el cielo. Eso es correcto. ¡Si estuvieras a 730 años luz de la supernova, te sentirías como si te hubieran disparado con un láser militar antimisiles balísticos de defensa!

¡ Las supernovas son brillantes !

Gracias por la respuesta cort. 6371 no es el diámetro del tubo. Es el grosor del tubo. Tengo que editar mi pregunta y aclararla un poco más.
Ah. Estaba haciendo suposiciones a partir de la imagen. Sin embargo, ¿la idea de un tubo de miles de años luz de diámetro le causa algún problema a la hora de construir mundos? Esos tamaños cambian mucho. Por un lado, ¡cualquier franja de tierra de 1 m de ancho contiene alrededor de 100 Júpiter de masa!
De nada. Quiero que sea masivo: D, ¡vuélvete loco!
En ese caso, ¿puede aclarar mi pregunta en la publicación original? Estoy tratando de averiguar la topología de su construcción, especialmente cuando no excava en un ángulo perfectamente recto con respecto al suelo.
Vas a golpear el núcleo sin importar en qué ángulo caves, porque las capas geográficas como la corteza, el manto y el núcleo son concéntricas al eje del tubo como una capa de cebolla. Ohh, creo que nuevamente me estás malinterpretando debido a la segunda imagen. Eso no es del tubo sino de la tierra.
¿Pero salgo por el otro lado? Estoy tratando de averiguar la conectividad del espacio para su mundo. Parece que desea un colector (al menos en todas partes excepto en el eje central ... no estoy seguro de que pueda obtenerlo allí), pero no sé lo suficiente sobre cómo funciona para descubrir qué sucede. En particular, si desea que la gravedad funcione normalmente, la gravedad tendrá un efecto a lo largo de esas líneas de continuidad.

Como se mencionó anteriormente tanto en los comentarios como en otras respuestas, en nuestro Universo esta configuración no es estable y colapsará. Sin embargo, si ya estás construyendo un mundo, no hay absolutamente ninguna razón por la que no puedas comenzar con la construcción de un universo.

Ya respondí una pregunta similar a la tuya con esta respuesta .

El resultado es algo llamado Khex Class Cosmos

ingrese la descripción de la imagen aquí

Incluye una fuente de energía, un sumidero de energía y materiales entre los dos.

Gracias por la respuesta jim2B pero no quiero usar magia.
"Cualquier tecnología suficientemente avanzada es indistinguible de la magia." Arthur C. Clarke Y la configuración que desea no es posible en nuestro Universo, independientemente de los niveles de tecnología. Dado que los humanos son criaturas finitas, por definición no pueden construir una estructura que sea infinita en cualquier dimensión.
¿Magia de @Deepak? Si se toma esta configuración, sería la naturaleza del universo propuesto. Sería tan mágico como los quarks.

En realidad, creo que veo una forma en que podría funcionar. Querrás preguntar en physics.se para asegurarte.

Haz que el tubo gire . rápido _ La fuerza centrífuga estabilizará el tubo contra sí mismo (la geometría es extraña en este universo) y evitará que las personas se caigan de él.

Ahora, la gravedad del tubo es en realidad hacia adentro, hacia el centro (un cilindro infinito tiene la gravedad apuntando hacia el centro). Los soles y demás pueden simplemente orbitar este eje e incluso moverse a lo largo de él a una velocidad constante en el eje z. Desde el tubo, parecerá que las estrellas están rotando muy rápido, pero en realidad estarán orbitando el eje central muy lentamente; es el tubo que gira más rápido.

Esto probablemente solo funcionará con la física newtoniana, ya que el marco se arrastraría desde el tubo.

Una vez más, querrá preguntar en Física para asegurarse de que no arruiné nada.

¿Cómo puede girar el tubo, como señalé en la respuesta de sdwawlcabdear?
¿Podrías explicar el problema? Si todo el tubo está girando, los puntos opuestos permanecerán opuestos entre sí (para que no se rocen). Básicamente, cualquier cosa en el tubo sería "atraída" hacia este círculo exterior (si ahuecaras una región a su alrededor, podrías orbitarla).
¿Cuál es la distancia de un punto al centro de rotación? ¡Si pasas el punto y sigues adelante lo vuelves a alcanzar! Ve hacia el otro lado, igualmente. Entonces, ¿cuál es la velocidad angular y la fuerza centrípeta? No hay una respuesta autoconsistente que no sea cero.
Imagina que estás en el mundo y, de repente, toda la suciedad desaparece. Continuarás moviéndote hacia el círculo. Cuando alcances el límite, imagina que se traslada todo el círculo. Estarás del otro lado, apuntando a otro punto en el círculo.
¿Qué círculo? ¿A qué límite te refieres?
@JDługosz Una sección transversal del cilindro.
Una sección transversal no es una región delimitada y no tiene un borde, como se discutió en el OP y algunas de las primeras respuestas. Todavía estás pensando en un tubo en el espacio, no en lo que postuló el OP.
@JDługosz Aunque el círculo no es un límite, el círculo aún existe, como cualquier otro círculo. Este círculo tiene la propiedad de que su interior y exterior son iguales, lo que lo hace único por esa razón.

Bien, creo que toda la gravedad apunta al centro del cilindro. Por lo tanto, la gente no puede vivir de eso. Caerían en el centro.

Si me equivoco y la gravedad va hacia el tubo, eso significa que las lunas y esas cosas no pueden "flotar". Caerían en el tubo inmediatamente.

Una forma de evitar esto es si el tubo está completamente lleno de líquido en el que flotan los humanos (para que floten hacia el tubo). La otra forma es si el tubo está cargado atrayendo humanos o repeliendo estrellas y planetas.

Gracias por la respuesta PyRulez, también tienes razón, pero la explicación de JDługosz es mejor.

Para los ciclos día-noche: ¿por qué no hacer que su tubo orbite y, a una distancia de él, coloque una pared de luz, o simplemente otro tubo infinito de luz que reemplace al sol circular?

Gracias Aiman, pero aparentemente mi modelo tiene problemas más grandes que los ciclos de día y noche.

Haz un amplio mundo Ring.

Consulte el libro Ring World para obtener una descripción más completa. Una capa exterior de muy alta resistencia gira muy rápidamente alrededor de una estrella, la fuerza centrípeta imita la gravedad y mantiene la capa alejada del sol, todo empuja a las personas a lo largo de la superficie interna hacia la capa lejos del sol. El caparazón debe montarse con propulsores para mantenerlo centrado. Un cilindro es solo un anillo extendido.

Algunas advertencias: una supernova es enorme y destruiría la superficie del anillo si estuviera lo suficientemente cerca como para recibir la luz del sol.

El mundo de los anillos usa enormes cuadrados cerca del sol para producir sombras y un ciclo de día y noche.

Pero con los bordes identificados, ¿qué terminaría haciendo la fuerza centrípeta? ¿Es posible rotar las paredes o terminará tratando de ir en ambas direcciones al mismo tiempo? Recuerde que esto no es un tubo en el espacio, es una dimensión cerrada envolvente.
¿Qué quiere decir con una dimensión cerrada envolvente? ¿Cómo cambia el hecho de tener bordes definidos en el tubo lo que hace la fuerza centrípeta?
La posición en la pared será la distancia d desde el eje, y también la distancia 2d+2w al mismo tiempo, y también -(d+2w) al mismo tiempo, etc. Entonces, ¿cómo puede moverse con una velocidad que depende de la distancia al eje?
¿Qué quiero decir envolvente? Reas the OP: si cavas a través de la pared, sales por el otro lado. Piense en la pantalla de un videojuego clásico como Asteroids o PacMan.
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