¿Qué forma de antigravedad es la más factible?

Muchas palabras de ciencia ficción usan antigravedad o gravedad artificial para manipular el peso de sus naves, lo que facilita mucho el vuelo. Wikipedia incluso tiene un artículo que analiza varios intentos de hacer que los objetos floten.

Los enfoques principales parecen ser:

  • escudos de gravedad
  • giroscopios
  • Unidades de deformación
  • superconductores
  • materia exótica

¿Cuál de estas técnicas (o cualquier otra) es más factible para permitir que las grandes naves entren, salgan y vuelen dentro de la atmósfera de un planeta?

No busco ciencia pura (ya que la tecnología aún no se ha inventado), busco una evaluación de qué enfoque para resolver este problema es más factible.

¿Cuál es el método científicamente más probable para hacer flotar una embarcación de mil toneladas (por el bien del argumento)?

giroscopios? ¿En serio? ¿Es una sugerencia real o una sugerencia de gente loca de cristal?
Algunas otras posibles ideas que no son directamente antigravedad: Superconductores Esto puede ser un poco descabellado, pero podrías usar superconductores muy, muy eficientes que hacen que una nave flote en el campo magnético de la Tierra. Esto es muy pseudo-física porque estamos a millas de distancia de superconductores tan poderosos. Materia exótica Nuevamente jugando con temas de pseudo-física, podrías usar una colección de materia exótica con masa igual o casi igual a un objeto para hacer que ese objeto flote.
Cuando dice que "no busca la ciencia dura", entonces la única respuesta posible es "lo que quiera que sea más factible"
Solo para decir, los lectores actuales de SF no encontrarían que los escudos fueran razonables, y los giroscopios simplemente no tienen sentido.
¿Una embarcación de mil toneladas y flotadores? Fácil. ¡Qué tal 94000 toneladas sin problemas para flotar!
@TimB Al menos es un poco mejor que "imanes"

Respuestas (9)

Voy a salir en un miembro más aquí.

Es bien sabido que la gravedad es significativamente más débil de las 4 fuerzas por un factor exponencial en comparación con las otras 3. La teoría de cuerdas (o al menos los intentos de explicar esto usando la teoría de cuerdas) establece que la gravedad podría estar actuando a través de varias otras dimensiones además de la simple. 3 podemos observar ampliando así en gran medida la distancia involucrada por la gravedad en comparación con las otras fuerzas. Estos espacios extradimensionales son de tamaño microscópico, pero la suma total de todas estas dimensiones se suman y afectan en gran medida la gravedad.

Con esto en mente (y usando tecnologías muy futuristas)

  1. Bombardea estas dimensiones adicionales con energía para aumentar su tamaño o su número. Esto aumenta efectivamente la distancia entre dos objetos al calcular la gravedad. Estas dimensiones podrían apilarse unas sobre otras... es decir, una unidad microscópica de nuestro espacio contiene otras dimensiones y, a su vez, una unidad microscópica de esta dimensión contiene otras dimensiones (y así de 7 a 11 niveles)... expandiendo así la nivel inferior de esta jerarquía de dimensiones por un factor de 10 podría tener un efecto sorprendente. El valor de G se calcula usando una distancia al 'centro' de la masa de la tierra en los 10 6 rango. Si tuviéramos que aumentar la parte inferior de esta jerarquía dimensional por un factor de 10 en un rango de 1 metro, podríamos estar aumentando efectivamente la distancia entre dos objetos por un factor de 10 7 hasta 10 11 , negando efectivamente la gravedad en comparación con la resistencia del aire. Entonces, esto aumenta la distancia entre los dos objetos y afecta el espacio entre el objeto y la tierra misma. Je, no tengo idea de qué haría esto si la luna cruzara este efecto de distancia, ya que está afectando la distancia entre cualquier objeto entre esta área de espacio dimensional aumentado. Edit: si es el 10 11 número, esto incluso tendría un efecto notable entre la tierra y el sol. Segunda edición: esto también podría tener un efecto interesante en el clima y los patrones de nubes, ya que ahora hay un área de aire que tampoco se ve afectada por la gravedad. Si hubiera una ventaja definible en este sentido, tendría una gravedad insignificante en un paso y luego volvería a la gravedad normal en otro... el vuelo sería bastante escamoso y difícil de controlar y produciría movimientos esporádicos al salir y volver a entrar en los efectos de gravedad.

  2. Cierra estas dimensiones por completo para la masa de la nave espacial. Si la gravedad actúa a través de estas otras dimensiones y estas dimensiones están bloqueadas, teóricamente, tendríamos 0 atracción gravitatoria hacia esta masa total de la nave. En lugar de tener un espacio entre el objeto y la tierra, este efecto sería directamente sobre el objeto y no sobre otros objetos que experimenten la mayor distancia gravitatoria.

Creo que me he confundido en esta explicación alrededor de 10 11 veces.

Me gusta esta solución, se relaciona con la lógica de gravedad/tiempo de la que la mayoría de la gente al menos ha oído hablar de ellos, ¡los embauca con la ciencia!
@liath: digamos que el área afectada (# 1 arriba) ahora es un espacio de 1 m que abarca una distancia de 10 ^ 7 metros ... la luz que viaja a través de esto aceleraría mucho más allá de la velocidad de la luz (?) o tomaría una cantidad significativa de tiempo para viajar. Me imagino que esto haría que el área afectada se viera negra ya que la luz está en tránsito a través de ella. Los elementos que ingresan también podrían acelerarse, aplicándoles efectos de dilatación de tiempo, longitud y masa... podrían ser los mismos efectos que entrar en el horizonte de un agujero negro. Tanta mentira desconocida en una teoría no probada que un autor es realmente libre de definirla.
Estoy marcando esto como la respuesta porque, aunque quizás no sea la más sólida desde el punto de vista científico, encuentro la solución más intrigante y "Aceptar no significa que sea la mejor respuesta, solo significa que funcionó para la persona que preguntó".
No entiendo la parte sobre las dimensiones anidadas que se contienen entre sí.
@ Duodécimo, respuesta increíble, pero ¿cómo se haría eso? ¿El bombardeo de las dimensiones con energía? ¿Qué significa eso? Sé que dijiste "tecnologías muy futuristas", pero...
@Len: el proceso es bastante complicado, debe acelerar la materia ligera (eso es materia anti-oscura) a la velocidad de la luz al cuadrado y convertirla en protones. El impacto resultante libera bosones (y no la molesta variedad de Higgs) que deben recolectarse con cuidado... Recomiendo una red de pesca. Después de eso, es el mismo proceso que usan los cubos Borg para alimentar sus rayos tractores... solo pregúntales.

Sobre la base del hecho de que su edición ahora incluye mi sugerencia de superconductores , escribiré una respuesta argumentando por qué creo que es la solución más plausible.

superconductores

Los superconductores funcionan ahora mismo con trenes de levitación magnética . Estos, sin embargo, tienen superconductores cuyos campos magnéticos interactúan con los conductores metálicos para que leviten lo suficiente como para reducir la fricción.

Comparativamente, el campo magnético de la Tierra es muy pequeño en comparación con el producido por estos conductores, por lo que necesita superconductores realmente potentes.

Hay algunos problemas con esto:

  • Deben estar hechos de algún material desconocido que funcione a temperaturas normales (en lugar de por debajo de 70 K o -203 ° C)
  • Deben ser lo suficientemente pequeños y livianos para transportarlos en el barco.
  • Necesitan no consumir más energía que la propulsión normal

Sin embargo, a pesar de estos problemas, sigo creyendo que los superconductores son más prometedores que las otras opciones, comparativamente:

  • Los escudos de gravedad son hipotéticos.
  • Los giroscopios parecen tremendamente difíciles de lograr
  • Las unidades warp pueden no ser posibles
  • La materia exótica puede no existir

Todo lo que tiene que hacer es inventar un superconductor especial para su mundo que cumpla con los requisitos que necesita.

Los giroscopios de plano no funcionan. La levitación magnética es una idea interesante, no es realmente antigravedad pero logra los mismos objetivos. Desafortunadamente, el campo magnético de la Tierra no es muy propicio para la idea :( physics.stackexchange.com/questions/14044/…
@TimB No puedo recordar las matemáticas, pero algo así como un barco de 1 mi ^ 2 con un superconductor plano de pisapapeles podría tener suficiente gradiente para soportar una persona de 65 kg ... Sin embargo, no me cites.
No es la fuerza real del campo magnético de la Tierra lo que es relevante para la levitación magnética, sino cómo cambia la dirección del campo en el espacio, y el campo es tan grande que el cambio es pequeño. Consulte esta página para obtener más información.
¿Qué son los escudos de gravedad? Sólo curioso...

¿Cuál de estas técnicas (o cualquier otra) es más factible para permitir que las grandes naves entren, salgan y vuelen dentro de la atmósfera de un planeta?

Mmm...

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Wow, aunque esto no es ciencia dura, al menos debes proponer algo plausible .

Si lo que necesitas es llegar a la órbita, una buena solución podría ser un ascensor espacial .
Tendrá que inventar algún material súper fuerte que impida que el cable se rompa por las enormes fuerzas involucradas, pero es una solución probable.

¿Qué es un ascensor espacial?

Básicamente, colocas un objeto muy masivo en un punto específico que orbita alrededor del mundo.
Ese objeto estará en "equilibrio": no se caerá ni desaparecerá en el espacio.

Su nave solo se elevará hasta un punto específico (usando cohetes normales), luego se elevará sin necesidad de energía debido al campo gravitatorio aparente .

Si se coloca en el espacio profundo, el contrapeso generará suficiente energía para llevar tu nave a Júpiter. Una vez en el espacio, la nave se puede maniobrar con propulsores convencionales.

No es una solución muy de ciencia ficción (es decir, presione un botón y todo funciona mágicamente), pero tiene una base científica sólida y es tecnológicamente factible.

¿Así no es como funciona un ascensor espacial? No será necesario que la nave esté sostenida por un material fuerte, sino que será "sostenida" por un material fuerte porque si el elevador es lo suficientemente alto, la nave se alejará de la tierra. Esta idea tampoco permite que la nave se mueva, no creo que el problema sea alcanzar la órbita tanto como ser muy eficiente en moverse.
necesita un buen material ya que la rotura de un cable de varios Km será "infeliz". El OP preguntó acerca de alcanzar la órbita, no dar la vuelta a la atmósfera.
No sé por qué mencionas cohetes o gravedad aparente. Con los ascensores espaciales simplemente subes por el cable (una vez que el ascensor está construido) usando un... ascensor... Es una forma muy barata de llegar a la órbita aunque desafortunadamente (todavía) no tenemos la ciencia de los materiales para construir uno.
Tampoco es antigravedad...
@ tampe125 gracias por su respuesta. En este caso, busco volar o flotar en lugar de un ascensor. Editaré la pregunta para que quede un poco más clara.
Para ampliar el último punto de @TimB: aún necesita usar energía para sacar su cosa de la Tierra. Eso no sucede en un verdadero escenario antigravedad.

Comentaría sobre superconductores, pero no está permitido.

Esto solo funciona para la Tierra, y cosas con campos magnéticos. Te estrellarías contra Marte, Venus o la Luna.

Podrías rechazar sustancialmente (con suerte) tus superimanes, cuando quieras rozar Júpiter en busca de H3


¿Qué pasa con las ondas antigravedad o el uso de gravitones?

Aquí hay un ejemplo: http://www.startrekfreedom.com/wiki/index.php/Antigravity_Systems

Los gravitones no funcionarían (hipotéticamente median la gravedad), pero supongo que se podría adoptar algo de la ciencia ficción.
¿Por qué no funcionarían los gravitones? "No estoy detrás de la ciencia dura" == buscando una excusa para un libro / escenario de ciencia ficción (¿RPG?)
Provocan la gravedad.
Umm, ¿y los apuntas en la otra dirección, causando que la gravedad se oponga a la gravedad con la que estás siendo arrastrado hacia abajo?
¿Por qué no usar otras partículas? Es como decir que usarás cobre como aislante, a pesar de que sus propiedades lo convierten en un excelente conductor.
Entonces influyes en tus gravitones para producir ondas que cancelan otras ondas de gravedad. O usas antigravitones para bombardear a los que te rodean. Si estás causando que los gravitones surjan sobre ti, estarás usando esa gravedad para acercarte más a él, más rápido de lo que los dos caen al pozo de gravedad natural. Luego deja de producir esos gravitones y produce unos más altos que el primer conjunto... probablemente haciendo esto a intervalos de nanosegundos.
¿O está diciendo que la gravedad no tiene una dirección como un conductor / aislante no tiene una dirección?
No estoy muy seguro de lo que quiere decir con dirección, pero supongo que podría usar el campo gravitatorio de otra fuente para cancelar la gravedad de cualquier fuente que esté tratando de eliminar, como sugirió.

Si bien no es estrictamente "antigravedad" en el sentido de que no reduce los efectos de la gravedad, el EmDrive es un propulsor sin reacción aparentemente plausible que se basa únicamente en la entrada eléctrica.

Si este dispositivo aumentara en tamaño y eficiencia, se combinara con el control de la computadora para compensar fuerzas externas como el viento y la turbulencia, y se le proporcionara una fuente de energía lo suficientemente grande (muy posiblemente atómica), no hay ninguna razón por la que no pueda usarse. para contrarrestar la aceleración de la gravedad, proporcionando así una nave de miles de toneladas de masa con la apariencia de flotar.

Lea la introducción al enlace de wikipedia que publicó. Los resultados originales no eran reproducibles y parece que a partir de ahora se atribuyen a errores de precisión.

magia

Oh, espera, no

El éter

Bueno, algo así, de todos modos. Resulta que el espacio no está realmente vacío . Tal vez mayormente vacío, pero no realmente. Además, tenemos una fuerte tendencia a pensar que el Sol simplemente está sentado allí, pero resulta que el Sistema Solar se está precipitando por el espacio .

Si junta estas dos ideas, tal vez haya una manera de extender la mano y "agarrar" algo que está relativamente estacionario, o usar algo con una densidad increíblemente baja para elevarse muchísimo.

Sin embargo, sería una especie de magia.

La única de esas opciones que realmente funciona es la "materia exótica". Todas las demás opciones requerirán enormes cantidades de energía para funcionar, lo que las hace tan útiles como recoger su barco con helicópteros.

  • Escudos de gravedad
    Requerirían encontrar algún tipo de sustancia que bloquee la gravedad, lo que haría que esos escudos fueran mucho más pesados ​​de lo normal. Si tal cosa fuera posible, podría usarse para al menos reducir la cantidad de gravedad que pasa y, por lo tanto, reducir el empuje requerido. Pero para bloquear toda la gravedad, su escudo tendría que pesar una fracción sustancial de toda la tierra debajo de él. (Sería el porcentaje de ángulo sólido que cubre el escudo).
  • Giroscopios
    No tengo idea de cómo un giroscopio te mantendría en el aire. La conservación del impulso dice que cualquier cosa que haga el giroscopio para moverlo hacia arriba debe ir acompañada de un tirón similar hacia abajo.

    Si pudiera hacer que el giroscopio produjera una fuerza neta, se produciría a expensas del impulso de rotación, lo que requeriría gastar más energía para mantener el impulso. Por ejemplo, un disco giratorio podría crear un campo eléctrico que podría empujar contra otro campo y mantenerlo despierto, pero en última instancia es solo un empuje.

  • Unidades Warp Las unidades
    Warp, si funcionan, serán ridículamente caras. La única razón para molestarse con ellos es romper la velocidad de la luz en grandes distancias. Mantener un campo warp abierto para flotar sobre el planeta probablemente consumiría la energía de masa de todo el planeta con bastante rapidez.

    Y toda esa energía tiene que ir a alguna parte. Derretirías el planeta sobre el que flotas incluso si no hubiera problemas relativistas más apremiantes.

  • Superconductores
    Tienen el mismo problema básico que los giroscopios. Solo estás usando electricidad para crear empuje de una manera no convencional. No es realmente antigravedad.

  • Materia exótica
    Si existe, cierta materia exótica podría "anular" la masa de la materia normal. Tienes que encontrar una manera de vincular la materia a la materia normal, pero esencialmente tendrías un dispositivo flotante. Tenga en cuenta que debe llevar el dispositivo al planeta, lo que significa elevar su energía potencial gravitatoria (en este caso, cuanto más cerca esté de un objeto masivo, más energía potencial tiene).

    Ese trabajo realizado requerirá energía, por lo que podría no ser particularmente útil a largo plazo. Aún así, la ventaja aquí es que solo tienes que moverlo una vez. Después de que esté aquí abajo, puedes flotar con él durante miles de años, lo que es más eficiente energéticamente que un empuje constante.

  • Imanes permanentes
    Hay muchos juguetes para niños que usan imanes permanentes para levitar un objeto indefinidamente. Estaría restringido a una ubicación específica, posiblemente a un camino específico, y el teorema de Earnshaw sugiere que no sería totalmente estable, pero usaría mucha menos energía manteniendo la posición que flotando.

    Si quisiera flotar en un lugar, mantener la posición sería tan simple como conectar algunos cables al suelo para contrarrestar cualquier fuerza lateral. Para una pista de algún tipo, podría tener cables que se extienden a lo largo de la pista debajo de usted para mantenerlo en su lugar.

    Nunca he visto la idea de la pista hecha. Tal vez me estoy perdiendo algo. Pero parece que podrías tener dos imanes uno al lado del otro a cierta distancia, ambos apuntando hacia arriba con su cara norte. Entonces su aeronave tendría su cara norte hacia abajo. Ahora, la aeronave tenderá a caer a un punto entre los dos imanes, en lugar de trepar sobre la "joroba" del campo magnético para caer fuera de los imanes.

    Entonces, al tener una serie de estos imanes terrestres, tendrías una línea que la aeronave puede seguir. Si deja de moverse, tenderá a asentarse en el valle entre cuatro imanes y flotar. Sin embargo, el lado sur de su imán querrá darle la vuelta y acelerar hacia los campos magnéticos del norte. Por lo tanto, necesita alguna forma de evitarlo, como cables o propulsores. No estoy seguro de cuán factible es eso.

Materia exótica. Si existe, la materia exótica tiene masa negativa, lo que significa que la gravedad en realidad la repele en lugar de atraerla, por lo tanto, digamos que una bola hecha de masa exótica flotaría en lugar de caer.