¿Será posible en un futuro lejano utilizar la ingeniería a megaescala para crear un mundo anular alrededor de la Tierra?

Esta pregunta aparece periódicamente en Physics SE: Why is Larry Nivens Ringworld Unstable .

El resumen es que todo el concepto de un mundo anular no es estable; el anillo no permanecerá centrado en la estrella. El concepto es similar a tratar de equilibrar un lápiz sobre su punta: cualquier perturbación hará que el lápiz se caiga.

Aunque es una idea romántica, las fuerzas increíbles y la gran cantidad de material requerido son tremendas.

La escala de la tierra es grande, realmente grande. Un anillo orbital a su alrededor, con una superficie continua en el interior, requeriría cantidades inconmensurables de materiales, ingeniería y experiencia técnica.

Necesitarías:

• Sube el material allí
• Gastar cantidades excesivas de combustible para hacerlo.
• Manténgalo estable cuando esté en construcción.
• Diseñarlo con precisión (creo que esto está más allá de la capacidad de un humano, tal vez la IA podría hacerlo)

Todo lo anterior es bastante difícil.

¿Pero es posible? Sí, pero yo sugeriría altamente improbable. Quizás un anillo más pequeño (quizás solo unos pocos cientos de metros) sea más posible.

La pregunta inicial, "podría" hacerse algún día, es casi seguro que se declarará basada en una opinión. La única respuesta es "¿quién sabe?"

Así que supongamos que se puede hacer y veamos la viabilidad y los efectos.

Si el anillo estuviera alrededor de la Tierra, el efecto de la gravedad sería bastante masivo. El original, Larry Niven Ringworld estaba en órbita alrededor de una estrella, todavía afectado por la gravedad, pero mucho menos. No estoy seguro de la velocidad a la que tendría que girar para contrarrestar esa gravedad, pero podría resultar en más de una gravedad de fuerza percibida en cualquiera que viva en el interior. Ciertamente, no hay material construido para soportar esa tensión, por lo que debemos asumir que Scrith existe.

Cualquier pregunta sobre cómo se vería desde la Tierra requeriría algunos detalles sobre qué tan grande es el anillo y qué tan lejos está. A menos que sea asombrosamente ancho y/o peligrosamente cercano, como un par de cientos de millas de ancho, es probable que no se vea como nada más que una estrecha cinta en el cielo. Ciertamente no lo suficientemente grande como para tener algún efecto en el planeta, no hay una banda permanente de oscuridad en ninguna parte. En el ecuador, cualquier banda, por pequeña que sea, se movería por encima y por debajo del ecuador a medida que cambiaban las estaciones.

Suponiendo que esté orbitando sobre el ecuador, estaría en la oscuridad como uno u otro hemisferio de la Tierra está en la oscuridad, ya que el planeta bloquearía la luz del sol.

Podrías poner colectores solares en el exterior y generar más energía de la que la Tierra (y el anillo mismo) podrían usar.

Las fuerzas calculadas, en un Ringworld generador de giro-gravedad, superan la fuerte fuerza que une los núcleos atómicos en el nivel subatómico. Larry Niven dice que en Ringworld Engineers no se pueden construir usando ninguna sustancia conocida. Cuanto más grande sea el anillo, más rápido tiene que girar y más fuerte tiene que ser.

Si se puede encontrar un material con suficiente resistencia , se puede construir un mundo de anillos alrededor de cualquier cosa, estrella o planeta, pero solo después de desmantelar todos sus satélites naturales para evitar colisiones. Necesitaría chorros de actitud para estabilizar su órbita. Si pones alrededor de un planeta, tendría que ser lo suficientemente delgado y lo suficientemente alejado de la superficie para recibir una buena cantidad de luz solar para ser habitable.

No tengo una solución para el problema de la estabilidad, pero para los mundos anulares a escala estelar hay una solución para el problema del unobtainio:

En el diseño tradicional del mundo del anillo no hay fuerza contraria al 1 g de gravedad de giro que se genera. Esto significa que aparece como tensión en el anillo, y ni siquiera la fuerza de unión nuclear es lo suficientemente fuerte como para soportar esto.

Por lo tanto, la solución es "simple", proporcionar una fuerza contraria. Solo hay dos posibilidades (motores de algún tipo, una solución muy mala) o la gravedad. Esto último es al menos teóricamente factible. En lugar de solo el mundo del anillo, tiene una gran masa detrás de él, simplemente sentada allí, no en órbita . La gravedad de la estrella actúa sobre esta masa. Mirando nuestro sistema solar en la órbita de la Tierra, la aceleración del sol es 0,0059 m/s^2. Por lo tanto, su masa de respaldo debe tener 1661x la masa del anillo mismo. El anillo es realmente un enorme tren de levitación magnética montado en esta masa.

Esto elimina la tensión en el anillo, pero aún tenemos las paredes que requieren súper materiales. La respuesta aquí es deshacerse de ellos, en lugar de una pared vertical, los bordes del mundo del anillo (y la masa de respaldo) están escalonados, ningún segmento vertical es lo suficientemente alto como para ser un problema y hay una sección horizontal en el respaldo. masa para tomar la carga.

Esta pared escalonada simplemente sería demasiado ancha para usarla en un mundo anular a escala planetaria, por lo que este diseño está restringido a un mundo anular a escala estelar. (No es que pueda ver una buena razón para un mundo anular a escala planetaria de todos modos).

Tenga en cuenta que si desea que los cuadrados de sombra funcionen, necesitará una masa de respaldo transparente para ellos.

Corrí los números, y una estructura de anillo del tamaño para caber en la órbita terrestre baja, girando lo suficientemente rápido como para generar 1G de gravedad de giro en el interior, tendría aproximadamente la mitad de un TeraPascal de tensión, o aproximadamente trescientas mil veces el límite elástico de incluso fuertes aleaciones de acero. Eso suponiendo que hice bien las matemáticas, por supuesto.

Eso nos pone en el territorio de la fantasía científica. No me atreveré a decirles lo que la humanidad será o no capaz de hacer dentro de diez mil años, pero esto requeriría principios desconocidos para la ciencia actual.