Este es un Ringworld, no el "Ringworld"

Al igual que su famoso homólogo, este planeta es un puente colgante sin puntos finales, y su órbita es inestable (a menos que se agreguen propulsores y no se eliminen más tarde) porque la atracción del sol sobre la parte cercana supera el tirón en el lado lejano.

A diferencia de su famosa contraparte, no requiere un unobtainio translúcido de neutrinos para generar una gravedad falsa a partir de la fuerza centrífuga bajo alta tensión. No tiene cuadrados de sombra para hacer falso día y noche. Además, confío en que no insertará precipitadamente una historia de fondo creacionista que arroje una gran sombra sobre todas las subtramas biológicas divertidas que desee.

Un tema importante es el presupuesto. Deberíamos equilibrar el cilindro haciéndolo girar a la velocidad correcta para que la fuerza centrífuga contrarreste la gravedad orbital del Sol... y quizás otra fuente. Usando la gravedad natural, debe tener masa "debajo" de cada punto del cilindro. Eso significa un cilindro, no sé, ¿tal vez la mitad del radio de la Tierra? Alguien debería hacer una integral, pero me da pereza. La masa de la Tierra es 6E24 kg; digamos que se reduce a 1/4, aproximadamente 1,5E24 kg, por cada segmento de 12000 km del anillo; hagámoslo incluso 1E17 kg/m. El anillo es tan largo como la órbita de la Tierra, es decir, 2 pi AU = 9,5E8 km, digamos 1E12m. Tenemos muy aproximadamente 1E29 kg de material. Una masa solar es 2E30 kg, así que increíblemente, este objeto no esincluso tan pesado como el Sol, que pesa tanto como 333.000 Tierras. Compruebo esto y una AU tiene solo 11741 Tierras de largo, así que sí. ¿Quien sabe? Saca tu Mister Transmute y la estrella apenas se dará cuenta del 5% de impuestos extraterrestres desenfrenados.

Ahora que estoy convencido de que no es un agujero negro o algo así, miremos hacia arriba. Niven llamó a su vista desde el lado del Sol "el Arco", y se verá como un arco de San Luis más apropiado. El sol siempre se reflejará mejor justo en el medio, aunque nunca de frente, por supuesto, y los bordes se perderán en la oscuridad. En el terminador, el horizonte es absolutamente plano, a menos que haya montañas altas como la que necesitarás para verlo. Tal vez puedas ver un rastro de un arco brillante curvándose hacia el Sol, con la oscuridad bloqueando las estrellas del otro lado, pero lo dudo. En el otro lado, será como la noche terrenal con todos los rastros de lo extraño ocultos bajo el horizonte, aparte de los vientos huracanados y los glaciares de un planeta bloqueado por mareas...

A menos que… bueno, tengamos tecnología avanzada , ¿no? ¡Pongamos algunos porros en este bebé y hagámoslo girar! Cada pocos cientos de pies o cada pocos cientos de millas o cada pocos cientos de continentes tendremos grietas que se abren durante la noche y se cierran durante el día. Eso es para permitir que los segmentos cilíndricos giren libremente. Ahora, esto está destinado a enfrentar algún tipo de fuerza de precesión contra el otromovimiento que queremos, la revolución que mantiene baja la gravedad del Sol, y pensar en ello hace que me duela la cabeza. ¿Alguien más tiene problemas con los problemas del giroscopio? Pero estoy pensando que si está dispuesto a aplicar algunas torsiones improbables aquí y allá, algunas fuerzas de compresión fuertes que se manejan manteniendo todo exquisitamente equilibrado en el extremo alrededor de la órbita, y que tienen una gravedad más baja durante el día que durante la noche, tal vez desalinee un poco el centro con el sol, es posible que de alguna manera pueda hacer que esta cosa le dé un ciclo de día/noche. Probablemente algún aguafiestas me dirá que no puedo hacerlo sin importar qué tan avanzada sea la tecnología (incluso si no, dudo que me digan cómo ), pero parece que vale la pena intentarlo.

Supongo que formarías el sistema donde el anillo encierra a la estrella, como se muestra en la imagen a continuación, también estoy ignorando el comportamiento de la gravedad. Suponiendo también que todos los observadores se encuentren a unos 50 km de la superficie.

Ahora dijiste que la forma del planeta es un toro donde el radio menor (el radio de la sección transversal) es igual al radio de la tierra, es decir$r_e=6.4\times10^{6} m$(6,4 millones de metros). Y el radio mayor (el radio del anillo) es el radio de la órbita terrestre, es decir$r_o=1.5\times10^{11} m$(150 mil millones de metros). Ahora, para describir qué tan lejos estamos alrededor del círculo de la sección transversal, usaré las coordenadas de tipo reloj que se usaron en su pregunta.

Dado que el tamaño aparente de los objetos cambia con la distancia a la que se encuentran, es importante definir una cantidad importante llamada distancia angular . Se define como el ángulo entre 2 líneas de visión, en lugar de metros o avance se mide en grados o radianes. El tamaño angular de la luna es aproximadamente$\frac{1}{2}$°, un dedo con el brazo extendido es aproximadamente$1$°.

Ahora, para tener una idea de las dimensiones del planeta, podemos hacer un modelo mental de él, para convertirlo a una escala más comprensible. Entonces, si consideramos que el radio menor es tan grueso como un cabello (~$10^4m$) entonces el radio principal del anillo sería de unos 10 metros.

Esto muestra que el anillo se curva ligeramente en comparación con el radio del planeta, por ejemplo, la tierra se curva más rápido que este anillo. Lo que significa que a las 3 en punto, la parte de la superficie que está tan lejos como la luna ($3.5 \times 10^8m$) es solo$0.00015$° por encima del horizonte, es decir, la superficie parece plana al menos para un radio local ~$1000km$.

Ahora veamos qué tan ancho se ve el planeta en el cielo (para simplificar los cálculos, estoy modelando el planeta como una sección de un cilindro, que es una buena aproximación excepto cerca del horizonte). Ahora bien, es importante saber que el ojo humano solo puede ver cosas que están a punto$0.02$° de ancho. A partir de esto, podemos calcular qué tan lejos sobre el horizonte parece estar el planeta, antes de que sea más pequeño de lo que el ojo puede ver.

Resulta estar aproximadamente a 1° sobre el horizonte, por lo que si extiendes el pulgar, con los brazos extendidos, cubriría toda la parte visible del anillo.

En resumen; para toda la parte del anillo, parecería ser una superficie "plana" con apenas algo del anillo visible.

Espero que eso ayude.

A menos que me equivoque, lo que estás describiendo es un planeta toroidal con una rotación de superficie que crea un ciclo día/noche. Según Bigger Than Worlds de Larry Niven , puedes construir un objeto de este tipo, él lo llama "Cosmic Macaroni" (está al revés de tu descripción, pero con suficiente ciencia, todo es posible).

Debido a la forma de la estructura, no verás mucho del resto del lugar si es un mundo vivo; por la noche (6 en punto) estás de espaldas al resto del anillo y todo lo que ves es el universo a tu alrededor y durante el día (12 en punto) la luz del sol va a lavar la mayor parte del cielo, el El mundo se verá como una llanura plana que finalmente desaparece en la neblina a lo lejos. Puede haber algunas características visibles en el cielo donde otras partes del toroide tienen un alto albedo y brillan como la luna del mediodía haciéndolas visibles a través de una cuerda del círculo. Al amanecer y al anochecer (3 y 9 en punto) la vista es similar a la del día, pero la curvatura del mundo se vuelve cada vez más visible como el terminador.se acerca y, a medida que los niveles de luz caen, las áreas más brillantes del toro se vuelven más visibles.

Con una atmósfera más delgada, o ninguna, obtendrás el efecto de "arco del cielo" que Niven describe en el cielo nocturno de Ringworld , donde el mundo parece una llanura que desaparece en la distancia y luego parece elevarse un arco parabólico. desde cada extremo del área que ve durante el día. La noche no cambia y las vistas del atardecer y el amanecer son simplemente más nítidas sin distorsión atmosférica.

Aquí hay un desafío de marco.

Si su mundo es un cilindro hueco que gira alrededor de su eje para proporcionar una gravedad similar en la superficie interior y tiene solo 1000 kilómetros de largo, está bien. Pero, ¿cómo puede un cilindro enrollado alrededor de una estrella con los 2 extremos reunidos girar como una unidad?

Si el mundo cilíndrico tiene unos 936 millones de kilómetros de largo y es recto, puede girar como una unidad sólida para simular la gravedad en el interior. Pero si doblas ese clynder en un círculo cerrado alrededor de la estrella con un radio de 1 UA o 149 millones de kilómetros, y los extremos se unen, parecerá estar girando en direcciones opuestas en lados opuestos de la estrella, lo que debería romperla. .

A menos que alguien pueda probar que la tensión no sería demasiado grande, parece imposible que la estructura gire como una unidad.

Por lo tanto, tiene que rotar como un grupo de unidades separadas. Tiene que ser un grupo de cilindros separados, cada cilindro encerrado en ambos extremos, con conexiones de esclusa de aire en los ejes de cada cilindro. Y cada uno de los cilindros tendría que estar alineado de manera ligeramente diferente a los cilindros en cada uno de sus extremos, para que el conjunto de cilindros tenga una curva alrededor de la estrella.

Si el interior de los cilindros tiene una gravedad superficial de 1 gravedad terrestre, las atmósferas del lado serán más gruesas a nivel del suelo en las paredes interiores de los cilindros. La escala de altura de la atmósfera terrestre es la altura en la que la densidad atmosférica disminuye en 2,718. Son unos 8,5 kilómetros.

Entonces a 8,5 kilómetros la densidad será 0,3679 que en el suelo, a 17 kilómetros la densidad será 0,1353, a 25,5 kilómetros 0,0497, a 34 kilómetros 0,0550, a 42,5 kilómetros 0,0202, a 51 kilómetros 0,0074, a 59,5 kilómetros 0,0027, a 68 kilómetros 0,0010 , a 76,5 kilómetros 0,003, a 85 kilómetros 0,000136.

A 93,5 kilómetros la densidad será 0,00005 la del suelo, a 100 kilómetros 0,0000183 la del suelo. Y 100 kilómetros es la altura de la línea de Karmen en la Tierra, la línea entre la atmósfera de la Tierra y el espacio exterior en lo que respecta a la aeronáutica.

Dado que los cilindros tienen radios de 6.371 kilómetros, alguien en tierra necesitaría una nave espacial, y no un avión, para viajar hasta el eje central de su cilindro.

La atmósfera de la Tierra a nivel de shea dispersa la luz, haciéndola parecer azul a la luz del día. Objetos como montañas distantes vistas a través de decenas o cientos de kilómetros de la atmósfera terrestre están muy descoloridos y borrosos debido a la dispersión de la luz solar por el aire en la línea de visión.

Entonces, mientras alguien se encuentre a más de cien o mil kilómetros, dependiendo de las condiciones atmosféricas en ese momento, de una de las paredes del extremo de su cilindro, esa pared del extremo debería ser invisible, al menos a nivel del suelo.

Mirando hacia arriba en un ángulo alto, es posible que puedan ver la parte central de la pared final flotando en el cielo.

Pero si cada cilindro es muchas veces más largo que su diámetro de unos 12.742 kilómetros, el extremo del cilindro estaría en un ángulo muy bajo visto desde la superficie.

Espero que los extremos de cada cilindro sean invisibles desde la superficie interior a distancias de alrededor de 1100 a 1000 veces el diámetro, o alrededor de 1274200 a 12742000 kilómetros. Entonces, si cada cilindro tuviera algo que impidiera que las personas en la superficie interior se acercaran tanto a cada extremo, los extremos serían totalmente invisibles para las personas que están dentro. Ese algo podría ser un acantilado que sube o baja, o la orilla de un vasto océano o un pantano infranqueable, o algo así.

Entonces, si las regiones medias de la superficie interior donde la gente vive y puede viajar son al menos tan largas como los dos extremos inaccesibles combinados, sumarían al menos entre 2.548.400 y 25.484.000 kilómetros.

Pero los cilindros separados deben ser lo más cortos posible para que la cadena de cilindros unidos sea lo más cercana posible a un círculo alrededor de la estrella, y para que los ángulos entre cilindros adyacentes sean lo más rectos posible.

Entonces, los cilindros deben ser lo suficientemente largos para que las personas que están dentro no puedan ver ninguna parte de las paredes de los extremos, o tendrá que aceptar que las personas pueden ver las paredes de los extremos.

¿De dónde vendrá la luz en los Cilindros?

Supongo que vendrá de "soles" artificiales en los ejes centrales de cada cilindro. Tal vez el sol artificial se mueva a lo largo del eje central de un extremo al otro para simular el movimiento de un sol natural en un planeta. Se apagará en la "noche" y luego volverá al final desde el que comenzó y se volverá a encender en el "amanecer".

Y si el cilindro es lo suficientemente largo, podría tener varios soles. Tal vez la superficie interior estaría dividida en áreas habitables separadas por "montañas" artificiales, lo suficientemente altas como para que las personas en cada segundo solo vean un "sol".

La luz natural de las estrellas no podría provenir de ventanas gigantes, porque las superficies internas de los cilindros serían el suelo. Presumiblemente, el suelo estaría cubierto de tierra, vegetación, edificios y masas de agua, e incluso el agua no es transparente a largas distancias.

Tal vez podría haber ventanas gigantes en las paredes de los extremos de los cilindros. Pero si las paredes de los extremos de los cilindros adyacentes casi se tocan, entrará mucha luz de la estrella en las ventanas, que de todos modos estarían alineadas casi paralelas a la dirección de la luz de la estrella.

Los cilindros habitados podrían unirse con cilindros largos y mucho más angostos para proporcionar más espacio y menos sombra entre los cilindros habitados para que más luz pueda llegar a las ventanas en las paredes de los extremos. Pero eso reduciría el espacio total habitado en los cilindros.

Así que creo que a medida que los cilindros giran, los paneles solares en el exterior podrían convertir la luz de la estrella en electricidad para alimentar fuentes de luz internas artificiales. O tal vez toda la energía para los soles artificiales provendría de generadores de energía de fusión.

Entonces, básicamente, los habitantes de los cilindros no tendrían ninguna vista natural de los cuerpos astronómicos o del anillo de cilindros.

El mejor lugar para colocar ventanas sería en los lados de los cilindros, y dado que las superficies internas de los lados serían el suelo interior, tendrían que ser opacas. Y las ventanas en los extremos de los cilindros estarían sombreadas y admitirían poca luz y tendrían vistas muy estrechas del cielo.

Entonces, las personas en la superficie interna verían objetos en la superficie interna que parece plana a su alrededor, que parecerían no solo más pequeños, sino también más tenues y más vagos con la distancia, hasta que a la luz de la visibilidad solo sería un borrón.

Y mirando hacia arriba, aunque con aire menos denso, verían vagamente las partes distantes del cilindro que los encerraba.

Entonces se imaginaban que vivían en una superficie plana que flotaba en el aire y estaba rodeada por un vasto recinto con forma de cilindro o esfera. Eso es lo que los niños pequeños deducirían de lo que vieron. Y dependiendo de lo que supieran los habitantes, eso podría ser lo que también creyeran los niños mayores y los adultos.

Y cualquier objeto astronómico que digan muy por encima de ellos sería en realidad un "sol" artificial, y posiblemente también una "luna", "planetas" y "estrellas" artificiales.