Io obtiene su calor volcánico al ser flexionado por la gravedad de Júpiter, y esto parece continuar para siempre. Eso suena como una fuente de energía mágica, ya que la gravedad joviana es perpetua e Io parece permanecer en órbita perpetuamente. ¿Hemos descubierto la magia?
La energía que impulsa el vulcanismo de Io se deriva de su energía orbital y (en menor medida, de la energía orbital de las otras lunas y la energía de la rotación de Júpiter). Mecanismos similares impulsan el crio-vulcanismo en Enceladus y las otras lunas heladas. La reserva de energía orbital disponible es enorme en comparación con la necesaria para impulsar la actividad volcánica.
Esto implica que las interacciones gravitatorias en todas las lunas del sistema están cambiando sus órbitas y rotaciones, aunque lentamente. Dado un tiempo ilimitado, la órbita de Io podría decaer hasta un punto en el que caiga dentro del límite de Roche de Júpiter y se desgarre.
(Nota: la respuesta a ¿Cómo puede el calentamiento de las mareas reducir la órbita de Io describe esto con mayor precisión y señala que las fuerzas de las mareas están transfiriendo energía de la rotación de Júpiter a las órbitas de sus lunas, por lo que la órbita de Io a largo plazo se vuelve más grande (hasta el punto de salir de la órbita de Júpiter) en lugar de decaer.)
Y esto parece continuar para siempre.
No es estrictamente cierto.
Io parece permanecer en órbita perpetuamente. ¿Hemos descubierto la magia?
No y no.
La velocidad orbital de Io es . su masa es
La fórmula de la energía cinética es:
Reemplazando los valores de Io, su energía cinética total es aproximadamente Joule según Wolfram Alpha . Esa es una cantidad muy, MUY grande de energía. Io puede darse el lujo de gastar una pequeña fracción para mantenerse caliente durante mucho tiempo sin cambios aparentes significativos.
Pero sí, en una escala de tiempo humana parece magia.
No tienes que mirar tan lejos, en realidad. Las mareas aquí en la Tierra, flujo y reflujo, son "impulsadas" por la gravedad de nuestra Luna. No se expresa como calor y actividad volcánica, pero los mecanismos son los mismos que en Io.
Sin embargo, esa energía (que puede ser, y es, convertida en electricidad por las centrales eléctricas de las mareas ) no es "gratuita". La Tierra solía rotar más rápido (haciendo que los días fueran más cortos que las 24 horas actuales), y la luna solía estar más cerca (todavía se aleja a la deriva a ~4 cm por año)...
¿Es Io una máquina de energía mágica?
No, no es. La fuente de energía de Io es la rotación de Júpiter. Piensa en nuestra Luna. Se está alejando lentamente en espiral de la Tierra. La Luna no es una máquina mágica de energía. Roba el momento angular y la energía orbital de la rotación de la Tierra. Mientras que la transferencia de momento angular de la Tierra a la Luna es muy pareja, la transferencia de energía no lo es. El sistema Tierra-Luna es disipativo.
Lo mismo ocurre con Io y sus volcanes. Io está robando muy lentamente el momento angular y la energía de la rotación de Júpiter y, en el proceso, expulsa parte de esa energía robada al espacio.
Una respuesta de construcción del mundo:
En términos de "Energía Mágica" (odio la palabra magia, digamos energía libre)
Digamos que tenemos una colonia lejos del sol. Júpiter funciona, o un planeta exterior, tal vez incluso el teórico Planeta 9, donde los paneles de energía solar serían bastante inútiles, el combustible de uranio podría ser escaso y el 3He tarda en recolectarse para la fusión, por lo que necesitan una fuente de energía.
En teoría, se podría construir un dispositivo usando asteroides de material y masa y cables de fibra de carbono, y algún tipo de estructura donde hubiera una parte exterior esférica que se estirara y aplastara en una órbita, idealmente, como Io, entre el planeta y su gran luna donde se mantendría cierta excentricidad y variación.
El estiramiento de un lado a otro y la masa de la capa exterior de este objeto podrían tirar de pistones y producir electricidad. La cantidad de electricidad dependería de la masa, el tamaño y la flexibilidad de la construcción esférica y la energía provendría de una fuente casi ilimitada: la energía de rotación del planeta.
Si tal cosa es práctica es otra cuestión. No tengo idea si sería práctico en absoluto, pero es teóricamente posible.
También necesitarías una luna grande, de lo contrario, la órbita se circularía y la energía disminuiría. Pero un sistema Planet-Large Moon, tal vez podría funcionar. La desventaja es que se gastaría tanta energía en construir la cosa en primer lugar, que no estoy seguro de que valdría la pena.
Peter - Reincorporar a Monica
david hamen
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