¿Pueden ser científicamente posibles las islas flotantes/voladoras en el aire?

Tal vez podría utilizar el fenómeno conocido como fijación de flujo .

Como se explica en Game Theory's "¡Por qué sería una mierda vivir en la ciudad flotante de BioShock Infinite!" vídeo ,

"Un superconductor es un material que, cuando se enfría por debajo de cierta temperatura crítica, es capaz de conducir electricidad con una pérdida de energía cero. En otras palabras, si añado un poco de corriente eléctrica a un cable superconductor y elimino la fuente de energía, la electricidad continuará corriendo a través del cable para siempre ".

Advertencia: este video parece un poco inapropiado para algunos espectadores, aunque la ciencia no es nada despreciable. La explicación de cómo se utiliza la fijación de flujo en el juego es de alrededor de 1:39 a 5:09 con un ingenioso ejemplo del mundo real en 2:36.

Cuando se coloca un campo magnético debajo del superconductor, este último crea lo que se conoce como el efecto Meissner, haciendo que el campo magnético se doble a su alrededor. Sin embargo, si el superconductor es lo suficientemente delgado, el campo magnético puede penetrar a través de él en cantidades minúsculas conocidas como "tubos de flujo".

"A temperaturas tan bajas, los tubos de flujo quedan atrapados y no se pueden mover"

y las "bajas temperaturas" se atribuyen al nitrógeno líquido, como se afirma

"Si [Columbia] realmente existiera en la vida real, necesitaríamos enormes pistas de imanes en el suelo y mucho nitrógeno líquido para mantener frescos los discos flotantes".

Sin embargo, esto trae a colación un punto importante: ¿de dónde vendrían los imanes, los superconductores y el nitrógeno líquido (o algún otro método para enfriar los discos conductores)? No estoy seguro de si el gas tóxico de su mundo podría cortarlo solo como un sistema de enfriamiento potencial. Posiblemente, los "varios miles de pedazos de tierra" que mencionaste estaban sobre un área de investigación científica que poseía dichos materiales antes de ser arrancados. (Editar: parte de este problema podría resolverse con un superconductor teórico a temperatura ambiente como lo sugiere celtschk).

Otros puntos a considerar, como se menciona en el video, son las temperaturas bajo cero resultantes del sistema de enfriamiento y los efectos de la falta de presión de aire en sus habitantes originales (se especula que son ~4.5-6 km sobre el nivel del mar). Estoy seguro de que habría mucho más que estallidos de oídos en el viaje. Sin embargo, con el tiempo, es probable que sus humanos se aclimaten a la gran altitud. Por otro lado, pueden tener náuseas si se fijan en las nubes (e intentan moverse). Como se menciona en el video, el movimiento de las nubes más allá de las islas, dando a sus cuerpos la ilusión de estar en movimiento, haría que sus sistemas se desordenaran y les produjera mareos inducidos visualmente. Para contrarrestar esto, los humanos podrían construir paneles exteriores de algún tipo para (en su mayoría) bloquear las nubes de su visión, también teniendo un efecto en su sociedad (es decir, "mantén tus ojos en la ciudad" y "la observación de aves es el deporte de los enfermos"). (Editar: Ville Niemi corrigió partes de la versión original de este párrafo)

Buena suerte con tu historia!

Quieres un dirigible.

El hexafluoruro de tungsteno tiene una densidad 11 veces mayor que la del aire (y ciertamente cumple con el criterio de toxicidad), por lo que una aeronave debería ser muy posible utilizando aire normal como gas de elevación. A diferencia de una aeronave normal, el gas de elevación sería respirable; lo que significa que en realidad podrías vivir en el sobre de la aeronave. Hazlo todo con aluminio y polietileno transparente y llénalo con muchas plantas; en una escala lo suficientemente grande, tienes un ecosistema cerrado.

La pérdida de gas sería un problema (aunque la tasa, por supuesto, sería más lenta cuanto más grande sea el barco); su mejor opción sería enviar máquinas a la superficie para extraer minerales que puedan usarse para generar oxígeno y nitrógeno para equilibrar la pérdida.

¡Excelente! Eche un vistazo a la idea de Buckminster Fuller para una ciudad de cúpula geodésica flotante. Lo llamó Cloud Nine, y parece una gran porción de realidad cercana a su historia.

Una esfera geodésica de media milla (0,8 kilómetros) de diámetro pesaría solo una milésima parte del peso del aire en su interior. Si el aire interno fuera calentado por la energía solar o incluso solo por la actividad humana promedio en el interior, solo se necesitaría un cambio de 1 grado Fahrenheit sobre la temperatura externa para hacer que la esfera flote. Dado que el aire interno se volvería más denso cuando se enfriara, Bucky imaginó usar cortinas de polietileno para reducir la velocidad con la que el aire ingresaba a la esfera. Quería construir Cloud Nines y anclarlos a las montañas, o dejarlos a la deriva para que sus habitantes pudieran ver el mundo. Uno de los usos más prácticos que propuso para ellos fue como sitios de desastre para emergencias.

Extraído de http://www.geniusstuff.com/blog/flying-cities-buckminster-fuller/

Esencialmente, es el Principio de Arquímedes a gran escala.

¿Alguien lo suficientemente versado como para hacer los cálculos adecuados?

Plantas de uso:

Esto cambia un poco tu premisa, así que tómalo o déjalo. En lugar de arrojar pedazos del planeta a la atmósfera, digamos que algunas plantas evolucionaron para contener sacos de gas más ligero que el aire, lo que les permite flotar. Durante miles de años, estas plantas crecerían juntas en grandes "islas" flotantes, cuyos interiores son en su mayoría solo gas de elevación.

Estas islas no podían soportar mucho más que su propio peso, por lo que no había grandes castillos de piedra o lo que fuera. Sin embargo, dependiendo del tamaño de las islas y cuán "profundas" sean, tal vez podrían albergar a algunos habitantes humanos. El peso es muy importante aquí, pero probablemente puedas engañarlo diciendo que las plantas son irrealmente livianas y que el gas es irrealmente "lift-y".

Estas islas tendrían que existir antes de tu catástrofe. O, si lo desea, la catástrofe tardó mucho en ocurrir (piense: el calentamiento global), razón por la cual estas plantas evolucionaron para flotar en primer lugar. De cualquier manera, sus humanos necesitarían un medio para subir a estas "islas", pero esa es otra historia.

¿Qué tan denso es el gas tóxico? ¿Podría el gas ser lo suficientemente denso como para causar una suspensión entre la atmósfera "normal" superior y la atmósfera contaminada inferior? ¿Quizás las masas terrestres flotantes están compuestas de roca volcánica de baja densidad que "cabalga" sobre la superficie del volumen de gas? Quizás contribuyendo al fenómeno son los depósitos de un elemento exótico (no es la Tierra, dijiste "similar a la Tierra") que tiene propiedades antigravitatorias cuando se expone al oxígeno. Una especie de comedia de coincidencias que solo podría ocurrir en un mundo extraño.

Lo más parecido que se me ocurre es: Producir un gas con una densidad ligeramente menor que el agua ($\approx 1000kg/m^3$) y suéltelo$5000$hace años lo suficientemente lento como para que las personas que ya vivían en el planeta pudieran construir gigantescas "naves". El material liviano como la madera puede nadar en el gas, mientras que el agua y los humanos caerán a través de él. Haga que los "barcos" sean lo suficientemente grandes como para transportar masa terrestre, tal vez use montañas lo suficientemente altas como para no cubrirse.

Pero ahí vienen varios problemas.

• Necesitas una densidad de aproximadamente$950kg/m^3$. No conozco ningún gas con casi esa densidad bajo presión normal.
• Se necesita mucha masa para llenar unos pocos km con esta densidad. Eso necesitará un avance científico serio.

$\text{mass} = \text{density}\times\text{volume}$ $\text{volume}\approx\text{volume}\space\text{sphere gas surface} - \text{volume water level volume sphere} = \frac{4}{3} \pi \times r^3 \text{with earth radius} \approx 6300\text{km} -> 1.047\times 10^{12} \text{gas 5km above ground} r \approx 6305\text{km} -> 1.049\times 10^{12}\text {difference} 2,495 \times 10^9 \text{estimate 950kg}/m^3 -> \text{mass} = 2,371\times 10^{12}\text{kg or} \space 2,371\times 10^9 t$Y en realidad será aún más porque necesita más gas para esta altura debido al aumento del nivel de presión.

• El aire se adelgazará incluso cuando escale montañas altas ~ 5 km sobre el nivel del agua puede volverse difícil. Las montañas en la tierra suben hasta ~8 km. Entonces, el planeta debe ser más plano que la Tierra o es posible que desee permitir un paisaje original.
• Si no cambia el clima en el progreso, variará ~ 5 km hacia arriba. En el mundo real, hay una línea de árboles a unos ~ 4 km sobre la altura del mar. Y dado que su gente probablemente dependerá de los árboles, eso es un problema. Así que necesitamos un efecto invernadero serio mientras producimos gas.

Con todo eso, no veo cómo podemos acercarnos más al mundo real desde entonces.

En un planeta alienígena similar a la Tierra, muchas cosas pueden ser diferentes. Cosas extrañas pueden suceder y suceden.

Puedes introducir un nuevo elemento en tu mundo, digamos Floridium, una sustancia que es como una forma sólida de helio. La molécula tiene una gravedad específica que es, digamos, 4 veces más liviana que el gas venenoso que es muy pesado 6 veces más pesado que el aire. El floridio solo puede unirse químicamente en el interior calentado del planeta, donde normalmente queda atrapado.

Cuando la tierra se agrietó, parte de esta sustancia salió de las rocas. Floridium con rocas todavía adheridas a él se hunde en el veneno pero otros trozos libres de piedra y vida flotan como un bote en el océano. Mientras que otros flotan como icebergs.

Mira, puedes hacer tus propios elementos que no existen y de repente no tienes que reescribir las leyes de la física o la gravedad para que funcionen. El veneno, que es mucho más pesado que el aire, actuará como un líquido y, naturalmente, encontrará el punto más bajo y muchas cosas podrían flotar encima de él, aunque sea un gas.

No fuera de roca recolectada de la superficie y con tecnología actual. El comentario de Matt Bowyer fue ideado por Geoffrey A. Landis para construir ciudades flotantes en Venus .

Aquí hay un pensamiento: Podríamos decir que la gravedad de la Tierra se debilitó, lo que provocó que la fuerza centrífuga de la Tierra se agrietara y separara la tierra.

Cuando esto suceda, todos los océanos serían drenados hacia el núcleo fundido, formando enormes nubes de vapor en el cielo, dando a los nuevos humanos una nueva fuente de agua.

En cuanto a cómo flotarían las islas, todo lo que pude pensar es que el intenso calor del núcleo mantendría las islas a flote. Pero eso significaría que el calor mataría una vida. Así que no estoy seguro de si hay alguna manera de enfriar el núcleo lo suficiente como para mantener las islas a flote sin cocinar una vida en la Tierra restante.

No soy un científico ni un experto en ciencias, solo un escritor con algunas ideas. Necesito ayuda de un científico que me respalde.

Sí, si puedes caminar en la parte superior de un dirigible. Podría construirse como una pirámide invertida y colorearse para que parezca tierra. Usaría cámaras y tendría la más grande en la parte superior para mantenerla en posición vertical. Construya lo suficientemente grande como para que pueda ser autosostenible usando la lluvia y cultive alimentos.

¿Qué pasaría si la raza que destruyó el planeta estuviera interesada en alguna locura científica? Encontraron una manera de sintonizar el atractivo gravitatorio de la materia. Montañas enteras podrían haberse hecho neutralmente flotantes convirtiendo la mitad de la materia en material que repele la gravedad. O más simple pero configurado en gravedad neutral. Eso sería algo raro. Todavía tendría masa, por lo que sería difícil moverse, pero no caería a la superficie si se rompiera. Se alejaría comportándose como si estuviera en gravedad cero.

Bueno, si un Harrier puede flotar en el aire, ¿por qué no algo más grande, que es realmente lo que estás preguntando? Por supuesto, es posible que solo se necesite el tipo correcto de tecnología que pueda manipular el aire, no realmente la gravedad, es el mismo sistema que hacer que algo flote en el agua con una distribución uniforme en la superficie.

Con el aire es más ligero, pero eso no significa que los aviones no vuelen. Las personas que creen lo contrario están pensando como aquellos de aquellos tiempos que pensaban que era imposible que nada volase más que criaturas como las aves. Luego inventamos los aviones y hay mentes de combustible que siguen sosteniéndolo. El aire mismo se puede usar así como la energía solar durante el día y se puede alternar entre los dos.

Si somos derrotistas frente a los problemas, nunca habríamos logrado el tipo de avances científicos que alguna vez logramos, no es imposible. Simplemente no se ha hecho debido a los costos y los recursos, al igual que no hemos construido cúpulas en la Luna o Marte con urgencia. Porque conocemos los peligros de la extinción humana. Si algo le sucede a nuestro planeta, no significa que no podamos. Es porque la humanidad puede ser perezosa cuando se trata de la urgencia de cosas que los gobiernos no consideran necesarias, etc.

Ok, no hay solución magnética natural. (¡De alguna manera me perdí eso cuando leí la pregunta la primera vez DOH!)

Asumiendo que la catástrofe tuvo una larga acumulación antes de que ocurriera y las islas fueran arrancadas de la superficie.

El uso de un campo de fuerza que devuelva una fuerza igual contra lo que se le aplicó pero en la dirección opuesta permitiría que las islas floten al anular efectivamente la fuerza descendente de la gravedad si el campo de fuerza se desplegara en la parte inferior de las islas.

La fuente de alimentación para que funcionen los campos de fuerza puede ser proporcionada por el propio campo de fuerza aumentando la fuerza devuelta y desviándola para alimentar perpetuamente los nodos del campo de fuerza.

Los nodos del campo de fuerza tendrían un tamaño mínimo de isla que podría mantenerse a flote, ya que la fuerza descendente de la gravedad sobre una pequeña masa no sería suficiente para anular los efectos gravitatorios para mantener la isla lo suficientemente lejos por encima de la capa de nubes tóxicas.

Por el contrario, las islas más grandes no tendrían problemas más allá del requisito de calcular la cantidad de nodos necesarios para mantener una cierta altitud por encima de la capa tóxica.

Agregar la capacidad de moderar la salida de los nodos dentro de ciertos límites también les daría a las islas una forma limitada de orientación.

La guerra entre las islas podría evolucionar para hacerse con el control de los nodos del campo de fuerza. La capacidad de bajar una isla enemiga a la capa tóxica que mataría a la mayoría de los habitantes y luego elevar la isla ahora despoblada por encima de las nubes sería el equivalente a una bomba de neutrones con daños limitados a la infraestructura.

La dilatación del tiempo sería, en mi opinión, difícil de usar, ya que cualquier efecto que dijera, ralentizara la caída de las islas, también afectaría a las personas que viven en las islas, por lo que si bien la isla tardaría 5000 años en caer 10 pies, para los habitantes solo sería experimentado como un microsegundo, por lo que no sería muy útil. Nuevamente, a menos que el efecto de dilatación del tiempo pueda enfocarse de alguna forma, como el ejemplo del campo de fuerza, para casi congelar el movimiento de las islas. Esto probablemente también significaría que las islas eran puntos fijos geográficamente y no se movían, este segundo punto facilitaría la continuación de la civilización ya que los enlaces de comunicación entre las islas serían más fáciles si no se estuvieran moviendo.

Los Antiguos lo hicieron... han pasado 5000 años, tal vez los descendientes de los constructores originales de cualquier dispositivo que mantenga las islas volando hayan perdido una gran cantidad de información sobre cómo se hizo, sabiendo solo que los Antiguos tenían grandes poderes e hicieron el mundo tal como es. Esto podría suceder si las comunicaciones entre las islas no fueran posibles debido a la catástrofe, también las islas con poblaciones pequeñas pueden sufrir de endogamia que podría causar una pérdida de la capacidad mental necesaria para comprender los métodos utilizados.

Campo de fuerza que envuelve a las islas como una burbuja y sobrecarga en los polos partículas antigravedad que mantienen a la isla en un equilibrio permanente entre caída y flotación.

La fuente de energía, una combinación de antimateria o fusión fría debería ser suficiente, agregue una colonia en Marte como medida de seguridad en caso de que la historia necesite la parte 2 y si desea que ocurra algún intercambio.

Editado como dijo @sphennings en los comentarios, si solo consideramos una plausibilidad científica para esta pregunta, la respuesta es no. Mantener grandes masas de tierra flotando necesita una cantidad de energía que sería absurdo incluso calcular (por la cantidad de tiempo que desea "en su lugar durante milenios significativos") y sería mejor utilizada para colonizar otro planeta en ese punto.

La humanidad aún no ha encontrado una fuente de energía que se acerque a la producción que necesita y en la masa necesaria (recuerde que el combustible también tiene masa...)

Quiero decir, ¿puede funcionar la baja gravedad? Si el planeta tiene una gravedad realmente baja y su gas se acumula debajo del planeta, mantendría las islas en el aire. El aire comprimido o algo podría dispararse y hacer que la isla de baja gravedad flote.

Bastante seguro de que esto se puede hacer sin gases, imanes, magia, etc., logrando la velocidad correcta de las islas que giran alrededor del planeta a la distancia correcta del planeta. Si la isla gira en la misma dirección que el planeta, las islas pueden flotar sobre el mismo lugar del planeta. Si el planeta, digamos, gira más rápido que la Tierra, tiene una masa más pequeña y una capa de atmósfera mucho más gruesa, las islas pueden flotar a una altura no excesiva en el espacio. Wikipedia lo explica mejor: https://en.wikipedia.org/wiki/Geostationary_orbit