Ce se întâmplă dacă stai pe marginea unei planete pătrate?

Cel mai bun răspuns

Din păcate, o planetă cubică este imposibilă din punct de vedere fizic. Orice corp ceresc suficient de masiv pentru a avea propriul său câmp gravitațional va exercita aceeași cantitate de gravitație pe fiecare parte a suprafeței sale, deci cu excepția oricăror anomalii (sau a unei viteze de rotație extrem de rapide, producând o planetă în formă de ou), aproape fiecare planetă cunoscută este aproximativ sferic.

Dar, dacă ar fi posibil ca o planetă cubică să existe, atracția gravitațională ar atrage întotdeauna obiecte în direcția miezului. Deci, dacă ați sta pe o margine, ar părea că ați sta pe vârful ascuțit al unui lanț muntos gigantic, cu fiecare parte înclinată în fața și în spatele vostru. Dar gravitația te va trage în continuare direct în jos.

Răspunde

Nu, nu putea. Prin definiție, o planetă este sferică.

Definiția unei planete

Uniunea Astronomică Internațională definește o planetă ca un corp ceresc care:

1. se află pe orbita în jurul Soarelui.
2. Are suficientă masă pentru a-și asuma echilibru hidrostatic (o formă aproape rotundă) și;
3. A „ eliminat vecinătatea ” din jurul orbitei sale.

Desigur, acest lucru exclude toate exoplanetele de la a fi planete din cauza lor care nu orbitează Soarele. Jean-Luc Margot în lucrarea sa Un criteriu cantitativ pentru definirea planetelor prezintă o modalitate de definire planete bazate pe o estimare a masei stelei, a masei planetei și a perioadei sale orbitale, care ar include toate planetele sistemului solar, precum și toate exoplanetele.

Presupun că, conform criteriului lui Margot, o planetă cubică este de fapt permis. Dar fizica o va permite?

De la cub la sferă

Dacă lumea ar avea forma unui cub, colțurile ar fi trase în jos spre centru de gravitație. O sferă este astfel cea mai optimă formă, unde masa este trasă cât mai departe posibil spre centru. Ca atare, colțurile unei planete cubice s-ar prăbuși, și se vor produce cutremure masive în timp ce planeta se transformă dintr-un cub într-o sferă. Aceasta este singura formă stabilă sub gravitația sa, astfel încât toate obiectele cu masă suficientă devin sferice.

Secțiunea transversală a unei fețe: gravitația indică încă aproximativ spre centrul cubului-Pământ. Ca rezultat, apa (albastru) și aerul (albastru deschis) curg „în jos” și se acumulează în centrul fiecărei fețe. Singurul teren care ar putea fi locuit este terenul care înconjoară marea, unde aerul se întâlnește cu solul (linii verzi). (Sursa imaginii: AskAMathematician )

Planeta cubică

Dar dacă presupunem că acest lucru nu se întâmplă, atunci sunt obligate să existe unele efecte ciudate. Cu cât mergeți mai departe la orice margine, cu atât solul pare să încline mai mult, pe măsură ce gravitația vă trage spre centrul oricărei fețe date a cubului. Toată apa s-ar fi bălțuit în centrul fețelor și a merge la orice margine ar fi ca urcarea pe un munte înclinat treptat, cu marginile ca niște lanțuri de munte. Pentru a obține mai multe informații despre modul în care funcționează acest lucru, vă pot recomanda următorul videoclip: Vsauce’s ‘Is Earth really flat?’ . Nu este același scenariu, dar vă va oferi o idee despre modul în care gravitația poate acționa în așa fel încât pare să urcați pe un munte.

Planeta cubică. (Imagine: copyright © 2017 Martin Silvertant. Toate drepturile rezervate.)

Cea mai mare parte a suprafeței planetei va avea o atmosferă prea subțire pentru a susține viața. Zonele albe sunt regiuni cu acoperire de zăpadă preeminentă, verdele este un teren locuibil și oceanele albastre.

Fiecare față ar părea efectiv un bol, în care totul gravitează spre centrul fiecărei fețe. Oceanele ar fi acolo și mai adânci decât sunt acum. Dar atmosfera ar fi legată și de centrele fețelor, în timp ce marginile ar fi expuse direct spațiului. În mod eficient, cineva ar putea ajunge la spațiu de la sol, ceea ce ar fi un avantaj distinct pentru astronomie și explorarea spațiului, deoarece telescoapele ar putea fi construite în afara atmosferei, iar deplasarea în spațiu ar fi și mai ușoară. Acest lucru ar face astronomia mai ieftină și ar îmbunătăți foarte mult calitatea imaginii.

Gravitația pe un Pământ cubic

Pe un Pământ cubic, gravitația ar fi mult mai slabă lângă margini și colțuri decât în ​​centrul fiecărei fețe, deoarece colțurile sunt mai departe de centrul de masă al cubului.Figura de mai jos arată magnitudinea forței de greutate pe suprafața fiecărei fețe a cubului, normalizată de 1 Pământ g.

Forța de greutate de pe suprafața cubului, în pământul g. (Sursa imaginii: PossiblyWrong )

La centrul fiecărei fețe forța de greutate este de aproximativ 1 g , dar la fiecare colț , este doar 0,646 g . Ca atare, o persoană care cântărește 200 de kilograme. pe Pământ ar cântări doar 129 de lbs în picioare pe un colț de Pământ cubic.

Unghiuri pe un Pământ cubic

Așa cum ați fi putut observa din videoclipul Vsauce, forța gravitațională nu este întotdeauna „în jos” – adică nu întotdeauna perpendiculară. Pe măsură ce mergeți din centrul unei fețe spre un colț, gravitația face ca fața plană a cubului să pară din ce în ce mai abruptă, până când în cele din urmă urcați lanțurile montane, mai degrabă decât să mergeți. Acest lucru se datorează faptului că forța gravitațională este direcționată aproximativ spre centrul cubului, astfel încât singurul punct sau regiune în care forța gravitațională indică de fapt perpendicular pe suprafață este în centrul fiecărei fețe, așa cum puteți vedea în imaginea de mai jos.

„abruptul” dealului perceput, sau unghiul în grade dintre vectorul gravitațional și suprafața cubului normal (vector perpendicular). (Sursa imaginii: PossiblyWrong )

Direcția gravitației pe un Pământ cubic

Direcția forței gravitația nu este întotdeauna spre centrul cubului; direcția forței de greutate se abate de la centrul cubului cu aproape 14 ° în unele locuri, așa cum se arată în imaginea de mai jos. Acest efect general contracarează efectul de abrupt descris mai sus, abaterea fiind zero la centrul fiecărei fețe, la centrul fiecărei margini și la colțuri.

Unghiul în grade dintre vectorul gravitațional și vectorul până la centrul cubului. (Sursa imaginii: PossiblyWrong )

În cele din urmă, cu cât ești mai aproape de o margine, cu atât mai multă gravitație îl va face să te simți ca și cum ai fi pe o pantă. Ca atare, fiecare față de pe o planetă cubică va simți că are forma unui bol. Prin urmare, de asemenea, apa se adună în centrul fiecărei fețe.