Was ist, wenn Sie am Rand eines quadratischen Planeten stehen?

Beste Antwort

Leider ist ein kubischer Planet physikalisch unmöglich. Jeder Himmelskörper, der massiv genug ist, um ein eigenes Gravitationsfeld zu haben, übt auf jeden Teil seiner Oberfläche die gleiche Schwerkraft aus. Abgesehen von Anomalien (oder extrem schnellen Rotationsgeschwindigkeiten, die einen eiförmigen Planeten erzeugen) ist fast jeder Planet bekannt ungefähr kugelförmig.

Wenn es jedoch möglich wäre, dass ein kubischer Planet existiert, würde die Anziehungskraft immer Objekte in Richtung des Kerns anziehen. Wenn Sie also auf einer Kante stehen, scheint es, als würden Sie auf dem scharfen Gipfel eines riesigen Gebirges stehen, wobei jede Seite vor und hinter Ihnen abfällt. Aber die Schwerkraft würde Sie immer noch direkt nach unten ziehen.

Antwort

Nein, das konnte nicht. Per Definition ist ein Planet sphärisch.

Definition eines Planeten

Die Internationale Astronomische Union definiert einen Planeten als ein Himmelskörper, der:

1. sich in einer Umlaufbahn um die Sonne befindet.
2. Hat eine ausreichende Masse, um ein hydrostatisches Gleichgewicht anzunehmen (eine fast runde Form) und;
3. Hat „ die Nachbarschaft geräumt “ um seine Umlaufbahn.

Dies schließt natürlich aus, dass alle Exoplaneten Planeten sind, da sie die Sonne nicht umkreisen. Jean-Luc Margot in seiner Arbeit Ein quantitatives Kriterium für die Definition von Planeten bietet eine Möglichkeit zur Definition Planeten basierend auf einer Schätzung der Masse des Sterns, der Masse des Planeten und seiner Umlaufzeit, die alle Planeten des Sonnensystems sowie alle Exoplaneten umfassen würde.

Ich nehme an, dass nach Margots Kriterium ein kubischer Planet ist eigentlich erlaubt. Aber wird die Physik es zulassen?

Vom Würfel zur Kugel

Wenn die Welt wie ein Würfel geformt wäre, wäre die Ecken würden durch die Schwerkraft zum Zentrum hinuntergezogen. Eine Kugel ist somit die optimalste Form, bei der die Masse so weit wie möglich in die Mitte gezogen wird. Als solches würden die Ecken eines kubischen Planeten zusammenbrechen und massive Erdbeben entstehen, während sich der Planet von einem Würfel in eine Kugel verwandelt. Dies ist die einzige stabile Form unter ihrer Schwerkraft, sodass alle Objekte mit ausreichender Masse kugelförmig werden.

Querschnitt eines Gesichts: Die Schwerkraft zeigt immer noch ungefähr auf den Mittelpunkt der Würfelerde. Infolgedessen fließen Wasser (blau) und Luft (hellblau) „bergab“ und sammeln sich in der Mitte jeder Fläche an. Das einzige Land, das bewohnt werden könnte, ist das Land um das Meer, wo die Luft auf den Boden trifft (grüne Linien). (Bildquelle: AskAMathematician )

Kubischer Planet

Aber wenn wir annehmen, dass dies nicht geschieht, dann muss es einige seltsame Effekte geben. Je weiter Sie zu einer Kante gehen, desto mehr scheint sich der Boden zu neigen, da die Schwerkraft Sie zur Mitte einer bestimmten Fläche des Würfels zieht. Das ganze Wasser würde sich in der Mitte der Gesichter pfützen, und zu jedem Rand zu gehen wäre wie auf einen allmählich ansteigenden Berg zu klettern, wobei die Ränder wie Gebirgszüge sind. Um mehr darüber zu erfahren, wie dies funktioniert, kann ich das folgende Video empfehlen: Vsauces „Ist die Erde tatsächlich flach?“ . Es ist nicht dasselbe Szenario, aber es gibt Ihnen eine Vorstellung davon, wie die Schwerkraft so wirken kann, dass es so aussieht, als würden Sie einen Berg besteigen.

Kubischer Planet. (Bild: Copyright © 2017 Martin Silvertant. Alle Rechte vorbehalten.)

Der größte Teil der Oberfläche des Planeten weist eine Atmosphäre auf, die zu dünn ist, um das Leben zu unterstützen. Die weißen Bereiche sind Regionen mit herausragender Schneedecke, das Grün ist lebenswertes Land und die blauen Ozeane.

Jedes Gesicht scheint praktisch wie eine Schüssel, in der sich alles zur Mitte jedes Gesichts hin bewegt. Die Ozeane wären da und tiefer als jetzt. Aber die Atmosphäre wäre auch an die Mitte der Gesichter gebunden, während die Kanten direkt dem Raum ausgesetzt wären. Tatsächlich wäre man in der Lage, den Weltraum vom Boden aus zu erreichen, was ein deutlicher Vorteil für die Astronomie und die Erforschung des Weltraums wäre, da Teleskope außerhalb der Atmosphäre gebaut werden könnten und der Einsatz im Weltraum ebenfalls einfacher wäre. Dies würde die Astronomie billiger machen und die Qualität der Bildgebung erheblich verbessern.

Schwerkraft auf einer kubischen Erde

Auf einer kubischen Erde wäre die Schwerkraft in der Nähe der Kanten und Ecken viel schwächer als in der Mitte jeder Fläche, da die Ecken weiter vom Massenschwerpunkt des Würfels entfernt sind.Die folgende Abbildung zeigt die Größe der Schwerkraft über der Oberfläche jeder Würfelfläche, normalisiert durch 1 Erde g.

Die Schwerkraft auf der Würfeloberfläche in Erdg. (Bildquelle: Möglicherweise falsch )

In der Mitte jeder Fläche beträgt die Schwerkraft ungefähr 1 g , jedoch an jeder Ecke , es ist nur 0,646 g . Als solche eine Person mit einem Gewicht von 200 Pfund. auf der Erde würde nur 129 lbs wiegen, wenn sie an einer Ecke der kubischen Erde stehen.

Winkel auf einer kubischen Erde

Wie Sie vielleicht aus dem Vsauce-Video gesehen haben, ist die Schwerkraft nicht immer „unten“ – das heißt, nicht immer senkrecht. Wenn Sie von der Mitte eines Gesichts in Richtung einer Ecke gehen, scheint die flache Seite des Würfels durch die Schwerkraft immer steiler zu werden, bis Sie schließlich Bergketten erklimmen, anstatt zu gehen. Dies liegt daran, dass die Schwerkraft ungefähr auf den Mittelpunkt des Würfels gerichtet ist. Der einzige Punkt oder Bereich, an dem die Schwerkraft tatsächlich senkrecht zur Oberfläche nach unten zeigt, befindet sich in der Mitte jeder Fläche, wie Sie in der Abbildung sehen können Bild unten.

Die „Steilheit“ des wahrgenommenen Hügels, oder der Winkel in Grad zwischen dem Schwerkraftvektor und der Würfeloberfläche normal (senkrechter Vektor). (Bildquelle: Möglicherweise falsch )

Richtung der Schwerkraft auf einer kubischen Erde

Die Richtung der Kraft der Schwerkraft ist nicht immer in Richtung des Würfelzentrums; Die Richtung der Schwerkraft weicht an einigen Stellen um fast 14 ° vom Mittelpunkt des Würfels ab, wie in der Abbildung unten gezeigt. Dieser Gesamteffekt wirkt dem oben beschriebenen Steilheitseffekt entgegen, wobei die Abweichung in der Mitte jeder Fläche, in der Mitte jeder Kante und an den Ecken Null ist.

Der Winkel in Grad zwischen dem Schwerkraftvektor und dem Vektor zur Mitte des Würfels. (Bildquelle: Möglicherweise falsch )

Je näher Sie einer Kante kommen, desto mehr Schwerkraft vermittelt das Gefühl, am Hang zu sein. Als solches fühlt sich jedes Gesicht auf einem kubischen Planeten wie eine Schüssel an. Daher sammelt sich auch das Wasser in der Mitte jeder Fläche