KöNNTEN WIR KüNSTLICHE SCHWERKRAFT ERZEUGEN?

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Es ist ein Grundnahrungsmittel für Scifi und eine Voraussetzung, wenn wir langfristig im Weltraum reisen wollen. Werden wir jemals künstliche Schwerkraft entwickeln?

Man kann mit Sicherheit sagen, dass wir einen erheblichen Teil unseres Lebens mit Science-Fiction verbracht haben.

Berks, Videos, Filme und Spiele.

Science Fiction ist großartig für die Fantasie, es ist reich an Eisen und Kalzium und führt uns an Orte, die wir niemals besuchen könnten. Es hilft uns auch zu verstehen und vorherzusagen, was in Zukunft passieren könnte: Tablet-Computer, Klonen, Telekommunikationssatelliten, Skype, magische Schiebetüren und Rasierer mit 5 Klingen.

Dies sind nur einige der Vorhersagen, die Science-Fiction gemacht hat und die wahr geworden sind.

Dann gibt es eine ganze Reihe von Vorhersagen, die noch nicht geschehen sind, aber dennoch möglich sind. Unterhaltsame Dinge wie die Apokalypse des Klimawandels, die reguläre Roboterapokalypse, die Riesenroboterapokalypse, die Alieninvasionsapokalypse, die Apokalypseapokalypse, die Kometenapokalypse und die Großen Brawndo Hungersnot von 2506.

Ganz zu schweigen von Dingen, die wahrscheinlich niemals passieren werden, Dinge, die gemäß den Naturgesetzen nicht möglich sind. Schneller als Licht, sofortige Teleportation und die Fähigkeit, ganze Planeten mit einem Raumstations-Laserpointer zu zerstören.

Aber es gibt eine zukünftige Technologie, eine massive Verletzung der Gesetze der Physik, die in fast jedem Buch, jeder Show und jedem Film, die Sie erwähnen können, eine Rolle spielt.

Ich verspreche Ihnen, wenn Autoren, Drehbuchautoren und Regisseure versuchen würden, die Gesetze der Physik auch nur mit einem Hauch von Genauigkeit einzuhalten, würde sich Ihr Lieblings-Scifi ganz anders entwickeln.

Ich spreche von künstlicher Schwerkraft.

Es ist magisch. Captain Kirk kann tatsächlich auf der Brücke der USS Enterprise * stehen * und steht einfach da. Er kann in der Messe sitzen und ein Pint Romulan Ale genießen, das nicht in einer Plastiktüte serviert wird, oder einfach ohne eine verrückte Saugtoilette auf die Toilette gehen.

Ich verstehe, dass sich Scifi-Autoren Raumschiffe wie Hochseeschiffe vorstellen, die sich jedoch im Weltraum befinden.

Hier gehen sie schief.

Auf der Erde können Sie auf dem Deck Ihres Kriegsschiffes stehen, Ihr Romulanisches Ale aus einem offenen, nicht zusammenklappbaren Behälter trinken, und das alles dank Ihnen, der Schwerkraft. Die Erde zieht das Ale in Richtung seiner Mitte, und es wird von dem Glas gestoppt, das von Ihrem Fleisch und Skelett gestoppt wird, von Ihren gut polierten Stiefeln, von den Tellern auf dem Deck des Schiffes, die vom Rest gehalten werden a das Schiff, das vom Auftrieb aufgehalten wird und alles daran hindert, alles in die Mitte des Planeten oder zumindest auf den Meeresboden zu bringen.

Draußen im Weltraum keine Schwerkraft. Sie haben die Besatzung an Bord der Internationalen Raumstation gesehen.

Sobald Sie sich in der Schwerelosigkeit befinden, schweben Sie wie ein Ballon herum. Sie müssen trinken und in eine Tube pinkeln, und eine davon beinhaltet einen Staubsauger. Protip: Verwechseln Sie diese Röhrchen nicht.

Am wichtigsten ist, dass, sobald sich ein Raumschiff in Bewegung setzte oder Ausweichmanöver unternahm, jeder wie knusprige, fleischige Bingobälle Tischtennis spielte.

Werden wir jemals künstliche Schwerkraft entwickeln?

Der einzige Weg, um die Schwerkraft zu erreichen, ist die Masse. Je mehr Masse, desto mehr Schwerkraft bekommt man. Ohne Masse kann man keine Schwerkraft haben.

Bevor wir weiter gehen, gibt es keine Anti-Schwerkraft.

Nun, das ist aus dem Weg, es gibt einige Möglichkeiten, wie wir es vortäuschen können.

Die Schwerkraft, die wir fühlen, ist eigentlich nur eine Beschleunigung zum Erdmittelpunkt bei 9,8 Metern pro Sekunde im Quadrat oder 1G.

Wie Einstein uns gezeigt hat, ist alles relativ. Wenn Sie sich in einem Raumschiff befinden und es mit einer Geschwindigkeit von 1 G von der Erde weg beschleunigt, würde es sich genauso anfühlen, wenn Sie auf dem Boden stehen.

Dies ist als konstante Beschleunigung bekannt, und wenn Sie ein Raumschiff irgendwie mit so viel Energie antreiben könnten, wäre es genau das, was Sie brauchen.

Willst du zum Mond? Beschleunigen Sie anderthalb Stunden bei 1G, drehen Sie sich um und bremsen Sie für dieselbe Zeit ab. Sie würden nicht nur in weniger als 3 Stunden zum Mond gelangen, sondern auch die Schwerkraft der Erde die ganze Zeit erlebt haben.

Willst du nach Jupiter fliegen? Es würde nur etwa 80 Stunden Beschleunigung und dann 80 Stunden Verzögerung dauern. Auf halber Strecke legen Sie mehr als 2.800 Kilometer pro Sekunde zurück, was fast 1% der Lichtgeschwindigkeit entspricht.

Willst du ein Lichtjahr reisen? Beschleunigen Sie etwa ein Jahr lang und dann ein Jahr lang. In der Mitte werden Sie die Lichtgeschwindigkeit erreichen.

Oh oh. Da ist das Problem. Wie Sie wahrscheinlich wissen, benötigt die Lichtgeschwindigkeit immer mehr Energie. Und Sie können nicht schneller als mit Lichtgeschwindigkeit fahren. Mit dieser Methode können Sie also jeweils nur etwa ein Lichtjahr reisen.

Ich bin mir sicher, dass Sie Arthur C Clarke-Fans wissen, dass dies viel weniger Energie erfordert: künstliche Schwerkraft durch zentripetale Kraft… Drehen.

Nehmen Sie ein ausreichend großes Raumschiff und drehen Sie es.

Dank der Trägheit würden frei schwebende Objekte innerhalb des Raumfahrzeugs wie Astronauten versuchen, in den Weltraum zu fliegen, aber der Rumpf des Raumschiffs würde sie im Inneren halten.

Um dies bequem zu machen, benötigen Sie ein ringförmiges Raumschiff mit einem Radius von 250 Metern. Dieser Ring müsste sich ungefähr zweimal pro Minute drehen, damit Astronauten innerhalb des Raumfahrzeugs 1 G erfahren können.

Der Bau eines solchen Raumfahrzeugs ist eine technische Herausforderung, aber wahrscheinlich in Reichweite unserer aktuellen Technologie.

So etwas würde uns helfen, das Sonnensystem ohne die gesundheitlichen Risiken der Mikrogravitation zu erkunden.

Das ist richtig, Mikrogravitation ist nicht nur super nervig, wenn man versucht zu pinkeln, sondern es wird dich auch ruinieren.

Wenn wir die Antigravitation nicht entdecken, werden wir wahrscheinlich nie die künstliche Schwerkraft haben, die wir in Science Fiction sehen. Leider werden es auf absehbare Zeit riesige rotierende Ringe sein.

Was ist Ihre Lieblings-Science-Fiction-Geschichte, die das Problem der künstlichen Schwerkraft offenbar ignoriert hat? Sagen Sie es uns in den Kommentaren unten.