Полоземье

[Эгалитарный Эусоциалист]

Представим теоретический рукотворный астрономический объект. Это - крайне сплюснутая у полюсов полая сфера с полярным радиусом в 8 земных, экваториальным в 14 земных и радиусом в 12 земных на широте в 45°. Экваториальная скорость вращения - 23.4 км/с. Сила тяжести на экваторе - 0.166g,  на полюсе - 2.4 g, на широте в 45° - g. При этом, каменистая оболочка, по плотности равная Земле, и укреплённая каким-то ИЛМ-ным способом имеет толщину всего лишь в 0.4 радиуса земли - дальше начинается заполненная азотнокислородной смесью аналогичного воздуху состава полость. 

Ровно в центре масс объекта находится сфера радиусом в 10 см, полностью аналогичная нейтронной звезде по строению, температура же поверхности сферы достигает 10^6 К. Сфера не остывает, не может сменить расположение и скорость относительно остального объекта, вращается в противоположном ему направлении с равной по модулю угловой скоростью. 

Сам объект находится в зоне обитаемости оранжевого карлика, с инсоляцией на экваторе равной 1.2 земной в аналогичной области. Наклон оси - ровно 25°.

Атмосфера у внешней поверхности объекта аналогична земной по составу и плотности. 80% внешней поверхности покрыто водой. Северный полюс занят коллосальным континентом площадью втрое превышающим поверхность земли, около экватора в южном полушарии по параллелям лежат два континента, площадями в 2 и 4 земли соответственно. Остальная суша - относительно небольшие континенты площадью не больше 1.4 евразийской и многочисленные архипелаги. Внутренняя поверхность гориста, покрыта многочисленными скалами, за исключением преймущественно равнинной приэкваториальной области. Экватор полностью занят единственным крупным внутренним водоемом. 

Внешнюю и внутреннюю поверхности соединяют редкие проходы-пещеры. 

Изменено 7 Sep 2022 пользователем Эгалитарный Эусоциалист

[Vasilisk]

температура же поверхности сферы достигает 10^6 К

 

 

При такой температуре эта сфера будет излучать на частоте примерно 3 нанометра,  то есть в рентгеновском спектре. Если состав атмосферы внутренней полости соответствует земной, то она прозрачна для такого излучения, так что всё живое во внутренней полости будет получать живительную дозу. Мощность которой пусть посчитают коллеги, которым не лень подставлять цифирки в соответствующие формулы. 

Изменено 7 Sep 2022 пользователем Vasilisk

[Эгалитарный Эусоциалист]

прозрачна для такого излучения

Но, простите, ведь существует формула, что I =I0×e^(-kd)

Где I - интенсивность излучения, d - расстояние пройденное в поглощающей среде, а коэффициент k пропорционален n³λ³. Следовательно, поскольку тут проходимое расстояние минимум на 7 порядков больше необходимого для остановки рентгена более тяжёлыми элементами, то слой вполне непрозрачен. 

Это также подтверждается тем, что слой половинного ослабления гамма излучения равен 150 метрам. Следовательно слой воздуха толщиной в 73 903,6 километров - вполне достаточная защита. 

 

Изменено 8 Sep 2022 пользователем Эгалитарный Эусоциалист

[de_Trachant]

Ровно в центре масс объекта находится сфера радиусом в 10 см, полностью аналогичная нейтронной звезде по строению, температура же поверхности сферы достигает 10^6 К.

Тэкс. Давайте-ка посчитаем. При плотности 10^15 г/см3 и размере в 10 см весить такая штучка будет 0,71 масс Земли,т.е. ~4250 * 10^21 кг. Вроде не страшно. Страшно другое. При заданных температуре и радиусе это даёт светимость в 0,185 солнечных, и "зону златовласки" в 0,43 от солнечной. Унутре сожжёт все к гребеням.

 

[Эгалитарный Эусоциалист]

Давайте-ка посчитаем

Простите? Я считал по формуле L = σST⁴ и у меня вышло 2×10^-11 солнечной светимости. Аналогично, в случае с массой вышло нечто около 0.7×10^-12 земных масс. 

Если что, расчеты:

 

k= L1/Lс = σS1T1⁴/σSсTс⁴=r²T1⁴/R²Tс⁴

k = 10^-2 ×10^24 / (695 500 000² × 5760⁴) = 10²²/(6.955² ×10¹⁶ ×5.76⁴ × 10¹²) ≈ 10^-6/(48.37×1100.75) ≈10^-6/(5×10⁴)=10^-10/5 = 2 × 10^-11

 

Изменено 8 Sep 2022 пользователем Эгалитарный Эусоциалист

[Ринн]

Подразумевается, что на внутренней поверхности обратная гравитация? За счёт чего?

[de_Trachant]

в случае с массой вышло нечто около 0.7×10^-12 земных масс.

радиус 0,1 м

объём = 4/3 * пи * куб радиуса = 0,00418879 м3

плотность = 10^15 г/см3 = 10^18 кг/м3

масса = плотность * объём = 4,19 ^15 кг. Действительно, слегка (на шесть порядков) я промахнулся. Это 0,00000419 * 10^21, то есть 0,00000007% земной массы. Масса Земли = 0,00003% от массы Солнца, отсюда масса этого объекта получается равна 0,00000000000002% или 2*10^-16 солнечной. 

Теперь светимость. Радиус равен 0,1 м, это 1,44*10^-7 радиуса Солнца.

Светимость относительно солнечной будет равна радиусу относительно солнечному в квадрате умноженному на температуру относительно солнечной в четвёртой степени. 10^6 это 1730,7 светимостей Солнца. 1,44*10^-7 в квадрате это 2,07^-14. 1730,7 в четвёртой степени - это 8,97*10^12. Перемножая, получаем 0,18547 от солнечной светимости, что равно 0,713*10^26 Вт или же 0,716*10^33 эрг/с. Радиус эффективной температуры относительно солнечной равен корню из светимости относительно солнечной, а это 0,43 АЕ.

 

[Эгалитарный Эусоциалист]

обратная гравитация? За счёт чего?

Для этого введена столь высокая скорость вращения. Она создаёт "обратную гравитацию" в экваториальной зоне. При этом около полюсов невесомость. 

[de_Trachant]

Светимость относительно солнечной

Кстати, возможно здесь я неправ, т.к. зависимость светимость-температура-радиус скорее всего работает только для главной последовательности

Изменено 8 Sep 2022 пользователем de_Trachant

[Ринн]

Для этого введена столь высокая скорость вращения. Она создаёт "обратную гравитацию" в экваториальной зоне. При этом около полюсов невесомость.

Тогда и снаружи также?

[Эгалитарный Эусоциалист]

1730,7

Вы на один порядок промахнулись. Эффективная температура поверхности солнца - 5760К, следовательно температура больше в 173 раза. 

[de_Trachant]

Вы на один порядок промахнулись.

Шайзе. Вот и мораль: никогда не лезьте в эксель с похмелья

Тогда светимость относительно солнечной = 0,00002. Правда, R/Rэф всё равно 0,004АЕ, а это 600 тыс.км.

Изменено 8 Sep 2022 пользователем de_Trachant

[Эгалитарный Эусоциалист]

1,44*10^-7

И тут на три порядка. 0.1/696 340 000 = 1.44 ×10^-10

Тогда и снаружи также?

Но снаружи ее компенсирует сила притяжения объекта, но сила тяжести на экваторе все равно очень низкая. 

Изменено 8 Sep 2022 пользователем Эгалитарный Эусоциалист

[de_Trachant]

И тут на три порядка

Чьёрт. Слона-то в виде километров я и не приметил. Стыдно, стыдно. Тогда светимость - 2*10^-11 солнечной, R/Rэф = 4,3*10^-6, и это 644 с копейками километра. Тогда все унутре замёрзнут.

Изменено 8 Sep 2022 пользователем de_Trachant

[Эгалитарный Эусоциалист]

унутре замёрзнут

Но тут ведь есть не только классическая потеря энергии излучением. Тут ещё и свой эффект оказывает и вращение сферы в обратном направлении - что создаёт в глубоких внутренних слоях противотекущие газовые потоки, что, в свою очередь, тоже идёт на разогрев внутренней среды. Хотя, можно и увеличить радиус сферы до 10 метров - всё равно с внутренней поверхности угловой размер почти не изменится. 

[de_Trachant]

увеличить радиус сферы до 10 метров

R/Rэф = 64431,8 км = 10,11 радиусов Земли. На полюсах будет слегка поджаривать, на экваторе будет довольно холодно. В целом, наверное, норм

[Эгалитарный Эусоциалист]

Теперь понять нужно, как внутри атмосфера будет циркулировать. Ведь самые горячие точки - полюса, самые "высокие", относительно местного вектора гравитации, а экватор - самый "низкий". Лично у меня есть несколько идей:

Экваториальный океан обладает самым низким альбедо, следовательно над ним будет теплее чем прямо возле него и воздух будет подниматься. 

Так как сфера не идеальна, лучи из центра не везде попадают под прямым углом - следовательно, возможен такой участок, на котором ниже температура больше из-за более близкого к прямому угла попадания света. 

По "стенкам" воздух поднимается вверх, когда на его место приходит холодный из центральных областей. 

[Vasilisk]

Это также подтверждается тем, что слой половинного ослабления гамма излучения равен 150 метрам.

 

Вот только ваше центральное тело светит не в гамма-диапазоне, его длина волны — 3 нанометра, это мягкий рентген, близкий к уф-диапазону. Не нашёл в популярных источниках процент его поглощения чистой атмосферой, но водяной пар (не говоря уже о жидких каплях и твёрдых зольных частицах) в принципе действительно будет задерживать подобное излучение. Если, конечно, в центре вашей внутренней полости он есть в заметных количествах.

 

Однако дело в другом. Этот ваш источник в центре излучает на указанной длине волны. Он будет очень сильно нагревать окружающую его атмосферу и видимый свет может получиться именно от нагрева этой центральной области. А может и не получиться, в зависимости от конкретного механизма конвенции и, соответственно, температурных слоёв в этой области — пик мощности, например, может прийтись на инфракрасное излучение. Так что принимать по умолчанию, что ваш источник энергии в центре будет светить в видимом людьми (и привычном для нашей биосферы) спектре — заведомо неправильно.

[Эгалитарный Эусоциалист]

Так что принимать по умолчанию,

Я не принимаю это по умолчанию, но предрасположен, что на видимый людьми свет будет проходиться меньшая часть излучения - то есть, центральная область область будет как бы в вечных сумерках. 

 

А вообще, я считаю что непосредственно контактирующее с источником вещество будет, разогреваясь в близких слоях, подниматься до уровня равновесия центробежной силы с притяжением источника, откуда, отдавая энергию, опускаться обратно в близкие к нему слои. 

[AlexOrex]

Во внутренней полости проблема холода вообще не будет стоять, будет стоять проблема охлаждения - терять-то тепло некуда (хоть излучением, хоть теплопроводностью, хоть конвекцией). Тысячи километров толщи оболочки будут отлично теплоизолировать, притом, что снаружи оболочку тоже греет звезда. Так что центральная нейтронка (точнее, огненный шар воздуха вокруг неё) пусть будет давать свет только для ориентирования. Ввиду огромной толщи атмосферы, свет дойдет до оболочки весьма рассеянным. Получаются вечные сумерки, ровный теплый, если не жаркий климат, малая сила тяжести. Для динозавров самое то), правда, фотосинтез для их прокормления будет идти с трудом. А если в оболочке есть свой подогрев недр (приливы, остаточное тепло, распад элементов), то и в полости будут сравнимые температуры (даешь высокотемпературную кремниевую жизнь, с троллями и драконами).

[taras-proger]

Сфера размером с Луну уже рухнет внутрь себя.