Vodní mimozemšťané a účinky zrychlení v kosmickém letu

Odpověď je ne; nebudou ani schopni odolat normálním limitům zrychlení člověka. Ne kvůli tlaku (vyvolanému konstantní zrychlením), ale kvůli změně hybnosti v jejich prostředí (způsobené náhlými změnami v akcelerace, zejména na začátku spuštění).

Jednoduchý experiment, který to vysvětluje (nezkoušejte to doma upravovat – z etických důvodů, ne proto, že se obávám výsledků ); vezměte malou rybku a vložte do ní ještěrku, utěsněte ji a zatřeste s ní. Poté bude ještěrka bolet a více než trochu na vás naštvaná, ale bude naživu. akvárium plné vody a zlaté rybky, utěsněte vršek a zatřeste s ním. Vaše ryba bude téměř okamžitě mrtvá.

Další úpravy – Další analogií, kterou byste zde mohli zvážit, jsou rázové vlny způsobené Blast Fishing , který také během krátké doby způsobí velké změny hybnosti.

Proč? Protože voda je nestlačitelná střední (a je velmi hustý). Při jakékoli srážce je nejdeformovatelnějším objektem ten, který také absorbuje co nejvíce kinetické energie nárazu. Proto jsou moderní automobily ve srovnání se staršími vozy tak „křehké“, a tedy mnohem bezpečnější. Při nehodě se auto rozbije tak, že absorbuje co nejvíce kinetické energie, než dokáže, než přenese rovnováhu na vás. Starší, tuhší vozy to nedělají a v důsledku toho mnoho lidí zjistilo, co vlastně nejvíce deformovatelný objekt při srážce znamenal těsně před smrtí.

Vzduch je velmi stlačitelný (čte se jako deformovatelný v tato odpověď), což znamená, že může absorbovat hodně energie ve srovnání s její hmotností. Bohužel to neznamená mnoho, protože její hustota je velmi nízká, takže oba mají tendenci se navzájem vyvažovat. Přesto si náš ještěr musí dělat starosti s tím, že bude deformovatelným objektem pokaždé, když narazí na zeď na akváriu. Připoutejte ho a on to spraví mnohem lépe (proto bezpečnostní pásy).

Vaše ryba je naproti tomu v médiu, které je nejen nestlačitelné, ale také velmi husté. To znamená že to vezme hodně energie na to, aby vypustila celou tu vodu kvůli hmotě, a co je důležitější, náhlá změna zrychlení vrhne veškerou nestlačitelnou hmotu na vaši cestu, jakmile začnete s akcelerací drtí tě. To také znamená, že jakákoli forma manévrování v prostoru nebo s motorem, která způsobuje výrazné vibrace nebo otřesy, vzbuzuje obavy kvůli rychlým a velkým změnám hybnosti jiným než neustálé zrychlení podél vaší osy.

Problém s úvaha ve vaší otázce je, že vztlak není totéž jako tlak.Vztlak je relativní hustota, zatímco tlak je síla hmoty působící proti vám (jedná se o zjednodušení, ale funkčně správné). Jistě, tlak hluboko v hlubinách oceánu může být extrémní, ale může být také představen vašim tvorům pomalu – okamžitě nepřejdou z hloubky 10 metrů do hloubky 1 000 metrů, a to by je zabilo, aby to udělali. raketa, to je přesně to, co od nich žádáte, aby vydrželi.

Jsou mnohem lepší v nějaké formě gelu, který jim umožňuje dýchat, ale má nižší hmotnost a dokáže absorbovat většinu nárazu pro ně. Voda není tím nejlepším prostředkem, kde se člověk může ocitnout, když čelí náhlému zrychlení.

Komentáře

• Komentáře nejsou určeny pro rozšířenou diskusi; tato konverzace byla přesunuta do chatu .
• váš navrhovaný experiment je trochu podvádění. radíte nám, abychom to nezkoušeli, a domnívám se, že jste ani ‚ t. tak proč bychom měli věřit vašemu závěru? (aka citace nutná)
• Jinak řečeno: Protože létání s raketou je jako létání s permanentní explozí, létání s raketou v akváriu je jako permanentní rybolov dynamitem?
• I ‚ skeptický vůči vašemu tvrzení, že ještěrka unikne z velké části nezraněná poté, co byla udeřena o boky akvária, jak je ‚ otřeseno. Pokud je tato fotka legitimní, pak tato zlatá ryba přežila pád 1 m na podlahu ve své akváriu. Náhlé zpomalení na konci se ‚ t nejevilo jako fatální.
• S touto odpovědí musím nesouhlasit. Za prvé mám k výsledku tyto ‚ výhrady. Kromě toho je to ‚ úplně jiné než zrychlení v kosmickém letu, protože mísa se neustále třese. Mísa neustále zrychlená jedním směrem nebude mít žádné tlakové vlny, které by se přes ni šířily, protože je ‚ identická s vodním útvarem, který sedí na planetě s jiným gravitačním zrychlením. A konečně, srovnání s dynamitovým rybolovem je zcela bezvýznamné, protože použitá zrychlení jsou o mnoho řádů větší než ta, která se vyskytují při vesmírném letu.

Za předpokladu, že je vesmírná loď zcela naplněna vodou (tj. žádné vzduchové mezery), budou mít mimozemšťané dva účinky.

Za prvé, účinek zrychlení na vodní hmota v kosmické lodi. U jakéhokoli významného zrychlení bude gradient tlaku vody podél osy zrychlení. Předpokládejme 200 m dlouhou kosmickou loď se zrychlením 10 g. Na „přední straně“ lodi bude tlak vody zanedbatelný, na zadním konci bude ekvivalentní tlaku na Zemi v hloubce asi 2 km (asi 200 atmosfér). Pokud by kosmická loď zpomalila stejnou rychlostí, došlo by k téměř okamžitému obratu; tlakového spádu (nyní zanedbatelné v zadní části plavidla a 200 atmosfér vpředu). Tyto tlaky by se zvyšovaly na delší nádobě nebo s vyššími zrychleními – 500 m dlouhé a 20 g by vám poskytlo téměř okamžitých 1000 atmosfér. Ekvivalent k téměř okamžitému potápění na dno Marianského příkopu! Takže pokud se tvor spoléhal na plavecké měchýře pro umírnění vztlaku, měl by velké potíže (hlubinné ryby se dobře nedostanou, když jsou rychle vybagrovány na hladinu). Vnitřní zmatek v kosmické lodi by tento problém mohl vyřešit, ale pak během zrychlení by bylo velmi obtížné otevírat / zavírat dveře a pohybovat se.

Zadruhé, došlo by k efektu zrychlení v těle samotného tvora. Pozemní tvorové často zažívají významné místní zrychlení a otřesy v důsledku skoků, pádů atd., takže se vyvinuly tak, že vnitřní orgány různé hustoty jsou omezeny v poloze proti těmto silám. Mořský tvor, v závislosti na svém běžném způsobu dopravy ve vodě nemusí nemusí být těmto účinkům zrychlení / rozrušení v normálním životě (například medúzy). Pokud jsou zvyklí na polstrování ve vodě, mohou být jejich vnitřnosti citlivější na zrychlení než naše.

Takže odpověď by závisela na s pecifici tvora. Svalnatá, hluboce potápějící se sviňucha – možná. Floppy, plovoucí jelly-fish – pravděpodobně ne.

Komentáře

• Problém s umístěním v přední nebo zadní části lodi může určitě vyřešit zůstat uprostřed lodi během zrychlování a zpomalování.
• Nezapomínáte, že jsme většinou nestlačitelná voda? Náhlé změny tlaku jsou pro nás nebezpečné, protože nedávají vzduchovým prostorům v našich tělech (plíce, dutiny, vnitřní ucho …) čas na vyrovnání jejich tlaku s tlakem okolí.Rozpuštěné plyny jsou problémem, pouze pokud jste měli čas je absorbovat při tlaku relativně vyšším, než kterému jste následně vystaveni (dekompresní nemoc). Za předpokladu, že se tito mimozemšťané vyvinuli bez takových vzdušných prostorů a změny tlaku budou postupné, určitě by nejlepší mimozemšťan vypadal jako medúza?
• Vnitřní zmatení by zabránilo tomu, aby byl mimozemšťan vystaven dalšímu tlaku na příliš velké vodní plochy působí na ně, ale stále budou vystaveni působení g-síly. Fyziologickým účinkem toho je odběr krve do našeho oběhového systému buď směrem od nebo k našemu mozku, v závislosti na orientaci člověka na aklimatizaci. To by bylo stejné bez ohledu na médium, ve kterém plavete (nebo připoutané). Cizinec bez oběhového systému, jako je ten náš, by byl jistě imunní?
• o jakých lodích sníte? 500 m, 20 g vypadá divoce fantasticky. ‚ d se podívám více na rozměry kapsle Sojuz. výška vody možná 2 m.
• @chasly Uprostřed lodi o délce jsem navrhl, že maximální tlak bude polovina maximálního tlaku na koncích. Takže vysoké zrychlení by stále vedlo k významným tlakům. .

Dojde pouze k nárůstu ve vodním tlaku? Jsou zvyklí vypořádat se s extrémními změnami tlaku, když se ponoří hluboko a vrátí se do blízkosti povrchu svého oceánu. Určitě je tedy vysoká akcelerace neobtěžuje.

Největší problémy nastanou všude tam, kde jsou v jejich těle rozdíly v hustotě. Přemýšlejte o umístění ocelové kostky dovnitř forma jello. Když je vystavíte vyššímu tlaku, neděje se nic špatného (neexistují žádné vzduchové kapsy, které by se měly stlačit).

Ale jak to zrychlujete, měníte síly na hranici, kde hustota se mění. Hustší ocelová kostka chce být ve „spodní části“ pánve. Jak zvyšujete místní gravitační pole, tím větší jsou napětí potřebná k udržení hustot mimo pořadí.

Proveďte stvoření mají kosti? Citlivé, ale lehké orgány? Složité orgány s více tkáněmi různé hustoty? Čím větší je zrychlení, tím větší jsou síly, které se v nich objevují.

Ve studiích na lidech je největší poškození na hranici nebylo dosaženo plic nebo jiných aspektů prázdných prostor, ale sítnice. K tomu dochází zcela v uzavřeném zásobníku na kapalinu, ale při vysokých zrychleních stále podléhá poškození.

Ano, zvládnou vyšší zrychlení. Na to odpověděli Steve a AlexP v komentářích (možná i dalších).

Nejprve je užitečné obrátit otázku, proč tvorové dýchající vzduch trpí zrychlením více než vodní tvorové? stát pod 10 g zrychlení ve vzduchu. Řekněme také, že vaše krev je voda, aby se věci zjednodušily. Zvýšení tlaku u nohou: $$ \ begin {align} \ Delta P & = \ rho g \ Delta h \\ & \ přibližně (1000) (10 \ krát 10) (2) \\ & = 200kPa \\ & = 2bar \ end {align} $$

Zatímco u vašich nohou se zvyšuje vnější tlak vzduchu: $$ \ begin {align } \ Delta P & = \ rho g \ Delta h \\ & \ cca (1) (10 \ krát 10) (2 ) \\ & = 200 Pa \\ & = 2mbar \ end {align} $$ K dispozici jsou téměř 2 pruhy tlakový rozdíl mezi krví v nohou a vzduchem v jejich okolí. Spousta krevních zásob v chodidlech a nohách, vaše srdce to nedokáže načerpat do hlavy, ztratíte vědomí.

Pokud jste místo vzduchu obklopeni vodou, tlakový rozdíl mezi krví v chodidlech a okolním médiem je nula, žádné krevní toky. Zůstáváte při vědomí.

Ale mezi hlavou a chodidly je stále téměř 2 bar tlaku, můžete se obávat, že vaše srdce musí tvrdě pracovat, aby čerpal proti tomuto tlakovému gradientu. Ve skutečnosti to není, za předpokladu, že je vše nestlačitelné. Pojďme zjednodušit váš oběhový systém na jednoduchou smyčku. Nyní to vypadá takto: $$ {\ Huge 0} $$ Se srdcem jako nekonečně tenkou pumpou Když vaše srdce pumpuje vodu na jednu stranu, je nahrazeno vodou pohybující se dolů na druhou stranu. Výměnná voda přichází k čerpadlu při velmi téměř stejném tlaku jako voda pohybující se nahoru – protože je to všechno uzavřená uzavřená smyčka s nestlačitelnou tekutinou – takže nemusí překonávat vysoký tlakový rozdíl, protože to je v první řadě efektivní přívod vody pod vysokým tlakem. Takto v podstatě funguje tlak vhodný pro stíhací letouny.

Nakonec některé odpovědi naznačují, že změny tlaku v hlubokém sloupci tekutiny je zabijí, to je pravda, pokud jsou špatnými inženýry. Pokud postaví svou vesmírnou loď jako nepřetržitý vodní sloupec o délce 100 metrů, budou mít při vysokých zrychleních špatnou dobu. Pokud místo toho rozbijí těch 100 m na 100 1 m vysoké uzavřené místnosti, bez vodního sloupce k podlahám výše, pak pociťují mnohem nižší nárůst tlaku. V určitém okamžiku 10 cm vodního sloupce nad nimi zabije, ale „bude to trvat hodně zrychlení.

Pokud použijí kapalinu s podobnou hustotou jako jejich krev, správně navrhnou svou vesmírnou loď pro vysoké zrychlení být schopen tolerovat vyšší zrychlení než suchozemská zvířata. Pomůže také, když neregulují vztlak pomocí vzduchového měchýře.

Ano, pokud vydrží vysoké tlaky, vydrží mnohem vyšší zrychlení, než by dokázal člověk (ve vzduchu).

Zrychlení je ekvivalentní gravitaci a vaší intuici může fungovat lépe, když o tom tak přemýšlíme (já vím, že ano.) Zvyšování gravitace na nádobě s vodou bude lineárně zvyšovat tlak vody. Takže například pokud vydržíte 10násobný tlak na 1 g, vydržíte 10 g zrychlení .

Komentáře

• Omlouváme se, ale toto není ‚ správné. Pokud neumíte vydržet 100 m hloubky vody (10x tlak zemského vzduchu), pak vydržíte 10g síly IN AIR . Síla, = hmotnost x zrychlení, a hmotnost vody, která na vás tlačí při 10 g při 100 m ekvivalentní hloubce vody při 1 g, zabije normálního člověka. Můžeme se potápět asi 150 metrů na potápěčském výstroji se správným mixem vzduchu a dokážeme vydržet kolem 15 G v atmosféře, spíše v méně husté atmosféře, jako byla vložena do kosmické lodi Apollo.
• K tomu otázka, kterou nemůžeme ‚ skutečně předpokládat ‚ normálního člověka ‚. Mimozemšťané by měli fyziologii shodnou s fyziologií pozemského mořského tvora [vyberte si vlastní].
• Měli by plavecký měchýř (tj. Dutinu naplněnou plynem uvnitř těla) jako většina ryb ?
• @Tim B II Věci, které vám ublíží při potápění v hluboké vodě, se velmi liší od toho, co bolí lidské piloty, pokud zrychlíte příliš rychle. V prvním případě ve skutečnosti není drcení vody problém, protože vaše tělo je do značné míry voda, a proto nestlačitelné. Skutečný problém má co do činění s toxickými plyny nad určitými tlaky a podrobnostmi o tom, jak difundují do vaší krve. Výpočet, který jste zadali, je do značné míry nesekvenční, který shodou okolností poskytl rozumnou odpověď.

Další faktor, který dosud nebyl zmíněn – vodní tvorové budou obecně mnohem slabší než podobní suchozemští tvorové. Vodní tvor nemusí podporovat vlastní hmotu, natož aby její vlastní hmota padala .

pokud chcete pokročilý druh podobný vodním, stačí, aby domovský svět měl šíleně hustou atmosféru. způsob, jakým funguje vztlak (tldr), musíte být méně hustý než to, ve kterém se vznášíte (to ignoruje přemístění a podobně), hustota vody je 997 kg / m³, zatímco lidé jsou asi 985 kg / m³. nyní vím na co myslíš. „pokud bude plyn stejně hustý jako voda, proč prostě„ neomezím tlak a prostě prostě budu vodní? „

Důvodem je vtip ve fórech hry zvané „vzkvétat“.

NEMŮŽE ROZVOJ TECHNOLOGIE PRO OCEANICKÉ DRUHY. ve vodě není možné spalování. nemůžou vyrábět kovové nástroje. jen …. jdi prospívat a oni to lépe vysvětlí.