Los extraterrestres acuáticos y los efectos de la aceleración en los vuelos espaciales

Suponiendo que la nave espacial está totalmente llena de agua (es decir, sin espacios de aire), los alienígenas experimentarán dos efectos.

En primer lugar, el efecto de la aceleración en la masa de agua en la nave espacial. Para cualquier aceleración significativa, habrá un gradiente en la presión del agua a lo largo del eje de aceleración. Suponga una nave espacial de 200 m de largo, con una aceleración de 10 g. En la «parte delantera» de la nave, la presión del agua será insignificante, en la parte trasera sería equivalente a la que se encuentra en la Tierra a una profundidad de unos 2 km (alrededor de 200 Atmósferas). Si la nave espacial desacelerara al mismo ritmo, habría una inversión casi instantánea; del gradiente de presión (ahora insignificante en la parte trasera de la nave y 200 Atmósferas en la parte delantera). Estas presiones aumentarían en un recipiente más largo o con aceleraciones más altas: 500 m de largo y 20 g le darían 1000 atmósferas casi instantáneas. ¡Equivalente a bucear casi instantáneamente hasta el fondo de la fosa de las Marianas! Entonces, si la criatura confiara en las vejigas natatorias para moderar la flotabilidad, estaría en un gran problema (los peces de aguas profundas no lo hacen bien cuando son dragados a la superficie rápidamente). Un desconcierto interno en la nave espacial podría resolver este problema, pero luego Sería muy difícil abrir / cerrar puertas y moverse durante la aceleración.

En segundo lugar, estaría el efecto de la aceleración dentro del cuerpo de la propia criatura. Las criaturas terrestres a menudo experimentan una aceleración local significativa y sacudidas como resultado de saltos, caídas, etc., por lo que han evolucionado de manera que los órganos internos de densidad variable se vean restringidos en su posición contra estas fuerzas. Una criatura marina, dependiendo de su modo normal de transporte dentro del agua puede no ser sujetos a estos efectos de aceleración / sacudidas en su vida normal (considere una medusa, por ejemplo). Entonces, si están acostumbrados a estar acolchados en agua, sus partes internas pueden ser más sensibles a la aceleración que las nuestras.

Entonces la respuesta dependería de la s pecíficos de la criatura. Marsopa musculosa, de buceo profundo, tal vez. Disquete, medusas flotantes – probablemente no.

Comentarios

• El problema de estar en la parte delantera o trasera del barco seguramente puede ser resuelto por permanecer en el medio del barco durante la aceleración y desaceleración.
• ¿No olvidas que somos en su mayoría agua no comprimible? Los cambios repentinos de presión son peligrosos para nosotros porque no dan tiempo a los espacios de aire de nuestro cuerpo (pulmones, senos nasales, oído interno …) para igualar su presión a la de la presión ambiental.Los gases disueltos son un problema, solo después de que haya tenido tiempo de absorberlos a una presión relativamente más alta que la que posteriormente está expuesto (enfermedad por descompresión). Suponiendo que estos extraterrestres hayan evolucionado sin tales espacios de aire, y los cambios de presión son graduales, ¿seguramente el mejor extraterrestre sería como una medusa?
• El desconcierto interno evitaría que un extraterrestre se exponga a la presión adicional de cuerpos de agua demasiado grandes actuando sobre ellos, pero aún estarán expuestos a la fuerza g. El efecto fisiológico de eso es extraer sangre dentro de nuestro sistema circulatorio, ya sea lejos o hacia nuestro cerebro, dependiendo de la orientación de uno hacia la aceleración. Esto sería lo mismo independientemente del medio en el que esté nadando (o atado). Un extraterrestre sin un sistema circulatorio como el nuestro, seguramente sería inmune?
• ¿De qué tipo de naves estás soñando? 500 m, 20 g parece tremendamente fantástico. Yo ‘ miraría más a las dimensiones de una cápsula Soyuz. una altura de agua de tal vez 2 m.
• @chasly En el medio de un barco de la eslora que sugerí, la presión máxima sería la mitad de la presión máxima en los extremos. Una aceleración tan alta todavía resultaría en presiones significativas. .

¿Simplemente experimentarán un aumento en la presión del agua? Están acostumbrados a lidiar con cambios extremos de presión cuando se sumergen profundamente y regresan cerca de la superficie de su océano. Por lo tanto, seguramente una alta aceleración no los molestará.

Los mayores problemas surgirán donde haya diferencias de densidad dentro de su cuerpo. Piense en poner un cubo de acero dentro un molde de gelatina. A medida que los somete a una presión más alta, no sucede nada malo (no hay bolsas de aire para comprimir).

Pero a medida que lo acelera, está cambiando las fuerzas en el límite donde el cambios de densidad. El cubo de acero más denso quiere estar en el «fondo» de la bandeja. A medida que aumenta el campo gravitacional local, mayores son las tensiones necesarias para mantener densidades desordenadas.

Haga lo ¿Las criaturas tienen huesos? ¿Órganos sensibles pero ligeros? ¿Órganos complejos con múltiples tejidos de diferentes densidades? Cuanto mayor es la aceleración, mayores son las fuerzas que aparecen dentro de ellos.

En estudios en humanos, el mayor daño en los límites alcanzado no fue con los pulmones u otros aspectos de los espacios vacíos, sino con la retina. Eso ocurre completamente dentro de un contenedor de líquido cerrado, pero aún está sujeto a daños a altas aceleraciones.

Sí, podrán manejar aceleraciones más altas. Esto ha sido respondido por Steve y AlexP en los comentarios (posiblemente otros también)

Primero, es útil darle la vuelta a la pregunta, ¿por qué las criaturas que respiran aire sufren de aceleración más que las criaturas acuáticas? de pie por debajo de 10 g de aceleración en el aire. También digamos que su sangre es agua para simplificar las cosas. El aumento de presión en tus pies: $$ \ begin {align} \ Delta P & = \ rho g \ Delta h \\ & \ approx (1000) (10 \ times 10) (2) \\ & = 200kPa \\ & = 2bar \ end {align} $$

Mientras que la presión del aire externo aumenta en sus pies: $$ \ begin {align } \ Delta P & = \ rho g \ Delta h \\ & \ approx (1) (10 \ times 10) (2 ) \\ & = 200Pa \\ & = 2mbar \ end {align} $$ Hay casi 2 barras de diferencia de presión entre la sangre en sus pies y el aire fuera de ellos. Hay muchos charcos de sangre en sus pies y piernas, su corazón no podrá bombearla hacia su cabeza, pierde el conocimiento.

Si en lugar de aire, está rodeado de agua, la diferencia de presión entre la sangre de sus pies y el medio circundante es cero, no hay charcos de sangre. Permanece consciente.

Pero todavía hay casi 2 bares de presión entre la cabeza y los pies, es posible que le preocupe que su corazón tiene que trabajar duro para bombear contra ese gradiente de presión. En realidad, no es así, siempre que todo sea incompresible. Simplifiquemos su sistema circulatorio para que sea un circuito simple. Ahora se ve así: $$ {\ Huge 0} $$ Con su corazón como una bomba infinitamente delgada por un lado. A medida que el corazón bombea agua por un lado, es reemplazada por agua que desciende por el otro lado. El agua de reemplazo llega a la bomba casi a la misma presión que el agua que sube, ya que es un circuito cerrado sellado con un fluido incompresible, por lo que no tiene que superar una gran diferencia de presión, ya que, para empezar, se está alimentando efectivamente con agua a alta presión. Así es básicamente como funcionan los trajes de presión en los aviones de combate.

Por último, algunas respuestas sugieren que los cambios de presión en una columna profunda de fluido los matará, esto es cierto si son malos ingenieros. Si construyen su nave espacial como una columna de agua continua de 100 m, lo pasarán mal a altas aceleraciones. Si, en cambio, dividen esos 100 m en 100 habitaciones selladas de 1 m de altura, sin columna de agua a los pisos superiores, entonces experimentan aumentos de presión mucho más bajos. En algún momento, 10 cm de columna de agua por encima de ellos matarán, pero necesitarán mucha aceleración.

Siempre que usen un fluido con una densidad similar a la sangre, diseñen correctamente su nave espacial para altas aceleraciones. ser capaz de tolerar aceleraciones más altas que los animales terrestres. También ayudará si no regulan la flotabilidad con una disposición similar a una cámara de aire.

Otro factor que aún no se ha mencionado: las criaturas acuáticas generalmente serán mucho más débiles que las criaturas terrestres similares. Una criatura acuática no tiene que soportar su propia masa, y mucho menos que su propia masa caiga .

si quieres una especie acuática avanzada, haz que el mundo natal tenga una atmósfera increíblemente densa. la forma en que funciona la flotabilidad (tldr) debe ser menos denso de lo que está flotando (eso es ignorar el desplazamiento y esas cosas) la densidad del agua es 997 kg / m³ mientras que los humanos son aproximadamente 985 kg / m³. ahora, lo sé lo que estás pensando. «Si el gas será tan denso como el agua de todos modos, ¿por qué no limito la presión y me sumerjo de todos modos?»

La razón es una broma corriente en los foros de un juego llamado «prosperar».

ES IMPOSIBLE PARA UNA ESPECIE OCÉANICA DESARROLLAR TECNOLOGÍA. la combustión es imposible en el agua. no pueden fabricar herramientas de metal. simplemente … ve a prosperar y te lo explicarán mejor.