Extratereștrii acvatici și efectele accelerației în zborul spațial

Răspunsul este nu; ei nici măcar nu vor putea rezista la limitele normale de accelerație umană. Nu din cauza presiunii (indusă de accelerarea constantă ), ci din cauza schimbării impulsului mediului lor de mediu (cauzată de schimbările bruște ale accelerare, mai ales la începutul lansării).

Un experiment simplu care explică acest lucru (nu încercați acasă editați – din motive de etică, nu pentru că sunt îngrijorat de rezultate ); luați un vas mic de pește și puneți o șopârlă în el, sigilați vârful și scuturați-l. După aceea, șopârla va fi dureroasă și mai mult decât puțin supărată la voi, dar va fi în viață. vas de pește plin cu apă și un pește de aur, sigilați vârful și scuturați-l. Peștele dvs. va fi mort, aproape instantaneu.

Editare suplimentară – O altă analogie pe care ați putea să o luați în considerare aici este valurile de șoc cauzate de Pescuitul la explozie , care provoacă, de asemenea, modificări mari ale impulsului într-un timp scurt.

De ce? Deoarece apa este un comprimabil mediu (și este foarte dens). În orice coliziune, cel mai deformabil obiect este cel care absoarbe, de asemenea, cât de mult din energia cinetică a impactului poate. Acesta este motivul pentru care mașinile moderne sunt atât de „fragile” în comparație cu mașinile mai vechi și, în consecință, sunt mult mai sigure. Într-un accident, mașina se rupe astfel încât să absoarbă cât mai multă energie cinetică înainte de a vă transfera echilibrul. Mașinile mai vechi și mai rigide nu fac asta și, ca rezultat, mulți oameni au aflat ce înseamnă de fapt cel mai deformabil obiect dintr-o coliziune chiar înainte de a muri.

Aerul este foarte compresibil (se citește deformabil în acest răspuns) ceea ce înseamnă că poate absorbi multă energie în comparație cu masa sa. Totuși, șopârla noastră trebuie să-și facă griji doar pentru a fi obiectul deformabil de fiecare dată când lovește un perete pe vasul de pește. Închideți-l, iar el va merge mult mai bine (prin urmare, centurile de siguranță).

Peștele dvs., pe de altă parte, se află într-un mediu care nu este doar necompresibil, dar foarte dens. Aceasta înseamnă că va fi nevoie de mult mai multă energie pentru a lansa toată acea apă din cauza masei și, mai important, schimbarea bruscă a accelerației va arunca toată acea masă necompresibilă de îndată ce începeți accelerarea, probabil zdrobindu-te. Acest lucru înseamnă, de asemenea, că orice formă de manevră în spațiu sau probleme cu motorul care cauzează vibrații semnificative sau scuturare sunt îngrijorătoare din cauza schimbărilor rapide și mari ale impulsului, altele decât accelerația constantă de-a lungul liniei de axă.

Problema cu raționamentul din întrebarea dvs. este că plutirea nu este același lucru cu presiunea.Flotabilitatea este densitatea relativă , în timp ce presiunea este forța unei mase aplicate împotriva ta (aceasta este o simplificare, dar funcțional corectă). Sigur, presiunea adâncă în adâncurile oceanului poate fi extremă, dar poate fi introdusă și creaturilor tale încet – ele nu trec instantaneu de la 10m adâncime la 1000m adâncime și le-ar ucide să facă acest lucru. rachetă, este exact ceea ce le cereți să suporte.

Ele ar fi mult mai bune într-o formă de gel, care le permite să respire, dar are o greutate mai ușoară și poate absorbi cea mai mare parte a impactului pentru ei. Apa nu este cel mai bun mediu în care să te găsești în față cu o accelerare bruscă.

Comentarii

• Comentariile nu sunt pentru discuții extinse; această conversație a fost mutată în chat .
• experimentul propus este un pic înșelător. ne sfătuiți să nu-l încercăm și bănuiesc că nici ‘ nu aveți. deci de ce ar trebui să credem concluzia ta? (este necesară și o citare)
• Puneți diferit: Deoarece zborul unei rachete este ca și cum ar zbura pe o explozie permanentă, zborul unei rachete într-un tanc de pește este ca pescuitul permanent cu dinamită?
• I ‘ m sceptic cu privire la afirmația dvs. că șopârla va scăpa în mare măsură nevătămată după ce a fost lovită de părțile vasului de pește în timp ce ‘ s-a scuturat. Dacă această fotografie este legitimă, atunci acest pește aur a supraviețuit căzând 1m pe podea în vasul său de pește. Decelerarea bruscă la sfârșit ‘ nu pare a fi fatală.
• Trebuie să nu fiu de acord cu acest răspuns. În primul rând, am aceste ‘ rezervări cu privire la rezultat. În plus, ‘ este complet diferit de accelerația în zborul spațial, deoarece bolul este agitat înainte și înapoi. Un bol accelerat constant într-o direcție nu va avea unde de presiune care se propagă prin el, deoarece ‘ este identic cu un corp de apă așezat pe o planetă cu o accelerație gravitațională diferită. În cele din urmă, comparația cu pescuitul la dinamită este complet lipsită de sens, deoarece accelerațiile implicate sunt multe ordine de mărime mai mari decât cele întâlnite în zborurile spațiale.

Presupunând că nava spațială este complet umplută cu apă (adică fără goluri de aer), atunci vor exista două efecte experimentate de extratereștri.

În primul rând, efectul accelerației asupra masa de apă din nava spațială. Pentru orice accelerație semnificativă va exista un gradient al presiunii apei de-a lungul axei de accelerație. Să presupunem o navă spațială lungă de 200 m, cu o accelerație de 10 g. La „partea din față” a navei, presiunea apei va fi neglijabilă, la capătul din spate ar fi echivalentă cu cea găsită pe Pământ la o adâncime de aproximativ 2 km (aproximativ 200 de atmosfere). Dacă nava spațială ar fi decelerat în același ritm, ar exista o inversare aproape instantanee; gradientului de presiune (acum neglijabil în partea din spate a ambarcațiunii și 200 de atmosfere în față). Aceste presiuni ar crește într-un vas mai lung sau cu accelerații mai mari – 500 m lungime și 20 g ar oferi aproape 1000 de atmosfere instantanee. Echivalent cu scufundarea aproape instantanee la fundul șanțului Marianas! Deci, dacă creatura s-ar baza pe vezicii de înot pentru moderarea flotabilității, ar avea mari probleme (peștii de mare adâncime nu sunt prea bine atunci când sunt dragați rapid la suprafață). Nedumerirea internă a navei spațiale ar putea rezolva această problemă, dar atunci ar fi foarte dificil să deschizi / închizi ușile și să te miști în timpul accelerației.

În al doilea rând, ar exista efectul accelerației în corpul creaturii în sine. Creaturile de pe uscat experimentează adesea o accelerație locală semnificativă și discordant ca rezultat al săriturilor, căderii etc., au evoluat, astfel încât organele interne cu densitate variabilă sunt constrânse în poziție împotriva acestor forțe. O creatură marină, în funcție de modul său normal de transport în apă, nu poate fi supuse acestor efecte de accelerare / deranjare în viața sa normală (luăm în considerare, de exemplu, un jelly-fish). Deci, dacă sunt obișnuiți să fie amortizați în apă, internele lor pot fi mai sensibile la accelerație decât ale noastre.

răspunsul ar depinde de s specificul creaturii. Muspoasa musculoasa, cu scufundari profunde – poate. Floppy, plutitoare, meduză – probabil nu.

Comentarii

• Problema legată de a fi în fața sau în spatele navei poate fi rezolvată cu siguranță prin rămânând în mijlocul navei în timpul accelerării și decelerării.
• Nu uitați că suntem în mare parte apă necomprimabilă? Schimbările bruște de presiune sunt periculoase pentru noi, deoarece nu oferă spațiilor de aer din corpurile noastre (plămâni, sinusuri, urechea internă ..) timp pentru a-și egaliza presiunea cu cea a presiunii ambiante.Gazele dizolvate sunt o problemă, numai după ce ați avut timp să le absorbiți la o presiune relativ mai mare decât una la care sunteți expus ulterior (boală de decompresie). Presupunând că acești extratereștri au evoluat fără astfel de spații aeriene, iar schimbările de presiune sunt treptate, cu siguranță cel mai bun extraterestru ar fi ca o meduză?
• Nedumerirea internă ar împiedica un extraterestru să fie expus la presiuni suplimentare de corpuri de apă prea mari acționând asupra lor, dar vor fi încă expuși la forța g. Efectul fiziologic al acestui lucru este de a extrage sânge în sistemul nostru circulator, fie departe de creierul nostru, fie înspre creierul nostru, în funcție de orientarea acestora către acclerație. Acest lucru ar fi același, indiferent de mediul în care înotați (sau legat). Un extraterestru fără un sistem circular cum ar fi al nostru, ar fi cu siguranță imun?
• la ce fel de nave visezi? 500m, 20g pare extrem de fantasmatic. Eu ‘ ar privi mai mult dimensiunile unei capsule soyuz. o înălțime a apei de poate 2m.
• @chasly În mijlocul unei nave de lungime am sugerat că presiunea maximă ar fi jumătate din presiunea maximă la capete. Deci accelerația ridicată ar duce în continuare la presiuni semnificative. .

Vor experimenta doar o creștere în presiunea apei? Sunt obișnuiți să facă față schimbărilor extreme de presiune atunci când se scufundă adânc și se întorc aproape de suprafața oceanului lor. Prin urmare, cu siguranță o accelerare ridicată nu le va deranja.

Cele mai mari probleme vor apărea oriunde există diferențe de densitate în corpul lor. Gândiți-vă să puneți un cub de oțel în interior. o mucegai de jello. Pe măsură ce le supuneți la o presiune mai mare, nu se întâmplă nimic rău (nu există buzunare de aer care să fie comprimate).

Dar pe măsură ce accelerați, schimbați forțele la limita unde densitatea se schimbă. Cubul de oțel mai dens dorește să se afle în „partea inferioară” a cratiței. Pe măsură ce creșteți câmpul gravitațional local, cu atât sunt mai mari tensiunile necesare pentru a menține densitățile în afara ordinii.

creaturile au oase? Organe sensibile, dar ușoare? Organe complexe cu mai multe țesuturi de diferite densități? Cu cât accelerația este mai mare, cu atât forțele care apar în ele sunt mai mari.

În studiile la om, cele mai mari daune la limite atins nu a fost cu plămâni sau alte aspecte ale spațiilor goale, ci cu retina. Acest lucru are loc în întregime într-un recipient închis de lichid, dar este încă supus deteriorării la accelerații mari.

Da, vor putea gestiona accelerații mai mari. Acest lucru a fost răspuns de Steve și AlexP în comentarii (posibil și alții)

În primul rând, este util să întoarcem întrebarea, de ce creaturile care respiră aer suferă de accelerație mai mult decât creaturile acvatice? stând sub 10 g de accelerație în aer. De asemenea, să spunem că sângele tău este apă pentru a simplifica lucrurile. Creșterea presiunii la picioarele tale: $$ \ begin {align} \ Delta P & = \ rho g \ Delta h \\ & \ approx (1000) (10 \ times 10) (2) \\ & = 200kPa \\ & = 2bar \ end {align} $$

În timp ce presiunea aerului extern crește la picioarele tale: $$ \ begin {align } \ Delta P & = \ rho g \ Delta h \\ & \ approx (1) (10 \ times 10) (2 ) \\ & = 200Pa \\ & = 2mbar \ end {align} $$ Există aproape 2 bare de diferența de presiune între sângele din picioare și aerul din afara lor. O mulțime de bazine de sânge în picioare și picioare, inima nu va fi capabilă să o pompeze până la cap, îți pierzi cunoștința.

Dacă în loc de aer ești înconjurat de apă, diferența de presiune între sângele din picioare și mediul înconjurător este zero, nu există rezerve de sânge. Rămâi conștient.

Dar există încă aproape 2 bari de presiune între cap și picioare, s-ar putea să-ți faci griji că inima ta trebuie să muncească din greu pentru a pompa împotriva acelui gradient de presiune. Nu este cu adevărat, cu condiția ca totul să fie incompresibil. Să vă simplificăm sistemul circulator pentru a fi o buclă simplă. Acum arată astfel: $$ {\ Huge 0} $$ Cu inima ca o pompă infinit de subțire pe de o parte. Pe măsură ce inima pompează apă pe o parte, ea este înlocuită de apă care se deplasează pe cealaltă parte. Apa de înlocuire ajunge la pompă la aproape aproape aceeași presiune ca și apa care se deplasează în sus – deoarece este tot buclă închisă sigilată cu un fluid incompresibil – deci nu trebuie să depășească o diferență ridicată de presiune, întrucât începe să fie efectiv apă de alimentare la o presiune ridicată. Acesta este practic modul în care funcționează presiunea în avioanele de vânătoare.

În cele din urmă, unele răspunsuri sugerează că schimbările de presiune dintr-o coloană profundă de lichid le vor ucide, acest lucru este adevărat dacă sunt ingineri răi. Dacă își construiesc nava spațială ca o coloană continuă de apă de 100 m, vor avea o perioadă proastă la accelerații mari. Dacă, în schimb, rup 100 de metri în încăperi închise de 100 de metri, fără coloană de apă la etajele de mai sus, atunci experimentează creșteri de presiune mult mai mici. La un moment dat, 10 cm de coloană de apă deasupra lor vor ucide, dar va fi nevoie de multă accelerație.

Cu condiția să folosească un fluid cu densitate similară cu sângele lor, proiectează-ți corect nava spațială pentru accelerații mari. să fie capabil să tolereze accelerații mai mari decât animalele terestre. Va ajuta, de asemenea, dacă nu reglează flotabilitatea cu un aranjament asemănător vezicii de aer.

Un alt factor care nu a fost încă menționat – creaturile de apă vor fi, în general, mult mai slabe decât creaturile de pe terenuri similare. O creatură de apă nu trebuie să-și susțină propria masă, să nu mai vorbim de propria sa masă care cade .

dacă doriți o specie acvatică avansată, faceți ca lumea să aibă o atmosferă extrem de densă. felul în care funcționează flotabilitatea (tldr) trebuie să fii mai puțin dens decât ceea ce plutești (care ignoră deplasarea și alte lucruri) densitatea apei este de 997 kg / m³, în timp ce oamenii sunt de aproximativ 985 kg / m³. acum, știu la ce vă gândiți. „dacă oricum gazul va fi la fel de dens ca apa, de ce nu limitez presiunea și pur și simplu devin acvatic oricum?”

Motivul este o glumă continuă pe forumuri a unui joc numit „prospera”.

IMPOSIBILUL SĂU PENTRU O SPECIE OCEANICĂ DE DEZVOLTAT TEHNOLOGIA. arderea este imposibilă în apă. ei nu pot fabrica instrumente metalice. doar …. du-te să prospere și vor explica mai bine.