¿Es posible crear un ambiente de gravedad cero en la Tierra, y si es así, cómo?

Esta pregunta llega a algo muy profundo: ¿qué significa tener un ambiente de “gravedad cero”? Para responder a esta pregunta, necesitamos saber cómo podemos decir que la gravedad está actuando sobre algunos cuerpos.

Primero, tengamos una analogía. Podemos hacer una pregunta similar con el electromagnetismo: “¿cómo sabemos que los efectos electromagnéticos son importantes?” La respuesta es que tomamos objetos de varias cargas y / o momentos magnéticos y verificamos si están acelerados (eso es lo que hacen las fuerzas: aceleran los cuerpos). Lo importante sobre el electromagnetismo es que si puedes tomar un cuerpo y aplicar diferentes cantidades de carga sobre él, entonces en el mismo campo electromagnético, sentirá una fuerza diferente y, por lo tanto, tendrá una aceleración diferente.

Ahora, de vuelta a la gravedad. ¿Cómo sabemos que los efectos gravitacionales son importantes? Bueno, tome un montón de diferentes cuerpos de masa en un campo gravitacional y mida sus aceleraciones. Lo que encuentras es muy interesante: todas las aceleraciones son iguales . Parece que no importa la estructura o composición de un cuerpo, la aceleración gravitacional es la misma.

Esta es en realidad una observación muy significativa, y llevó a Einstein a desarrollar la relatividad general. El punto es que puede cancelar todos los efectos gravitacionales simplemente cambiando su “marco de referencia” a un marco acelerador particular: el marco que acelera exactamente al mismo ritmo que todos los cuerpos . Esto se llama un marco que cae libremente . En un marco que cae libremente, la gravedad no tiene (casi) ningún efecto.

Entonces, para responder a su pregunta: ¿es posible crear un ambiente de gravedad cero en la Tierra? Claro, solo ve a un marco que caiga libremente. Esto significa que si está haciendo un experimento de física, su aparato debe estar cayendo (de hecho, hay experimentos que lo hacen, ¡por unos pocos metros!). O, si puede convencerlos, puede montar el “cometa de vómito” (avión de gravedad reducida):

La ingravidez, o la ausencia de “peso”, es una condición en la que el estrés y la tensión resultantes de las fuerzas de contacto mecánicas aplicadas externamente, típicamente las fuerzas normales de pisos, asientos, camas, escalas y similares están ausentes. Este término también se puede llamar como cero-g. Un cuerpo está libre de estrés solo cuando el peso corporal es igual a la fuerza que produce ese peso. En otras palabras, la aceleración debida a la gravedad debería ser igual a la aceleración del cuerpo. Entonces, en cualquier cuadro cerca de un objeto masivo, la gravedad cero solo se puede crear acelerando igual y opuesto al cuerpo masivo.
La gravedad cero no significa que el cuerpo esté experimentando un tirón gravitacional cero, es solo que tiene un valor tan pequeño que su valor es insignificante de medir (para los experimentos basados ​​en la gravedad y en el valor de sus efectos, sí cuenta).
Son instalaciones de caída en tierra que dan condiciones de ingravidez, generalmente conocidas como tubos de caída o torres de caída. La Instalación de Investigación de Gravedad Cero de la NASA, ubicada en el Centro de Investigación Glenn en Cleveland, Ohio, es un eje vertical de 145 metros, en gran parte debajo del suelo , con una cámara de caída de vacío integral, en la que un vehículo experimental puede tener una caída libre durante 5,18 segundos, cayendo una distancia de 132 metros. El vehículo experimental se detiene en aproximadamente 4,5 metros de gránulos de poliestireno expandido y experimenta una tasa de desaceleración máxima de 65 g.
También en la NASA Glenn se encuentra la 2.2 Second Drop Tower, que tiene una distancia de caída de 24.1 metros. Los experimentos se dejan caer en un escudo de arrastre, para reducir los efectos del arrastre aéreo. Todo el paquete se detiene en una bolsa de aire de 3,3 metros de altura, a una tasa de desaceleración máxima de aproximadamente 20 g. Mientras que la Instalación de gravedad cero realiza una o dos gotas por día, la 2.2 Second Drop Tower puede realizar hasta doce gotas por día.
El Marshall Space Flight Center de la NASA alberga otra instalación de tubo de caída que mide 105 metros de altura y proporciona una caída libre de 4.6 segundos en condiciones de casi vacío. Los humanos no pueden utilizar estos ejes de gravedad, ya que la desaceleración experimentada por la cámara de caída probablemente mataría o dañaría gravemente a cualquiera utilizarlos. Instalaciones similares también se encuentran en Japón y algunos otros países.

Pero otra forma de experimentar la gravedad cero es caer junto con el objeto a la misma velocidad. Entonces, si un cuerpo y tú caen bajo la misma velocidad, podrías ver el cuerpo flotando a tu alrededor. Este mismo principio de velocidad se aplica a las aeronaves de gravedad reducida, donde las aeronaves y los objetos están bajo la influencia de la gravedad. El peso causado por la aceleración de la gravedad y la aceleración por la que cae el avión es el mismo.
Para tener más experiencia en persona, es necesario viajar en una montaña rusa empinada, cuando uno comienza a descender la montaña rusa empinada
Al dejar caer una bola o cualquier objeto durante el descenso, se puede ver el efecto flotante o cero-g temporalmente.
Enlace: avión de gravedad reducida
Ingravidez

No, y tampoco tenemos un entorno de gravedad cero en el espacio.

En la EEI, la gravedad está funcionando mucho. Aquí en la superficie, experimentamos una aceleración de la gravedad de aproximadamente 9.81 m / s ^ 2. En la estación espacial experimentan una aceleración ligeramente reducida (aproximadamente 9,2 m / s ^ 2) debido a su mayor distancia desde el centro de la Tierra (la gravedad es una ley 1 / r ^ 2).

Lo que realmente estamos experimentando en la EEI es un estado de caída libre. La gravedad está empujando a los astronautas hacia abajo, como si hubieran bajado de un avión, pero también está empujando a la ISS hacia abajo. Sentimos peso en el suelo porque la gravedad nos empuja hacia abajo y el suelo, sin querer movernos, nos empuja hacia arriba.

Llamamos al medio ambiente en la ingravidez de la EEI. Un astronauta podría pararse en una báscula y parecer que no tiene peso porque la báscula también está cayendo, y por lo tanto no puede empujarnos hacia atrás.

Las dos formas en que simulamos mejor este entorno en la Tierra es mediante el uso de aviones que vuelan en (aproximadamente) caminos parabólicos para colocar a los habitantes y el vehículo en caída libre y trabajando en piscinas donde la flotabilidad neutral se siente similar a estar en libertad -otoño.

1. He leído en alguna parte que los futuros astronautas están entrenados en la Tierra para ser lo suficientemente hábiles cuando están en el espacio que tiene gravedad cero. ¿Cómo creamos una situación de gravedad cero en la tierra? En la Tierra, incluso si está en el vacío, todavía experimenta la fuerza de la gravedad, entonces, ¿cómo diseñamos exactamente una situación que desafíe la gravedad en la Tierra?

Hay dos métodos que se utilizan:

Las aeronaves pueden volar en una trayectoria que simulará gravedad cero durante unos segundos, generalmente alrededor de 30. Esto se usa para la mayoría de las pruebas de gravedad cero a corto plazo. Es comúnmente conocido como el “cometa del vómito”, especialmente las versiones anteriores.

Las pruebas bajo el agua se pueden realizar en un laboratorio de flotabilidad neutral. Básicamente, lo haces para pesar tanto como el agua que desplazas, lo que hace que “flotes” en gravedad cero. Si te alejas de algo, seguirías moviéndote (aunque estás en el agua, tienes arrastre y natación que también podrían moverte)

Ambas son aproximaciones, pero funcionan lo suficientemente bien como para hacer algo al menos.

2. La gravedad es una fuerza. Es una relación entre las masas de objetos y su distancia entre sí. Mientras estés en presencia de otra masa, habrá una fuerza de gravedad. El peso es el efecto de la gravedad tirando de algo.

Puede contrarrestar esa fuerza, como la forma en que un avión utiliza la elevación, o un levantador de pesas olímpico levanta el hierro ‘contra’ la gravedad al exceder su fuerza con una fuerza opuesta, pero la gravedad sigue ahí. Si estás en caída libre, no sientes peso, pero la gravedad aún te acelera.

Juegan con la idea de cómo contrarrestar la gravedad en el juego “Mass Effect”: mediante el uso de física elegante (léase: ciencia ficción) para reducir la MASA de algo a cero, reducen todas las fuerzas asociadas. Pueden crear o cancelar la gravedad a voluntad simplemente cambiando la masa de un objeto; en el mundo real, esto es teóricamente posible a nivel cuántico, pero carecemos de la tecnología para lograrlo.

Larga historia corta, en presencia de la tierra, no, no puedes tener gravedad cero. Puede tener peso cero, pero es solo porque ‘algo más’ está aplicando una fuerza de contraataque.

globo de helio = flotabilidad.

plano = elevación (diferencial de presión)

levitador electrostático = campo eléctrico

levitador magnético = campo magnético

Todos están haciendo lo mismo, simplemente usando una fuerza diferente.

Primero debe comprender cómo se crea el entorno cero g en la estación espacial. Durante la residencia en la EEI, los astronautas experimentan la caída libre. Es vital diferenciar entre “caída libre” y “ingravidez”. Incluso en vuelo orbital, por ejemplo, cuando el transbordador espacial orbita a 300 km sobre la superficie de la Tierra, la gravedad es solo ligeramente menor que a nivel del mar (9,37 m / s2 en comparación a 9.81 m / s2 a nivel del mar). La ingravidez a menudo se usa para describir la percepción que los astronautas experimentan durante la caída libre. Las naves espaciales en órbita terrestre caen continuamente hacia la Tierra bajo la fuerza de la gravedad, pero se les da suficiente velocidad de avance para que la suma de sus velocidades hacia y paralelas a la Tierra los mantenga a la misma distancia de la Tierra; Cuando la nave espacial cae hacia la tierra, la tierra se curva por debajo de ella. Los astronautas se perciben a sí mismos sin peso porque están cayendo bajo la influencia del mismo campo gravitacional que la nave espacial, por lo que no hay fuerza de reacción sobre el astronauta por parte de la nave espacial.

En la tierra para crear un experimento de cero g o una persona que quiera disfrutar de cero – g necesita estar cayendo continuamente hacia la tierra bajo la fuerza de la gravedad.

Los vuelos parabólicos se usan ampliamente para crear condiciones de caída libre para experimentos de microgravedad en la Tierra. Normalmente, el avión vuela curvas parabólicas que producen aproximadamente 20-25 segundos de caída libre precedidas y arrastradas por 20 segundos de mayor gravedad (1.8 g) en ambos lados (llamada fase de extracción y extracción), repetidas 31 veces. Aunque la persona a lo largo del viaje identifica que la gravedad es cero, en realidad la aceleración ha cambiado y, por lo tanto, los términos “microgravedad” y “gravedad cero” no son técnicamente correctos. Independientemente de la trayectoria de la aeronave, incluida una inclinación elevada (45 °) y con actitudes abatidas, el experimentador siente una fuerza neta perpendicular al piso de la aeronave. Al pasar de la fase de alta gravedad a la fase de microgravedad, los pilotos maniobran para cancelar la elevación generada por el ala (el ángulo de ataque del ala es igual a cero ) mientras que el ingeniero de vuelo reduce el empuje de los motores para compensar el pequeño arrastre generado en esta configuración. Esto se debe a que el avión genera la elevación y el empuje adecuados para producir las aceleraciones verticales y longitudinales deseadas, respectivamente. El avión está rodeado de aire y, por lo tanto, La elevación aerodinámica, el arrastre y el empuje juegan un papel continuo en cierta medida. Los pilotos siempre están tratando de compensar estas fuerzas perturbadoras. Como resultado, el microgramo El nivel de vity alcanzado en un vuelo parabólico tiene algunas desviaciones del orden de +/- 0.05g. También existen vibraciones mecánicas causadas por motores y golpes en la aeronave y son notablemente más altas debido a la naturaleza del vuelo.

Si está hablando de crear un ambiente para una sensación de gravedad cero, entonces SÍ, creo que es posible. La gravedad es solo una fuerza y ​​si una cantidad exacta de fuerza se actúa en dirección opuesta, entonces teóricamente se puede simular una gravedad cero. La solución más fácil y barata (¡en términos de dinero!) Puede ser lo que el Sr. Frost y el Sr. Stein han dado pero …

Una solución hipotética puede ser …
Las fuerzas magnéticas son únicas y pueden emplearse para este trabajo. considere a una persona que usa un traje con propiedades magnéticas dentro de una estructura tipo concha gigante. Las bobinas magnéticas se pueden alinear a lo largo de la superficie exterior de la carcasa. las bobinas deben poder moverse, por lo que se puede emplear un motor para eso. El motor podría controlarse mediante un conjunto de microchips que permite que el motor alinee las bobinas para crear un entorno de gravedad cero. el microchip se puede conectar en un control de bucle cerrado obteniendo entradas de sensores dentro de la carcasa (necesitará una gran cantidad de sensores, y obviamente de alta calidad y precisión). Ahora, a medida que la persona se mueve dentro de la carcasa, los sensores seguir el movimiento y dar entrada al microchip por el cual las bobinas deben alinearse para simular un entorno de gravedad cero ¡Pero como dije HIPOTÉTICAMENTE!

La gravedad no es solo la atracción entre los objetos y la Tierra, lo que hace que los objetos caigan. La gravedad es una fuerza de atracción que existe entre dos masas, dos cuerpos, dos partículas. Es una atracción que existe entre todos los objetos, en todas partes del universo. Por lo tanto, es imposible crear un entorno de ‘gravedad cero’ en la Tierra o en cualquier otro lugar.

Hay dos métodos comunes para crear gravedad cero. Primero, sumerja una aeronave donde la aceleración sea de 32 pies por segundo por segundo. Dentro del avión, las personas flotarán y harán todos los trucos que los astronautas pueden hacer. Sin embargo, solo dura unos minutos.

El segundo método es construir un modelo del entorno espacial bajo el agua, y los astronautas flotan en cero g. El agua tiene más resistencia que el aire en el espacio, pero muchas de las técnicas sobre el uso de herramientas y el desplazamiento son similares. La práctica puede durar mucho tiempo.

De Wikipedia:

El laboratorio de flotabilidad neutra

Hay una diferencia entre la gravedad cero y la ingravidez.
Estás hablando de ingravidez y estás usando la palabra gravedad cero. Esto está mal en la física.
Objeto de caída libre siente ingravidez. Esto puede sentirse por un período muy corto en la superficie de la tierra con mucha facilidad. La NASA opera la experiencia de ingravidez a través de una caída libre de un avión en la atmósfera superior. Este ejercicio se realiza para estudiar y practicar con fines.
Esta formación tomó 90 segundos de tiempo total y le dio 30 segundos de experiencia de ingravidez.

Hay dos métodos más para la ingravidez. Una es la caída libre en el túnel y otra es la flotabilidad en la piscina de agua.

El espacio tiene gravedad que se redujo a razón de 1 / r2. ISS tiene una aceleración gravitacional de 8.4 a 8.7 m / s2.
Tan flotante de astronautas en la EEI debido a la ingravidez. ISS actúa como continúa objeto de caída libre.

Necesitamos ejercer una fuerza mayor o igual a la fuerza gravitacional para cancelar sus efectos.

Actualmente no tenemos ninguna tecnología para crear Anti gravedad.

Entonces, podemos crear un GRAN centro de refugiados, tan grande como la tierra.

Y cuando gira, en una dirección opuesta a la dirección de rotación, en una velocidad igual a la velocidad de rotación de la tierra.

Incluso esto es casi imposible.

Solo hay un lugar en la tierra donde la gravedad es cero, es decir, el centro de la tierra, descansa en todas partes, hay gravedad. No puede hacer ningún compartimento donde la gravedad no esté presente, pasará a través de cualquier cantidad de material grueso. Para obtener el efecto de la gravedad cero en la tierra, tendrá que dar una aceleración hacia arriba a un objeto igual a la aceleración debido a la gravedad de la tierra, de modo que el objeto permanezca suspendido como si no hubiera gravedad.

Te acercas bastante a eso cuando buceas. Junto con el peso de la persona, el equipo de buceo en sí es bastante pesado. Una vez dentro del agua, bombea aire dentro de su traje para aumentar su volumen (su + equipo + traje). En un momento dado, te vuelves completamente boyante, una forma elegante de decir que nada te está empujando hacia abajo y nada te está jalando hacia arriba. Cerca de gravedad cero, o en realidad gravedad cero a medida que anula el efecto.

Lo único es el arrastre que sentirías al moverte ya que el agua es más densa.

PD: Si en este punto, alguien lo empuja hacia abajo, continuará hundiéndose si no infla su traje y si alguien lo empuja hacia arriba, ascenderá rápidamente a la parte superior si no desinfla el traje.

La forma más barata de experimentar Zero G durante al menos 10-20 minutos. Y también puedes ver algunas formas de vida muy diferentes, bastante cercanas a un encuentro alienígena en realidad.

Ref: Cómo la NASA entrena a los astronautas de 40 pies. bajo el agua Página en cnet.com

Sí. Se llama “un ascensor después de que se rompen los cables”.

Uno de los preceptos de la relatividad general es que no existe una distinción significativa entre un marco de referencia acelerado y estar bajo la influencia de un campo gravitacional. Por lo tanto, un entorno (dentro del elevador) que está en un campo gravitacional, g , pero está acelerando con una aceleración a = g. Es indistinto, gravitacionalmente, de un entorno que está en el espacio a una distancia infinita de todos los demás objetos.

El experimento termina, o se transforma en un experimento diferente, cuando el elevador encuentra los cimientos del edificio.

Einstein dijo que si estás en un ascensor que cae (sin ventanas, por favor), hay un principio de equivalencia en el trabajo. Ningún experimento que pueda hacer podrá detectar si está experimentando aceleración (negativa en este caso) desde el elevador o la gravedad. Si el elevador está en verdadera caída libre, no experimentarás gravedad.

La pregunta dice “en la tierra”. ¿Es un edificio en la superficie de la tierra, uno con un ascensor, coherente con el espíritu de esta pregunta? Si el requisito es completamente literal y no puede moverse hacia abajo en un ascensor, creo que la respuesta se convierte en “no”. No hay un método conocido para protegerse contra la gravedad.

Sí, al usar las leyes de la naturaleza misma, debe ser posible. Pero si me preguntas cómo, aún no soy científico. Estoy trabajando en algo en lo que necesito gravedad cero absoluta. Y si simplemente quiere experimentarlo con CERO gastos, entonces esto solo es posible en su mente.

¿Sabes que la mente humana puede ser engañada para experimentar Zero-G? ¡Te lo digo porque muchas veces he experimentado gravedad cero en mis sueños y fue increíble! Pensé que nunca había experimentado tal cero-G en la vida real, entonces, ¿cómo podría mi mente hacer eso en sueños? Ahora lo sé, la mente no funciona de esa manera, tiene un poder inmenso. Simplemente increíble!

Respondiendo a su pregunta, SÉ que se puede crear un ambiente de gravedad cero usando la misma fuerza. ¡Sí, el PROBLEMA es la SOLUCIÓN! Aunque sé cómo hacerlo, de todos modos te he dado una pista para llegar allí. ¡Espero comentarios de solo aquellos que llegaron allí!

Si de hecho.
El plano de gravedad cero de la NASA que realiza maniobras parabólicas que le da experiencia de gravedad cero para entrenar astronautas.

El resultado de hacer esta maniobra

Además, la instalación de la torre de caída vertical de la NASA es aquella en la que se hace que un objeto caiga a través del tubo durante el cual experimenta una gravedad reducida o ingravidez durante un período corto

Sí.
Si caes libremente dentro de un contenedor desde una altura, es decir, aceleras a una velocidad de 9.81m / s hacia abajo, prácticamente sentirías gravedad cero dentro del contenedor.
Entonces, es posible.

Bueno no. Puede experimentar una sensación similar en los túneles de viento: túnel de viento vertical

Un método muy divertido es saltar en un gran trampolín mientras sostiene una manguera de jardín. Puedes jugar con gotas de agua sin peso durante períodos de 2 segundos a la vez. Entre ellos, la gravedad se acelera.