Si una esfera hueca del tamaño y la masa de la Tierra estuviera compuesta de osmiridio sólido, ¿qué pasaría? ¿Se derrumbaría bajo su propio peso? ¿Cómo sería la gravedad dentro de la esfera?

Duncan Cairncross es, por supuesto, absolutamente correcto en principio. Los números no son del todo correctos, porque utilizó un valor incorrecto para el radio de la Tierra, que en realidad está ligeramente por debajo de 6400 km. En consecuencia, el espesor de la carcasa sería algo inferior a 580 km.

También me gustaría agregar algunos detalles que no se solicitan claramente en la pregunta y que probablemente considere obvio.

Si el osmio se fortaleciera milagrosamente para no colapsar, la gravedad en la parte hueca de la esfera sería de hecho cero. La gravedad dentro del caparazón aumenta linealmente desde cero en la superficie interna hasta la gravedad terrestre normal en la superficie externa.
Si pudiéramos pretensar la esfera de modo que la presión circunferencial se igualara en toda la profundidad, esta presión equivaldría a aproximadamente 330GPa; esto es aproximadamente 200 veces la resistencia a la compresión lineal de las aleaciones de osmiridio más fuertes; También es (casualmente) muy similar a la presión en el centro de la Tierra normal.

Incluso los materiales puros no son uniformes a nivel atómico, y esto sería más que suficiente para desencadenar cualquier inestabilidad que pueda ser necesaria para causar el colapso. Por supuesto, las aleaciones son intrínsecamente no uniformes a una escala mayor: de hecho, la dureza de las aleaciones de osmiridio se reduce a la resistencia adicional impartida por los límites de grano.

Después del colapso en una bola más pequeña (que probablemente no sería exactamente esférica), la gravedad en la superficie sería aproximadamente 2.5 veces mayor que la de la Tierra.

Si una esfera hueca del tamaño y la masa de la Tierra estuviera compuesta de osmiridio, ¿qué pasaría? ¿Se derrumbaría bajo su propio peso? ¿Cuál sería la gravedad dentro de la esfera?

OK densidad aproximadamente cuatro veces la densidad de la tierra, por lo que sería una esfera hueca de 12,600 km de radio de aproximadamente 1,200 km de espesor

Eso NO sería capaz de sostenerse y colapsaría en una esfera más pequeña sin el medio hueco

Si fuera sostenido por la mano de Dios (muchas manos), entonces la gravedad en el centro de la esfera sería – cero

Mientras dure, la gravedad dentro de la esfera sería cero, como en el cálculo estándar en los libros de texto escolares.

¿Se derrumbaría? Bueno, si fuera un caparazón esférico perfecto, no sujeto a perturbaciones externas, y pretendiendo que está compuesto de una sustancia continua en lugar de átomos, entonces no colapsaría. Se apoyaría contra el colapso gravitacional por fuerzas de compresión, de la misma manera que un arco de piedra puede (sin cemento). También puede apelar a la simetría.

Pero este equilibrio es inherentemente inestable, por lo que si hubo una perturbación (por ejemplo, un planeta que pasa) que rompió la simetría perfecta del campo gravitacional, entonces tendría que hacer un cálculo para determinar si la aleación en particular está pensando fue lo suficientemente fuerte como para ignorar ese asalto. Buena suerte.

No puede ser todas esas cosas. No puede ser del tamaño y la masa, y estar hecho de otra sustancia, y ser hueco. Estos criterios se cancelarían entre sí y quedará con una situación imposible.

More Interesting

¿Por qué la luna se aleja de la tierra? ¿La atracción mutua de la gravedad no lo acercaría?

Los humanos pueden vivir en gravedad cero y magnetismo. ¿Podrían los humanos también vivir en cero zonas nucleares fuertes y débiles si las hiciéramos posibles?

¿Por qué no podemos encontrar un agujero negro?

¿Será posible crear gravedad sin masa como la electricidad? No pudimos entenderlo y crearlo durante mucho tiempo, ¿será la gravedad la próxima?

¿Cuál es la fórmula de la dilatación del tiempo gravitacional y puedes explicarla?

¿Podría la minería de materiales en el espacio y traerlos de vuelta a la tierra aumentar la gravedad, aumentar la presión atmosférica, disminuir los puntos de ebullición y aumentar el hielo?

Si se unieron dos electrones, ¿hay una distancia entre ellos donde la atracción gravitacional es igual a la repulsión electrostática?

¿Puede un LIGO determinar las coordenadas exactas de un evento gravitacional?

Un imán puede tener tanto una carga positiva como una negativa, pero ¿las otras fuerzas como la gravedad también tienen contrapartes repulsivas?

¿Cómo es que los agujeros negros pueden arrojar materia perpendicular a sus discos de acreción?

¿Qué pasaría si un cometa tuviera una órbita que fuera una elipse que tuviera una estrella en cada extremo?

¿Cuál es la gravedad más grande y más alta que podemos lograr en la tierra?

¿En qué casos el centro de masa de un cuerpo no coincide con su centro de gravedad?

¿Cómo obtuvo su nombre la 'gravedad'?

¿Sería posible ver la Tierra en el tiempo a través de una combinación perfecta de lentes gravitacionales?