Si la gravedad está relacionada con la masa, ¿podemos crear gravedad artificial si aceleramos un objeto rotatonialmente cerca de la velocidad de la luz?

Como señalan algunas de las respuestas: solo es necesario proporcionar un gran tambor giratorio para simular la gravedad, una nave espacial interestelar incluiría una gran cámara de gravedad, donde los ocupantes entrarían cerca del eje de rotación, luego se moverían radialmente hacia afuera, Ser una característica para ajustar un peso correspondiente para mantener la simetría de giro. Es un problema de ingeniería, no un problema de relatividad.

Dicho esto, también es posible crear una cámara central y rotar electrones a alta velocidad (su masa relativista aumenta) y, como tal, su masa gravitacional también aumenta, por lo que en teoría hay una solución relativista, pero con problemas prácticos importantes que superar .

Cualquier forma de energía sirve como fuente de gravedad. Pero no creo que quieras hacerlo de esa manera.

Las masas giratorias tienen otros efectos en la geometría circundante, aparte de la atracción hacia el centro. Obtiene algo de turbulencia en la geometría, a veces denominada arrastre de marcos inerciales.

Por ejemplo, alrededor de un agujero negro giratorio hay una región fuera del horizonte de eventos donde es imposible que un objeto mantenga una posición estática. Debe caer en el agujero negro o moverse en la misma dirección que la rotación. No puede quedarse quieto.

Incluso con campos mucho más débiles, aún obtendría fenómenos similares al efecto Coriolis.

Y eso deja de lado la cuestión de si podría girar un objeto real lo suficientemente rápido como para hacer una diferencia significativa antes de que la necesidad de que sus partículas constituyentes obedezcan la Primera Ley de Newton sea más fuerte que la fuerza de unión que los mantiene unidos. Lo dudo mucho.

Sin embargo, la gravitación no está relacionada con la aceleración de un objeto. Además, para una definición más precisa, depende de la densidad.

Entonces, un planeta como la masa de la Tierra pero del tamaño de la luna tendrá una mayor gravitación que la Tierra (que tiene la misma masa pero más grande, mucho más grande).

Para crear una gravitación artificial, sin sorpresas ni asombrosidad, tendrás que hacer que un objeto sea más masivo, o para ser más preciso nuevamente, hacerlo más denso o compacto.

Al existir en la Tierra, ya estás “creando gravedad artificial”. De hecho, todo lo es.

Con respecto a la pregunta sobre la naturaleza física real de la gravedad, la respuesta a toda la pregunta es no.

Es correcto afirmar que su gravedad está relacionada con la masa de partículas. Aun así, y con respecto a la creación de la gravedad al girar rápidamente un objeto, eso aumentaría el momento angular relativista de las partículas, mientras que al mismo tiempo solo causaría una distorsión de sus campos de gravedad. A una velocidad cercana a la luz, las partículas que componen la periferia del disco que gira rápidamente se habrían transformado en plasma.

Sí, en principio podrías hacer eso. Sin embargo, tenga en cuenta que, dado que no puede distinguir la aceleración de la gravedad, es mucho más fácil estar dentro de un cuerpo giratorio, ya que es un sistema acelerado, se sentiría como una fuerza gravitacional que lo empujaría hacia el borde. Requeriría mucha menos velocidad de rotación.

Editar: Una ligera adición: los marcos giratorios también proporcionan un efecto Coriolis, que si es demasiado grande causa mareo. La forma de evitar esto es tener un radio lo suficientemente grande como para obtener la misma fuerza centrífuga. (Tenga en cuenta que estos son efectos ficticios que se sienten al estar en un marco giratorio y no fuerzas físicas reales).

Verter energía en masa aumenta su gravedad intrínseca porque la masa y la energía son intercambiables. Al comprimir energía en masa, comprimes su densidad. (La energía de una antigua selva tropical se comprime en su trozo de carbón con el tiempo). Sin embargo, si la energía aumenta la rotación de la masa, me temo que estallará en anillos similares a Saturno alrededor de una barra de masa de baja densidad que gira rápidamente.

Las dos formas más eficientes que puedo pensar para crear gravedad artificial serían: 1) fingirlo con fuerza centrípeta, esencialmente el área de la nave que tendría gravedad estaría dentro de una rueda giratoria donde los pasajeros son “arrojados” en esencia contra el pared exterior de la rueda. 2) descubra una forma de manipular la partícula de Higgs-Bozon, que controla la masa de otras partículas.

La gravitación es una fuerza falsa, puede alcanzar los mismos resultados moviendo un objeto con aceleración constante.
Por ejemplo, si se sienta en el elevador que se mueve con una aceleración de 9.8 m / s ^ 2, llenará la gravitación de la tierra en la dirección opuesta al movimiento de los elevadores. Otro ejemplo es una aceleración centrípeta. Si se mueve en un círculo con un radio de 100 km con una velocidad constante de 1 km / s, tendrá una aceleración de 10 m / s ^ 2 (similar a la de la Tierra), dirigida hacia el centro opuesto del círculo.

Si lo aceleras de manera lineal, funcionaría, pero al girarlo es un concepto muy interesante. Tome una regla de 12 pulgadas y comience a girarla de modo que el punto final se acercara a la velocidad de la luz. La masa en los puntos finales de la regla comenzaría a acercarse a una masa infinita, pero 6 “adentro, la masa no aumentaría en absoluto porque el punto central de rotación no se mueve a través del espacio. La regla se rompería. Ahora si lo intentara que en un átomo obtendrías los mismos resultados, el núcleo que está en el centro estaría girando, pero no moviéndose a través del espacio, los electrones aumentarían en masa hasta que salieran de sus órbitas. Lo que necesitamos aquí es un El subsidio del gobierno de EE. UU. Para seguir estudiando esto durante las vacaciones y en un resort exótico, déjame ser el primero en ofrecer ayuda voluntaria …

Sí, podría, pero como dicen las otras respuestas, sería preferible utilizar una forma diferente de energía en los vehículos espaciales. Bueno, ahora que lo pienso, una forma diferente de energía no solo sería preferible sino también necesaria porque no tenemos la tecnología para hacer eso en este momento ni es probable que lo hagamos pronto. Buena pregunta aunque 🙂