Si el mundo fuera un tetraedro, ¿cómo sería diferente la gravedad?

Los planetas tetraédricos no son estables. Después de un tiempo, las esquinas del tetraedro serían absorbidas por la gravedad de regreso a la superficie, y se deformaría en una esfera.

Pero supongamos que cierta fuerza impide que la superficie del planeta se deforme (o, tal vez, este es un planeta de diseño de alta gama por cortesía de Slartibartfast). Experimentarías muchas cosas realmente extrañas en este planeta, algunas de ellas …

1) La gravedad debilita o fortalece dependiendo de dónde se encuentre.

Cuando estás cerca de una esquina, las otras tres esquinas están muy lejos, más lejos que si estuvieras más cerca del centro de un lado. Por la ley de la gravitación universal, la gravedad de estas esquinas se reduce, por lo que la gravedad total experimentada sería menor cerca de las esquinas del planeta que en sus lados.

2) Puntos de gravedad de lado.

La Tierra es más o menos una esfera, lo que significa que la masa de la Tierra alrededor del lugar donde estás sentado / parado actualmente es simétrica respecto a cualquier eje: siempre hay tanta masa a tu izquierda como a tu derecha, o tanto frente a ti como detrás Pero en un tetraedro solo puedes encontrar simetría como esta en una esquina o en el centro de un lado. En la mayoría de los puntos en la superficie de un tetraedro, el centro de masa no estaría debajo de ti, sino más cerca del centro del lado en el que estás. Esto significaría caminar hacia un borde y alejarse del centro de un lado se sentiría como subir una colina. Caminar hacia una esquina sería como escalar una montaña.

La parte lateral de la gravedad siempre “tenderá” hacia el centro del planeta, siempre apuntará en esa dirección general. Sin embargo, la fuerza de gravedad total no siempre apuntaría hacia el centro del planeta. Lo que lleva al siguiente tema interesante:

3) La gravedad no apunta hacia el centro del planeta.

Las esferas de densidad uniforme tienen muchas propiedades convenientes que nos facilitan el cálculo de su gravedad. Cuando un objeto siente la gravedad de una esfera, la gravedad que siente siempre apunta hacia el centro exacto de la esfera. Sin embargo, esto es falso para casi cualquier otro objeto .

Aquí hay una manera de ver esto para un tetraedro: Comience con un planeta esférico y considere un objeto cerca de la esfera que experimente su gravedad. Para hacer que la esfera sea un tetraedro, podemos hacer estallar las cuatro esquinas del tetraedro en los ángulos correctos de la esfera. Al hacer esto, no cambiamos el centro de masa del planeta, ya que cualquier cambio inducido por uno de estos rincones es cancelado por los otros tres. Sin embargo, una de estas esquinas está más cerca de nuestro objeto que las otras (excepto en casos excepcionales de simetría). Por lo tanto, según la ley de la gravitación universal, la gravedad de esa esquina se siente con mayor fuerza, y es fácil ver que el cambio en la dirección de la gravedad en esta esquina no se cancela por los cambios que hacen los otros tres.

4) El planeta irradia ondas de gravedad.

Sí, hay cosas como las ondas de gravedad. Y sí, este planeta los tiene.

Cuando una esfera gira, le sucede muy poco, excepto que su superficie experimenta una fuerza centrífuga. Como de costumbre, un tetraedro ignora esta regla de sentido común y en su lugar hace todo tipo de cosas raras. Por ejemplo, a menos que el eje de su rotación pase exactamente a través de una de sus esquinas, comenzará a rotar de maneras completamente diferentes, y se detendrá solo cuando su eje de rotación pase a través de una esquina.

Sin embargo, mucho más genial que eso es lo que sucede cuando se considera la gravedad alrededor del tetraedro a medida que gira. Los físicos saben que la gravedad no es una fuerza simple y mágica que se comunica al instante. Es una “arruga” en el tejido del espacio-tiempo, y cuando cambia un campo gravitacional, algunas de estas arrugas del espacio-tiempo se envían a la velocidad de la luz para comunicar el cambio.

Cuando un campo gravitacional cambia regularmente , como, por ejemplo, cuando un planeta tetraedro gira, estas arrugas comienzan a ponerse entre sí y crean patrones interesantes. El resultado se llama onda de gravedad. Y a diferencia de la gravedad normal, las ondas de gravedad pueden viajar distancias muy largas sin perder su fuerza. Su efecto sobre todo lo que pasa es presionarlo cambiando la curvatura del espacio-tiempo en el que se encuentra, como si lo sometiera a un espejo de la casa de diversión del mundo real.

Las ondas de gravedad transportan energía. Esa energía tiene que venir de algún lado, y para “financiar” las ondas de gravedad del planeta, la rotación del planeta debe detenerse lentamente. Tal vez esto tomaría mucho tiempo (tal vez mucho más tiempo que el universo ha existido; no estoy seguro de cómo estimar esto), pero eventualmente, si el planeta tetraédrico estaba girando, se detendría.

(Dato curioso: hay una pequeña protuberancia alrededor del ecuador de la Tierra debido a su rotación. Esta protuberancia causa ligeras perturbaciones en la gravedad y hace que la Tierra emita ondas de gravedad, aunque son demasiado pequeñas para ser perceptibles).

TL; DR: El planeta dejaría de girar. Durante este proceso, te caerías mucho.

La razón por la que los planetas son generalmente redondos es porque la gravedad los hace así. La gravedad interna une el material y la gravedad de las estrellas que orbitan proporciona fuerzas de marea que hacen que se tamice en forma de bola. Entonces, si el planeta fuera tetraédrico, no sería después de un tiempo.