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>恒星の輻射圧などを利用して支える。
熱平衡に達すると、内側から受ける輻射と同じだけの輻射を外向きに放ってしまうので、その時点で支える力がなくなってしまいます。また、風船状にした内部にガスなどを入れその圧力で、となると、そのガスがどんどん恒星に降着していってしまうので、やはり長期的な安定性は保てないのではないかと。(短期的なら有りかもしれませんが、その膨大なガスの出所が問題に)
>1Gに設定するのが良いだろう。これによって恒星の質量と球殻の半径が決定される。
これでは絶望的に重力が足りません。というのも、前述の通りダイソン球の温度は(熱平衡状態から)内外ともに同じ温度となり、さらにその温度は恒星の光量と恒星からの距離によって決まります。例えば我々の太陽を考えると、輻射による温度がほぼ300K前後となるのはダイソン球が恒星から1.5-2天文単位ぐらいの半径を持つ場合ですが、この場合に太陽から受ける重力は1万分の1G程度でしかありません。無論より重い恒星なら重力は増やせますが(といっても1万倍は難しい)、今度は輻射も増えるため温度を適度に保つには半径を増やさねばならず、重力は低下します。
>恒星が熱によって膨張し、密度が下がり、中心核の熱核反応も穏やかになるのではないだろうか。
温度が上がることにより顕著に膨れあがるのは外層ですが、重力により圧縮で盛んに核融合の起きている核部分に関しては多少温度が上がった程度では重力に打ち勝てませんので、せいぜいが赤色巨星のように外層だけがどんどん膨れあがり、でも内部での核融合は続いている、というような状態になる気がします。まあ、ちゃんと計算まではしていないので感覚的な予想ですが。
論理的な考証ありがとうございます。輻射圧と重力に関してはほとんど致命的ですね。ただ、熱をとてつもなく巧妙に逃がす方法があれば何とかならないでしょうか。なんらかのヒートパイプで別のヒートシンク天体まで熱を送るなどして表面を常に300K付近に保つようなことはできそうな気がするのですが。(そのヒートパイプはどう作るのだ、とかエネルギー収支はどうするんだは置いときます。いや後者を置いといたら破綻するって)
恒星を暖めたら、というところはおうし座T型星(原始星)や種族IIの準矮星などからの想像です。準矮星は透過率が低いためにエネルギー放射効率がいいので小さく高温になるそうです。逆にエネルギー放射の効率をとことんまで減らしたら大きく低温になるのではないかなと。(あ、大きいから低温なのか)また、原始星は重力ポテンシャルを発光により放出し中心核を発火点まで圧力を上げるわけですが、そのエネルギーを閉じ込めておけば点火まで進化しないのではないかなと。そうだとすると、同程度まで星全体のポテンシャルをためてしまうと原始星まで退化しないだろうかと。どれも半可通レベルからの想像なので間違いを指摘してもらえればありがたいです。
すぐ内側か外側に巨大なリングを網目状に設置してそれぞれ回転させることで形を維持し、居住区兼球殻は複数のリング上を高速移動することで恒星に対して静止を維持するというのはどうでしょうかね。
これなら、球殻の上に乗っている限り恒星に向かって重力が発生します。物理的な強度で恒星の重力に耐えているわけではないので、局地的に外殻を設置して網羅面積を徐々に増やしていくこともできるし、リンクの回転力自体は二枚重ねにして逆方向に回すようにすればすれば電磁的なエネルギーで加減速が可能です。この場合、高速回転しているリングは各球殻ごとをつなぐ移動手段としても使えますね。
#事故で外殻の移動手段が壊れると、外殻がリングにつられて回転を始め、外宇宙に放り出されたり、正常動作している他の外殻に接触して大災害になりますがw
オービタルリングですね。それもスマートな解決法と思います。ただ、私が恒星からの輻射や大気圧などにこだわっているのは、その方が安定しているのではないかな、ということだったりします。
網目状のリングの場合の安定性はちょっとわからないのですが、一つのリングですと外力を受けた場合に元に軌道に復元しないらしいのです。
輻射圧などですと、中心の恒星に近い方が圧が高いので、外力を受けた場合でも復元する、と私は考えました。
もちろんちゃんとした復元システムを作ればいいのですが、何しろこのような構造体は稼働期間が長いので(笑)、なるべく構造そのものに安定性を求めるべきかなと思いました。
リング状の安定性などについては、私が思い浮かべたのは、「リングワールドふたたび」(ラリイ・ニーブン)での作者の解説です。
この方法にはこんな利点が、いやそれには問題がある、みたいなのがありましたらまたよろしくお願いします。
先ほど考えていたら、網状オービタルリングは中心星から力学的に安定なのではないかと思うようになりました。リングそのものは公転面方向については不安定ですが、公転面の垂直方向については安定です。網目状になっていれば、外力がどこからかかろうと、公転面から垂直に動くリングがありますので、それに対して復元力が働きます。つまり、全体は復元力を持つということになります。
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犯人は巨人ファンでA型で眼鏡をかけている -- あるハッカー
いくつかの点に関して (スコア:0)
>恒星の輻射圧などを利用して支える。
熱平衡に達すると、内側から受ける輻射と同じだけの輻射を外向きに放ってしまうので、その時点で支える力がなくなってしまいます。
また、風船状にした内部にガスなどを入れその圧力で、となると、そのガスがどんどん恒星に降着していってしまうので、やはり長期的な安定性は保てないのではないかと。
(短期的なら有りかもしれませんが、その膨大なガスの出所が問題に)
>1Gに設定するのが良いだろう。これによって恒星の質量と球殻の半径が決定される。
これでは絶望的に重力が足りません。
というのも、前述の通りダイソン球の温度は(熱平衡状態から)内外ともに同じ温度となり、さらにその温度は恒星の光量と恒星からの距離によって決まります。
例えば我々の太陽を考えると、輻射による温度がほぼ300K前後となるのはダイソン球が恒星から1.5-2天文単位ぐらいの半径を持つ場合ですが、この場合に太陽から受ける重力は1万分の1G程度でしかありません。無論より重い恒星なら重力は増やせますが(といっても1万倍は難しい)、今度は輻射も増えるため温度を適度に保つには半径を増やさねばならず、重力は低下します。
>恒星が熱によって膨張し、密度が下がり、中心核の熱核反応も穏やかになるのではないだろうか。
温度が上がることにより顕著に膨れあがるのは外層ですが、重力により圧縮で盛んに核融合の起きている核部分に関しては多少温度が上がった程度では重力に打ち勝てませんので、せいぜいが赤色巨星のように外層だけがどんどん膨れあがり、でも内部での核融合は続いている、というような状態になる気がします。
まあ、ちゃんと計算まではしていないので感覚的な予想ですが。
Re:いくつかの点に関して (スコア:1)
論理的な考証ありがとうございます。
輻射圧と重力に関してはほとんど致命的ですね。
ただ、熱をとてつもなく巧妙に逃がす方法があれば何とかならないでしょうか。
なんらかのヒートパイプで別のヒートシンク天体まで熱を送るなどして表面を常に300K付近に保つようなことはできそうな気がするのですが。
(そのヒートパイプはどう作るのだ、とかエネルギー収支はどうするんだは置いときます。いや後者を置いといたら破綻するって)
恒星を暖めたら、というところはおうし座T型星(原始星)や種族IIの準矮星などからの想像です。
準矮星は透過率が低いためにエネルギー放射効率がいいので小さく高温になるそうです。
逆にエネルギー放射の効率をとことんまで減らしたら大きく低温になるのではないかなと。(あ、大きいから低温なのか)
また、原始星は重力ポテンシャルを発光により放出し中心核を発火点まで圧力を上げるわけですが、そのエネルギーを閉じ込めておけば点火まで進化しないのではないかなと。
そうだとすると、同程度まで星全体のポテンシャルをためてしまうと原始星まで退化しないだろうかと。
どれも半可通レベルからの想像なので間違いを指摘してもらえればありがたいです。
Re:いくつかの点に関して (スコア:1)
すぐ内側か外側に巨大なリングを網目状に設置してそれぞれ回転させることで形を維持し、居住区兼球殻は複数のリング上を高速移動することで恒星に対して静止を維持するというのはどうでしょうかね。
これなら、球殻の上に乗っている限り恒星に向かって重力が発生します。物理的な強度で恒星の重力に耐えているわけではないので、局地的に外殻を設置して網羅面積を徐々に増やしていくこともできるし、リンクの回転力自体は二枚重ねにして逆方向に回すようにすればすれば電磁的なエネルギーで加減速が可能です。
この場合、高速回転しているリングは各球殻ごとをつなぐ移動手段としても使えますね。
#事故で外殻の移動手段が壊れると、外殻がリングにつられて回転を始め、外宇宙に放り出されたり、正常動作している他の外殻に接触して大災害になりますがw
しもべは投稿を求める →スッポン放送局がくいつく →バンブラの新作が発売される
Re:いくつかの点に関して (スコア:1)
オービタルリングですね。それもスマートな解決法と思います。
ただ、私が恒星からの輻射や大気圧などにこだわっているのは、その方が安定しているのではないかな、ということだったりします。
網目状のリングの場合の安定性はちょっとわからないのですが、一つのリングですと外力を受けた場合に元に軌道に復元しないらしいのです。
輻射圧などですと、中心の恒星に近い方が圧が高いので、外力を受けた場合でも復元する、と私は考えました。
もちろんちゃんとした復元システムを作ればいいのですが、何しろこのような構造体は稼働期間が長いので(笑)、なるべく構造そのものに安定性を求めるべきかなと思いました。
リング状の安定性などについては、私が思い浮かべたのは、「リングワールドふたたび」(ラリイ・ニーブン)での作者の解説です。
この方法にはこんな利点が、いやそれには問題がある、みたいなのがありましたらまたよろしくお願いします。
安定性 (スコア:1)
先ほど考えていたら、網状オービタルリングは中心星から力学的に安定なのではないかと思うようになりました。
リングそのものは公転面方向については不安定ですが、公転面の垂直方向については安定です。
網目状になっていれば、外力がどこからかかろうと、公転面から垂直に動くリングがありますので、それに対して復元力が働きます。
つまり、全体は復元力を持つということになります。