Pero en la mayoría de las historias, FTL en realidad no sigue la primera ley de Newton; todo el mundo sabe que una vez que tu hiperimpulsor falla, estás muerto en el agua. De lo contrario, la Enterprise podría llegar a Warp 9.9 y cruzar fácilmente la galaxia.

Y eso tiene sentido en el estilo warp de FTL: el viaje FTL solo es posible dentro del campo generado por una unidad FTL en funcionamiento. De hecho, dentro del marco de referencia de ese campo, ¡la materia aún no se mueve más rápido que la luz! Una vez que se destruye el disco, el campo colapsa y esa materia reanuda su velocidad no FTL.

Pero independientemente, hay muchos otros conceptos de FTL que funcionan de manera completamente diferente. Vea Hyperspace , Jump drives , Jumpgates y más en la sección de ciencia ficción de Wikipedia.

1. El espacio está casi vacío

Si aprietas el gatillo en esto, estás arruinando el día de alguien, en algún lugar y en algún momento.

Bueno, no necesariamente. Hay tanto espacio vacío entre cualquier cosa interesante en el universo, que es muy probable que esos "disparos de una escopeta cósmica" sigan viajando a través del vacío cósmico, sin siquiera acercarse a nada que valga la pena considerar.

Además (como señaló @DanDryant), los objetos que viajan más rápido que la velocidad de la luz pueden escapar de cualquier pozo de gravedad, y sus trayectorias ni siquiera cambiarían mucho al pasar por uno. Esto significa que los objetos superlumínicos son menos riesgosos en comparación con los objetos de movimiento "lento": los primeros necesitan un impacto directo en su primera y única pasada a través de un sistema, mientras que los últimos pueden quedar atrapados en el pozo de gravedad, dando vueltas y vueltas. aumentando sus probabilidades de golpear el objeto masivo en su centro o algunos otros objetos atrapados en ese pozo.

Si te preocupan específicamente las batallas espaciales, en las que perder las diminutas naves de combate enemigas puede significar bombardear el planeta que estás defendiendo (¡o su sol!), haz que estas batallas sucedan típicamente lejos de los planetas. Desde la perspectiva de un constructor de mundos, puede lograr esto mediante dos estrategias diferentes, utilizadas de forma independiente o combinadas:

2. Tecnologías o circunstancias defensivas

Las razas inteligentes solo tendrán que inventar y desplegar tecnologías defensivas para sobrevivir a los "idiotas superlumínicos" del universo.

Así como el Imperio Chino construyó La Gran Muralla China para rodear todo su territorio. Cualquier civilización capaz de FTL necesitará algún tipo de defensa:

• Escudos planetarios que bloquean, desintegran o teletransportan cualquier objeto que se acerque no autorizado/inesperado.
• Dispersión de "polvo cósmico" artificial / drones interceptores / etc. alrededor de sistemas / sitios / estaciones importantes, cualquier cosa que pueda absorber o amortiguar proyectiles FTL.
• Inhibidores de deformación planetarios o de todo el sistema , que ralentizan cualquier cosa (o cualquier cosa no autorizada) que viaje hacia él.
• Posiciones estratégicas (dentro de nebulosas, junto a agujeros negros, etc., etc.) que hacen que cualquier FTL sea peligroso: pueden ayudar incluso a las razas que no viajan a las estrellas a sobrevivir.

3. Limitaciones o variantes de FTL en espacio real

Como constructor de mundos, puedes modificar la física o la naturaleza de FTL para que sea más difícil convertirlo en arma, al menos contra planetas asentados:

• No hay FTL junto a los pozos de gravedad : esto se usó ampliamente en el universo Known Space de Larry Niven . FTL solo funciona en un espacio relativamente "plano", lo que obliga a que las batallas espaciales comiencen a velocidades civilizadas o lejos de los sistemas solares.
• FTL se basa en warp en lugar de simplemente viajar muy rápido en el espacio real (esa es la esencia de la respuesta de Boomchuck ). Esto proporciona a los barcos la capacidad de viajar distancias astronómicas en un tiempo razonable sin obtener una cantidad increíble de energía cinética. También significa que los escombros de una colisión FTL no viajarán a velocidades superlumínicas (aunque aún pueden ser peligrosamente rápidos...). Un tropo típico de este enfoque exige una "burbuja warp" intacta alrededor de la nave FTL, que se dispersa si interactúa con otra burbuja (o pozos de gravedad, etc.).
• FTL está basado en la teletransportación . Tus civilizaciones interestelares usan puertas estelares o hipersaltos para saltar de A a B sin atravesar la distancia entre ellos.
• FTL se realiza en el hiperespacio en lugar del espacio real: una nave se desliza a otra dimensión, donde no puede interactuar con nada en esta dimensión, y donde la física es diferente para permitir un viaje rápido (o las distancias son diferentes allí - lo mismo realmente). Los barcos pueden tener cada uno su propia dimensión variante exclusiva, o pueden interactuar con otros viajeros hiperespaciales (posiblemente solo usando una tecnología/frecuencia compatible, etc.).

etc etc etc etc

Finalmente, tenga en cuenta el principio a veces llamado la lección Kzinti :

"La eficacia de un impulso de reacción como arma es directamente proporcional a su eficacia como impulso".

Si tiene una unidad interestelar funcional, será muy difícil evitar por completo su armamento.

Atomic Rockets tiene una entrada sobre sistemas de propulsión en su página de armas exóticas; realmente vale la pena leerla.

En primer lugar, esto está mal: "Un solo rayo de 1 g de esta nave ahora tiene una energía cinética mínima:

La energía cinética se calcula como$0.5mv^2$

$v$ser$c = (3 \times 10^8) v^2 = 9 \times 10^{16}$

Entonces obtienes

Pero en realidad no importa, ¿verdad?

Ahora aquí está la cosa: esta fórmula no es adecuada para una velocidad cercana a$c$. Esto se debe a que cerca de la velocidad de la luz, la masa del objeto cambia. [Editar: la masa del objeto no cambia, la fórmula sigue siendo inútil a velocidades cercanas a c, las razones se encuentran en los comentarios]

¿Quizás alguna vez escuchaste que se necesita una cantidad infinita de energía para llevar un objeto con masa a la velocidad de la luz? Usando esta fórmula, no lo haría.

Ahora vayamos a tu problema. Obviamente, tener todo tipo de personas volando armas de destrucción masiva es un poco problemático y no le haría ningún bien a la galaxia. FTL simplemente volando muy rápido ya es una violación de la física, así que déjalo fuera.

¿Necesitas que tus personajes puedan moverse entre sistemas estelares o incluso galaxias en poco tiempo? Dales algún tipo de motor de disformidad o agujeros de gusano o alguna otra ayuda mágica para viajar que los mueva de A a B sin acelerarlos y, por lo tanto, sin ponerles cantidades insanas de energía.

Editar: vea la serie Ender, por ejemplo. Creo que FTL se introduce en "speaker of the dead" o "Ender in exile".

¿Hay alguna manera de idear un universo con viajes FTL sin condenar de manera realista a la mitad de dicho universo a la destrucción total por ataques FTL?

Mi respuesta favorita personal a esto es el enfoque FTL de EE "Doc" Smith de la serie Lensman : unidades sin inercia.

Básicamente, enciende el motor sin inercia e inmediatamente asume la velocidad a la que todas las fuerzas que actúan sobre su nave se anulan entre sí. Si tiene un motor razonablemente poderoso que empuja en una dirección, esto significará moverse a un múltiplo extremadamente alto de la velocidad de la luz, porque eso es lo que se necesita para que la resistencia de los gases interestelares coincida con la potencia de su motor. Pero, si te topas con un planeta, te detienes instantáneamente sin efecto de impacto, porque la fuerza resistiva del planeta es suficiente para cancelar el empuje de tu motor.

Esto también hace que la mayoría de las armas de proyectiles o de energía sean inútiles cuando las usa un atacante solitario, ya que el impacto de las armas del atacante o la ligera presión de sus láseres simplemente empujarán al defensor sin causarle daño. El único medio efectivo de combate espacial es que grandes flotas se formen como cilindros, conos o esferas alrededor del enemigo y los aplasten con armas de fuego simultáneas desde todas las direcciones.

Cuando se apaga la unidad sin inercia, reanudará inmediatamente su vector original.

Aunque esto elimina los problemas de los impactos superlumínicos y la devastación planetaria accidental, aún permite ataques deliberados que matan planetas, como encontrar otro planeta que se mueva en el vector opuesto, tomarlo sin inercia e insertarlo en la órbita del mundo objetivo. La energía cinética de un slug de 20 kg a 0,13c es mínima en comparación con una colisión frontal entre dos planetas a velocidades orbitales típicas. Y, si eso no es lo suficientemente destructivo, en los libros posteriores de la serie, comienzan a encontrar planetas de antimateria para hacer esto porque, a veces, no existe la exageración.

Energía cinética a altas velocidades

Si diseña un universo que permita viajar más rápido que la luz, tendrá que inventar leyes sobre cómo funciona la energía cinética cuando viaja más rápido que la luz.

Durante siglos, usamos la fórmula de Newton para la energía cinética:$KE = \frac{m v^2}{2}$. Y eso funcionó bien. No está mal ; es solo una aproximación que solo es válida para velocidades muy por debajo de la velocidad de la luz.

Pero para velocidades altas, necesitamos usar la versión de Einstein en su lugar:$KE = \frac{m c^2}{\sqrt{1 - v^2/c^2}} - m c^2$. (m es la masa en reposo en esa fórmula, no la masa relativa).

También podríamos usar esto para velocidades bajas si quisiéramos; es aproximadamente igual a$\frac{m v^2}{2} + \frac{3m}{8}\frac{v^4}{c^2} + \frac{6m}{16}\frac{v^6}{c^4} + ...$, por lo que todos los términos excepto$\frac{m v^2}{2}$estará muy cerca de cero. Pero por esa misma razón, no necesitamos molestarnos con ningún término excepto el primero cuando$v << c$, por lo que sería excesivo. En su lugar, usamos la aproximación más simple que funciona bien en el tipo de velocidades que estamos viendo.

Ahora veamos qué significan esas ecuaciones en la práctica. Supongamos que tenemos una masa de 1 kg y vemos cuánta energía predicen a varias velocidades.

Baja velocidad: 10 m/s

Si se mueve a 10 m/s, usando la aproximación newtoniana, obtenemos una energía cinética de$50 J$.

Si usamos la versión de Einstein, obtenemos$50.00000000028 J$. Ambas versiones son extremadamente precisas, por lo que también podríamos usar la más simple.

Velocidad relativista: 0.99c

La aproximación newtoniana nos da$3.64 \times 10^{16} J$.

El einsteiniano nos da$2.58 \times 10^{17} J$.

La versión newtoniana es ocho veces demasiado pequeña; a estas velocidades, ya no podemos usar esa aproximación.

Velocidad FTL: 2c

La aproximación newtoniana da$1.8 \times 10^{17} J$, pero no nos importa porque hace mucho que pasamos las velocidades donde es remotamente preciso.

La aproximación de Einstein nos da$-1.038\;i \times 10^{17} J$. Dado que nuestra energía cinética ahora es negativa e imaginaria, es seguro decir que esta aproximación ya no es precisa (o incluso significativa) a velocidades más rápidas que la luz. (Ni siquiera está definido exactamente a la velocidad de la luz; hay una división por 0).

En nuestro universo, la ecuación de Einstein puede no ser una aproximación; por lo que sabemos, puede ser completamente preciso a todas las velocidades. Pero si FTL es posible en su universo, entonces debe ser una aproximación que solo es válida a bajas velocidades.

No puedo decirle qué ecuación debe usar para calcular la energía cinética a velocidades FTL; Solo puedo decir que el que está usando no dará resultados precisos en nuestro universo, y la mejor aproximación conocida por la ciencia moderna para nuestro universo ni siquiera permite FTL, por lo que tampoco será correcto. Decida cómo quiere que funcione la energía cinética a velocidades FTL y luego sea consistente.

Escala de energía

Sin embargo, en realidad no tienes que inventar una nueva ecuación si no quieres. Puede asumir con seguridad que la física newtoniana se mantiene a cualquier velocidad en su universo sin crear el tipo de problemas que está imaginando.

$10^{13} J$puede parecer mucho, pero eso es para los estándares terrícolas insignificantes. Hemos probado armas nucleares que son 20.000 veces más grandes que eso , y todos seguimos aquí.

Consideremos algo con un poco más de energía que una mera bomba de hidrógeno. Supongamos que la física newtoniana se mantiene a alta velocidad y que tenemos un barco del tamaño del Titanic moviéndose a la velocidad de la luz. Tendría una energía cinética de$2.337 \times 10^{24} J$. Esa es una cantidad decente de energía, pero es 100 veces menos de lo que el Sol emite cada segundo , y 100 millones de veces menos de lo que necesitaríamos para volar la Tierra . (Lo que a su vez significa que la escena que mencionas no fue el evento más enérgico que hemos visto en Star Wars).

Para poner las cosas en una perspectiva seria , una supernova puede producir$10^{44} J$. Eso es$10^{20}$veces más que la energía cinética de nuestra nave. Lo que quiere decir que nuestra nave que choca con algo produce al menos 100 000 000 000 000 000 000 veces menos energía que algo que sucede en el universo con bastante regularidad.

Arrastrar

El espacio es grande y muy, muy vacío... pero no está totalmente vacío.

Hay una fina niebla de polvo, gas y átomos entre las estrellas.

No es mucho. Las frías profundidades del espacio interestelar tienen un vacío más puro que casi cualquier cosa que puedas encontrar en un laboratorio en la Tierra. Pero si vas lo suficientemente rápido , realmente importa.

En el sistema solar con viento solar la densidad de átomos es de 2x10^7 por metro cúbico, principalmente hidrógeno o helio.

Fuera del sistema solar, varía un poco según la temperatura y la carga, pero si tomas una bola de acero y la arrojas a la fría y oscura noche...

Veamos qué pasa

si golpeas algo, fácil (reducido para mantener vivo al fotógrafo)

Pero, ¿y si te pierdes...?

La bala ferrosa de 20 kilos sale del cañón de riel del barco al 1,3% de la velocidad de la luz.

La babosa es hierro puro.

La esfera tiene un radio de 8.464 centímetros.

Va al 1,3% de la velocidad de la luz, así que esperemos a unos 1,3 años luz de distancia y veamos cómo se ve cuando llegue.

Mmm. Es un poco tarde... no muy tarde pero un poco...

Para llegar a nosotros, la esfera ha tenido que atravesar 2.768 × 10 ^ 20 centímetros cúbicos de espacio "vacío".

Un Medio Neutro Frío (CNM) en el espacio interestelar tiene alrededor de 20-50 átomos por cm cúbico, principalmente hidrógeno o helio. Asumiremos 25 átomos de hidrógeno por cm ^ 3 para que esto sea más fácil.

Entonces, mientras viaja, golpea (2.768 × 10 ^ 20 * 25) átomos de hidrógeno ... aproximadamente 11.58 mg (miligramos) de hidrógeno.

Suponiendo que no golpee un grano de arena en el camino y se convierta en una nube de átomos.

Eso no es mucho... pero cuando la babosa ha viajado 2.245.230 años luz, ha golpeado unos 20 kg de átomos de hidrógeno. Note que ese es su propio peso en hidrógeno.

Eso es un largo camino, casi la distancia a Andrómeda.

Entonces, para entonces, está yendo a la mitad de su velocidad original y es probable que parte del hierro se haya eliminado de esos pequeños impactos.

El universo no se llena con escombros a alta velocidad porque cada escombro experimenta un pequeño y sutil arrastre al chocar contra la fina niebla de átomos entre las estrellas.

tl;wr: Basado en el canon de Star Wars: la gravedad te succiona fuera del hiperespacio.

Al menos en el universo escrito de Star Wars es canon, que si bien puedes viajar más rápido que la luz (no se conocen detalles sobre cómo funciona), las naves no pueden volar a través de pozos de gravedad. Es decir, antes de que una nave que viaja FTL golpee un sol o un planeta, es succionada fuera del hiperespacio y tiene que viajar STL. Lo mismo debería ocurrir con cualquier materia/partículas/piezas de naufragio que sean impulsadas a FTL por cualquier posible "accidente" extraño.

Por lo general, los barcos no son lo suficientemente grandes como para generar un campo gravitatorio propio, por lo que, básicamente, después de desactivar todas las medidas de seguridad, etc., el almirante Holdo habría podido ejecutar la maniobra ilustrada, lo que resultó en una explosión de metralla al menos cercana a la velocidad de la luz. destrozando la mitad de la flota. Y mientras que las metralla pueden correr a través del espacio durante mucho tiempo y distancia, al menos los planetas están bastante a salvo de ellas, debido a los pozos de gravedad de sus sistemas solares. Cualquier escombro se reduciría a cualquier cosa STL y al menos se quemaría parcialmente en la atmósfera. Claro, todavía podría haber algunos daños, pero el número total de accidentes extraños y, por lo tanto, metralla se estima bastante pequeño. Sin embargo, la nave solitaria en el espacio podría tener mala suerte, para ser honesto.

Pensamiento adicional: sería interesante saber si las Estrellas de la Muerte eran lo suficientemente masivas como para crear su propio campo de gravedad.

Las películas son, lamentablemente, otro tema. Al menos en el Episodio VII, Disney destruyó el canon cuando el Halcón Milenario viajó a través del hiperespacio justo sobre la superficie de la Base Starkiller, debajo de sus escudos de energía. Un salto realmente imposible ya que la gravedad debería haber sacado al Halcón del hiperespacio mucho antes de que llegara allí. No puedo citar números aquí, pero calculo que, cuando se trata de planetas, debes estar al menos en una órbita geoestacionaria o superior para poder saltar al hiperespacio, lo que significa que estarías a la misma distancia. del planeta, cuando te succionan del hiperespacio.

Los soles son incluso otro tema, ya que son aún más masivos y tienen pozos de gravedad muy grandes. Por ejemplo, en uno de los libros de la trilogía de Thrawn o en uno de los libros de la serie X-Wing, un espía de la Nueva República con antecedentes imperiales es presionado de nuevo al servicio imperial, colocándolo en la nave de mando de Thrawn o de un señor de la guerra imperial. Se las arreglan para eliminar algunos datos de navegación, lo que lleva a que el Destructor Estelar sea succionado del hiperespacio por la gravedad de un sol y deje varada la nave durante varias horas o incluso días, lo que anula el plan de tiempo imperial y así salva el día.

Además, el propio Gran Almirante Thrawn hace muy buen uso de las pocas naves "Interdictor" que controla. Esos son destructores estelares equipados con potentes proyectores de pozos de gravedad, capaces de sacar naves del hiperespacio. Claro, tienes que saber por dónde pasará el enemigo, pero el hombre era brillante y, por lo tanto, varias veces atrapó convoyes de la Nueva República no preparados o flotas enteras justo delante de los cañones de su flota, siendo el ejemplo más destacado, y también el último, la batalla. de Bilbringi, durante el cual Thrawn es asesinado por uno de sus guardaespaldas alienígenas.

No es "más rápido que la luz", es "más corto que el espacio"

Si su unidad FtL funciona moviendo su nave fuera del espacio normal y luego de regreso al espacio normal a cierta distancia, entonces las contramedidas son fáciles: cualquier dispositivo que impida el reingreso al espacio normal hace que ese espacio sea inexpugnable para la intrusión FtL.

Mercenario Schlock

En los primeros días del cómic, los viajes de FtL se realizaban mediante Wormgates , enormes portales entre los que los barcos podían moverse instantáneamente. En este caso, el costo de la energía de los agujeros de gusano aumentó exponencialmente con el tamaño del agujero de gusano, lo que significa que cualquier agujero de gusano lo suficientemente grande como para transportar un barco requería su propia infraestructura, de ahí las compuertas de gusano.

Luego, los protagonistas inventaron un nuevo sistema FtL llamado teraport . Funciona creando una cantidad ridícula de diminutos agujeros de gusano y luego empujando las moléculas individuales de un objeto a través de los agujeros de gusano y volviéndolas a ensamblar en el otro lado. (De ahí el nombre ' tear-apart ' 'teraport'). Debido a la forma en que aumentaron los costos de energía, el terapuerto era extremadamente eficiente en términos de energía en comparación con un wormgate, y un dispositivo capaz de teratransportar a una persona podría sostenerse en su mano.

Esto revolucionó inmediatamente la guerra, porque resulta que ser capaz de lanzar una bomba en cualquier lugar que quieras en el barco (o casa) de tu enemigo hace que una batalla sea muy corta. Por supuesto, ellos pueden hacer lo mismo...

Las Teraport Wars llegaron a su fin con la invención de Teraport Area Denial, que proyecta un campo que impide la apertura de los diminutos agujeros de gusano que utiliza el teraport. (Los agujeros de gusano de mayor energía pueden perforar un campo TAD, pero la razón principal por la que el terapuerto es utilizable es por la baja energía de los agujeros de gusano individuales). Y dado que el proceso de teraportación requiere dividir los objetos que se mueven en fragmentos infinitesimales y luego volver a ensamblarlos, interrumpir el proceso puede ser bastante complicado para los involucrados.

Independientemente de todos los escenarios específicos del universo descritos y calculados hasta ahora, creo que en cualquier configuración en la que su tecnología le permita acelerar la materia cerca de c (o más) en el espacio normal, tendrá el equivalente aproximado de las minas terrestres y explosivos de hoy. unidades de eliminación.

¿Tu artillero novato disparó el arma principal del Everest por error? ¡Llama a los barrenderos! Ellos calcularán la posición del proyectil en el espacio normal y, mientras abofeteas al Artillero, se moverán para interceptar y deshacerse del proyectil diligentemente con los medios apropiados al trasfondo tecnológico de tu Universo. Para Mass Effect, eso incluiría calcular la Puerta a la que estará más cerca para la intercepción práctica y programarla para algún momento en unas pocas décadas. Para el espacio conocido de Niven, puede ser mucho más preciso e interceptar dentro de la nube de Oort en horas o días.

Digamos que tuviste una gran batalla con muchos escombros potenciales y rondas perdidas. Los barrenderos de la facción ganadora calcularán dónde está el frente esférico de escombros y rondas, según la velocidad conocida de las armas usadas, los sectores de la esfera que representan un riesgo para el plano elíptico de las estrellas pobladas cercanas y establecerán patrullas de limpieza que se extenderán durante años o décadas. . No sería muy diferente de los esfuerzos para limpiar la Zona Roja en Francia después de la Primera Guerra Mundial. No necesita limpiar toda la esfera en expansión, solo las partes que se dirigen a asentamientos conocidos, el resto se puede integrar en cartas de navegación con grandes carteles rojos "Everest gira suelto. Déjelo en el espacio normal bajo su propio riesgo".

Para lidiar con accidentes no informados, el extraño científico malvado y los escombros olvidados de la civilización de hace siglos, deberá confiar en las medidas de defensa locales con protocolos integrados para lidiar con la basura entrante a velocidad c como se indica en las respuestas anteriores.

¿Por qué nada de esto nunca se describe en las historias? Porque todos en el universo lo dan por sentado y a nadie le importa preocuparse o hacer un seguimiento, al igual que no vemos las noticias que se abren con cada campo de minas terrestres o bomba aleatoria de hace 50 años neutralizados ... a menos que tengas que evacuar la mitad de Hamburgo porque de eso De hecho, sería un buen material para la historia de fondo.

Una de las peculiaridades de viajar a tales velocidades en el "espacio normal" es que las rocas estacionarias viajan efectivamente a esa velocidad en relación con usted cuando choca contra ellas.

Eso es cierto para cualquier partícula u objeto entre su punto de partida y su punto de llegada. Lo que es importante tener en cuenta es que a la física no le importa si te doy un puñetazo en la cara o me das un cabezazo, el resultado es el mismo.

En otras palabras, en un universo con espacio normal ftl, es esencial tener alguna forma de resistencia fácilmente accesible para objetos simples a velocidades relativistas. Lo que esto significa es que el impulsor de masa descrito en la pregunta es un arma inútil en el combate de barco a barco, ya que ni siquiera alcanzaría el mismo nivel de daño que golpear una roca en su camino a la batalla.

Dado que las naves tienden a apuntar a los planetas y se impulsan a tales velocidades, quizás no sea descabellado proteger sus planetas también.

No tienes que preocuparte por las especies que no piensan en esto, o que no tienen una solución para ello, ya que nunca lograrán superar su propia nube de Oort o volarán su propio planeta mucho antes de que lo hagan. muchos problemas para el resto de nosotros.

Como nadie respondió, optaré por la respuesta FTL de un universo especial con el que quizás esté familiarizado: el nuestro.

El impulso de Alcubierre se deriva de las ecuaciones de la Relatividad, y permitiría que el objeto viaje más rápido que la luz sin todos los problemas que normalmente conllevaría. A continuación, puede encontrar primero una publicación con los beneficios citados en esta respuesta, pero le sugiero que lea el artículo también. Debajo hay un video de PBS Space-time sobre el tema, no sé qué tan confiables son, pero aparentemente el orador investiga en Quasars, por lo que el canal debería tener más confiabilidad que el sitio promedio.

https://www.researchgate.net/publication/258317793_The_Status_of_the_Warp_Drive

Destacan las ventajas de este papel:

Beneficio 1: Eliminación de la barrera de distancia interestelar, ya que ya no está restringida a las limitaciones de velocidad sublumínica. Obtenga un viaje más rápido que la luz, medido por un observador distante fuera de la región perturbada. Esto permitirá misiones a las estrellas cercanas y un examen más detallado de los fenómenos astrofísicos de lo que es posible hoy en día.

Beneficio 2: es un esquema de transporte convencional, ya que no requiere 'desgarro' del espacio o topologías no triviales (es decir, agujeros de gusano) y no requiere la transmisión de copias de objetos a través del espacio como medio para llegar al destino ( es decir, teletransportación). El impulso warp es un transporte simple desde el origen hasta el destino a través del espacio.

Beneficio 3: Sin efectos de dilatación del tiempo, como suele esperarse con otros esquemas de propulsión espacial debido a la relatividad especial. Esto se debe a que el vehículo podría estar moviéndose a velocidades sublumínicas para que los relojes a bordo permanezcan sincronizados con el origen y el destino.

Beneficio 4: No hay aumento de masa relativista del vehículo, ya que el barco está en el centro de la burbuja warp y está en reposo con respecto al espacio localmente plano.

Beneficio 5: no se requiere que la propulsión tipo cohete alcance una velocidad cercana a la de la luz, lo que generalmente restringe la velocidad máxima alcanzable debido a efectos relativistas especiales, como un empuje infinito para masas infinitas.

Beneficio 6: Beneficios tecnológicos y económicos para la humanidad.

(1) (PDF) El estado del Warp Drive. Disponible en: https://www.researchgate.net/publication/258317793_The_Status_of_the_Warp_Drive [consultado el 29 de enero de 2019].

Para obtener información general, puede ver esto: https://www.youtube.com/watch?v=94ed4v_T6YM

No sé, hombre. Simplemente use una unidad Alcubierre normal o básicamente cualquier FTL de deformación del espacio-tiempo. Dado que estos motores mueven el espacio alrededor de la nave en lugar de la propia nave, una nave con un motor fallido saldrá de warp a la misma velocidad (subluz) con la que entró, lo que puede ser incluso un estado de reposo.

Y en lo que respecta a la parte SW, me gustaría que supieras que la embestida Shit-do era completamente imprecisa y el resultado de Disney, como de costumbre, confundiendo los hiperimpulsores con los impulsores warp. Los hiperimpulsores envían una nave a una dimensión separada, donde se mueven distancias mucho mayores en el espacio real con cada unidad que mueven en el hiperespacio. Por supuesto, los objetos que generan grandes sombras de masa (piense en los pozos de gravedad de los planetas, estrellas o agujeros negros) generan "sombras de masa" en el hiperespacio, que empujan a una nave de vuelta al espacio-tiempo normal del que entró e incluso pueden destruirla (esta es la razón por la cual las naves no puede saltar cerca de un planeta). El Supremacy, aunque grande, no generará una sombra masiva ni siquiera cerca de lo que se requiere, e incluso si lo hiciera, el Raddus solo colisionaría a velocidades sublumínicas. Por lo tanto, esa escena rompió la tradición muy mal.

Desde el punto de vista de un RPG de papel y lápiz de Traveler:

El viaje FTL es más como un viaje de "arrugas en el tiempo" que un viaje "realmente muy rápido". El motor de salto lo lleva al espacio de salto, vuela sin cambios netos en la velocidad o el rumbo del espacio real, y una semana más tarde sale del espacio de salto como si nada hubiera pasado, excepto que ahora está a unos años luz de donde comenzó. . Casi como un efecto secundario de que algo más está sucediendo.

Dicho esto, incluso Traveler lucha con el efecto bomba de fracción de C-rock.

¡Señor! Un objeto en movimiento permanece en movimiento... ¡a menos que una fuerza externa actúe sobre él, señor!

No necesitas polvo espacial.
Ya se conocen fuerzas externas en el espacio que causan arrastre . El viento solar de nuestro sol es un ejemplo.
Cualquiera que sea la velocidad a la que estuvieran las piezas de la nave, no continuarían a esa velocidad indefinidamente.

Desde una vista práctica de "construcción del mundo", esto no es ampliamente conocido/entendido/apreciado, por lo que iría con "la falta de un hiperimpulsor que funcione" haciendo que esto sea irrelevante, en lugar de la vista physics.stackexchange.com.

Para ser franco, es mejor ignorar algunas cosas.
Por ejemplo, si permite una bala FTL y pierde una nave pero golpea un planeta (o tal vez se desvía de la nave), los habitantes que no son golpeados todavía tienen que lidiar con el estallido de rayos X, rayos gamma y partículas dispersas causadas cuando los desechos cercanos a la velocidad de la luz golpean su atmósfera.

Puede ver los efectos de una pelota de béisbol que viaja a 0.9c aquí (https://what-if.xkcd.com/1/) cuya física parece ser legítima y luego extrapolar mentalmente lo que sería un elemento de mayor masa. hacer.

Para esta respuesta, asumo que desea que un barco pueda llegar a un destino FTL en lugar de solo poder moverse FTL.

Si solo desea una forma de proporcionar viajes FTL pero ninguno de los dolores de cabeza cinéticos, ¿por qué no tener una unidad que pliegue el espacio sobre sí mismo y la nave se traslade a la nueva ubicación? Reduciría drásticamente la efectividad del uso de FTL como arma militar. La defensa contra esto sería un generador que crea un campo que provoca un plegamiento incorrecto y envía el FTL a otro lugar.

Hacer que todos/la mayoría/algunos planetas estén equipados con estos generadores evitaría que los extraterrestres borrachos transpongan lo que quieran en cualquier parte del planeta. No sería capaz de usarlo para robar un banco.

Si eso todavía es demasiado poderoso, solo haz que cualquier tipo de FTL necesite un punto de anclaje final para guiarlo y que usarlo sin él solo dispersaría tu energía por todo el universo debido a [Insertar Tchnobable]

El motor FTL de la nave podría tener, por ahora, un mecanismo físico no descubierto para impulsar la nave más allá de c. Sin embargo, este mecanismo funciona en detalle, es posible que solo pueda afectar un sistema confinado (como la nave espacial). Entonces, incluso si su nave superluminar "golpea" otra nave o incluso solo un asteroide: podría transferir cantidades absurdas de energía / impulso, pero el objeto golpeado podría no acelerar más allá de sí mismo. Entonces, el exceso de energía cinética podría transformarse instantáneamente en calor o radiación. En el peor de los casos, puede tener una bola de plasma en llamas disparada cerca de la velocidad de la luz hacia un destino aleatorio, pero esto no es realmente "inusual" en nuestro universo.

Considere que un agujero negro ya está arrastrando luz, tiene efectos "FTL".

Quizás sus agujeros negros sean sus defensores intergalácticos. La metralla estará sujeta a ser mordida por agujeros negros conscientes y hambrientos que deambulan dentro y fuera de las galaxias.

La maniobra de Holdo no tiene sentido, ni siquiera en el universo SW. (No dejé que arruinara la película para mí, pero es tonto). No puedes ir FTL y permanecer en el espacio normal; esta es la ciencia básica que todo geek sabe. Entonces no puedes embestir a otra nave usando tus motores FTL. Tal vez podrías salir a propósito de FTL en el mismo espacio (normal) ocupado por otra nave. Yo pensaría que eso causaría mucho daño, causaría brechas en el reactor, descompresión, etc. Pero no una embestida espectacular. Entonces, la respuesta a su pregunta es que su "problema" no es un problema.

Por cierto, una nave espacial que dispare un arma cinética con tanta energía tendría que SUMINISTRAR esa energía.

Por cierto, la energía de las rondas cinéticas no necesariamente se deposita en el objetivo, sino que lo atraviesa. La energía solo se deposita si la ronda encuentra una armadura lo suficientemente gruesa como para absorber toda esa energía. Por lo tanto, la defensa adecuada contra los cañones de riel de ciencia ficción es construir barcos con paredes bastante delgadas, muchos compartimentos, múltiples redundancias y dispositivos de seguridad contra explosiones. Además, hace que los barcos sean muy maniobrables. El contraataque a esta defensa es tener la munición esparcida en muchos pedazos después del lanzamiento: una escopeta de cañón de riel. El contador de la escopeta Railgun es... armadura. ;-)

No te preocupes, las probabilidades de golpear a alguien son bastante bajas.

Su preocupación es la metralla accidental ultrarrelativista (o incluso superlumínica), producida por una colisión con una nave que usa un motor warp. Supongo que cada pieza de metralla tiene la fuerza destructiva de una bomba nuclear, según sus números en la pregunta. Un impacto directo arruinaría una ciudad o una nave espacial, pero es un rendimiento demasiado bajo para dañar un cuerpo astronómico. Si la metralla es capaz de romper un planeta, entonces el motor warp de la nave espacial tendría una potencia de salida superior a la Estrella de la Muerte. Si sus unidades FTL comunes y corrientes pueden alimentar la Estrella de la Muerte cien veces, entonces tiene mayores preocupaciones de seguridad que la mera metralla. Por lo tanto, asumiré niveles de bomba nuclear de fuerza destructiva.

Para que esta metralla realmente cause daño, debe golpear la infraestructura o los territorios poblados. Sin embargo, el espacio es realmente grande . Y lo que es más importante, las cosas en el espacio también son realmente grandes .

Es una apuesta razonable que las piezas de metralla van a golpear algo eventualmente. Incluso considerando el arrastre del medio interestelar como lo hizo Murphy en su respuesta , cualquier fragmento de escombros de masa sustancial tiene un alcance efectivo del orden de un millón de años luz. Pero la pregunta es qué van a golpear.

Gran parte del universo material, al menos el que no está hecho de polvo y gases libres, está hecho de estrellas y planetas. Entonces, tomemos nuestro sistema solar como ejemplo y supongamos que la distribución de objetos es similar en nuestro sistema solar como lo será en cualquier otro lugar. La probabilidad de golpear un objeto es proporcional a su área de sección transversal. Los objetos en nuestro sistema solar tienen áreas de sección transversal, de mayor hacia abajo,

1. El sol:$1.519695684 \times 10^{12}$kilómetros$^2$
2. Júpiter:$1.535468464\times 10^{10}$kilómetros$^2$
3. Saturno:$1.065303332\times 10^{10}$kilómetros$^2$
4. Urano:$2.020769922\times 10^9$kilómetros$^2$
5. Neptuno:$1.904568191\times 10^9$kilómetros$^2$
6. Tierra:$1.27516118\times 10^8$kilómetros$^2$
7. Venus:$1.15058579\times 10^8$kilómetros$^2$
8. Marte:$3.6092848\times 10^7$kilómetros$^2$
9. Ganímedes:$2.1746610\times 10^7$kilómetros$^2$
10. Titán:$2.0830723\times 10^7$kilómetros$^2$
11. Mercurio:$1.8699187\times 10^7$kilómetros$^2$
12. Calisto:$1.8254256\times 10^7$kilómetros$^2$
13. yo:$1.0423372\times 10^7$kilómetros$^2$
14. La luna:$9.484174\times 10^6$kilómetros$^2$

Podríamos seguir recorriendo la lista, pero los objetos siguen haciéndose más pequeños. Aquí tenemos$1.519695684 \times 10^{12}$kilómetros$^2$de estrella,$2.993305607\times 10^{10}$kilómetros$^2$de gigantes gaseosos,$2.97366732\times 10^8$kilómetros$^2$de planetas rocosos, y he enumerado$8.0739135\times 10^7$kilómetros$^2$de lunas, aunque hay más lunas lo que aumentaría un poco este número. El área total de esta lista es$1.550006846\times 10^{12}$kilómetros$^2$.

Podemos ver que, por área, el sistema solar está compuesto mayoritariamente por el Sol, en un 98%. Los gigantes gaseosos representan solo el 1,9%. Los cuerpos rocosos como la Tierra representan solo el 0,1%. Las probabilidades de chocar con una nave espacial aislada o una estación espacial son tan astronómicamente bajas que no son motivo de preocupación.

Podemos suponer razonablemente que los gigantes gaseosos y las estrellas no están poblados (al menos, no por nada más que algunas estaciones espaciales), por lo que solo tenemos 1 pieza de metralla en 1000 golpeando cualquier cosa que pueda tener personas . Mirando la imagen de la maniobra del almirante Holdo, parece que podría haber algunos miles de piezas de metralla allí. Así que hemos pasado de 'exterminar la mitad del universo conocido' a 'golpear un par de planetas'. Esa es una mejora sustancial en el pronóstico original.

Sin embargo, la situación mejora. Es probable que la mayoría de los planetas habitados tengan atmósferas. Estas atmósferas absorberían gran parte de la energía de esta metralla a través de la fusión nuclear impulsada por impacto ( xkcd relevante ). Cualquier pequeño trozo de metralla ni siquiera llegaría a la superficie. Solo las piezas grandes serían una amenaza para una población planetaria. Es probable que la mayoría de la metralla ultrarrelativista esté hecha de piezas pequeñas, ya que las piezas más grandes son más difíciles de acelerar. Así que probablemente podríamos reducir el número de impactos por un factor de unos pocos. Así pasamos de 'golpear un par de planetas' a 'tal vez golpear la superficie de un planeta'.

Si pregunta acerca de los planetas sin atmósferas, probablemente sea razonable suponer que solo una pequeña porción de los planetas sin atmósferas tienen una habitación considerable, e incluso entonces sus densidades de población probablemente sean mucho más pequeñas. Estos factores son probablemente similares a los factores atenuantes de una atmósfera.

Sin embargo, incluso si golpeas la superficie de un planeta, es muy probable que pierdas gente. La Tierra es 70% océano y 30% tierra, con gente que vive solo en la tierra. Y de esa superficie, sólo el 3% está urbanizada. Lo que significa que si lanzara su metralla en un punto aleatorio de la superficie de la Tierra, tendría solo una probabilidad de 3 en 10 de golpear a cualquier persona y solo un 0.9% de probabilidad de golpear un área urbana causando una gran pérdida de vida. Algunos planetas de ciencia ficción están sustancialmente más urbanizados, pero algunos también están sustancialmente menos urbanizados, por lo que probablemente se equilibre.

En el transcurso de esta pregunta, he degradado la gravedad de la maniobra del almirante Holdo de "cataclismo universal" a "probabilidad moderadamente pequeña de bombardear una sola ciudad". Por supuesto, esto todavía no es bueno, por lo que el jefe de artillería anónimo todavía tiene razón al decirles a sus reclutas que no disparen a ciegas al espacio. Pero no es el apocalipsis que rompe el universo que habías pensado primero.

Asumí aquí que muchos planetas están habitados (al estilo de Star Wars). Dado que tienes tantos planetas poblados, la pérdida de una sola ciudad al azar en un planeta al azar difícilmente va a hacer mella en la población galáctica. Si asumes que solo una pequeña cantidad de planetas están habitados, entonces las posibilidades de que golpees accidentalmente un planeta habitado disminuyen proporcionalmente.

Ahora bien, si se produjeran cientos de tales colisiones en cada batalla espacial, entonces tendríamos motivos para preocuparnos. Pero tener eso como su estrategia intencional sería deliberadamente imprudente y poco ético. Sin embargo, si asumimos que solo un idiota ocasional o un héroe desesperado hace tal colisión, entonces los riesgos son, a escala universal, bastante bajos. Todavía no me gustaría estar en una de esas desafortunadas ciudades destruidas por un trozo de metralla perdida, pero es un pronóstico mucho, mucho mejor que 'condenar a la mitad del universo a la destrucción total'.

La energía se conserva.

Esta es una de las leyes de la física descubierta por Newton. El resto de la física de Newton ha cambiado tanto con la relatividad como con la mecánica cuántica, pero este hecho básico se mantiene firme.

El viaje FTL debe significar que la física tal como la conocemos no está completa, pero la apuesta más segura es que la energía aún se conservará en la nueva física. Por supuesto, usted como autor puede declararlo como un hecho, si lo desea.

¿Qué quiere decir esto? Significa que no puedes obtener más energía de una colisión FTL de la que pones como combustible para una nave estelar. Esto hace que el universo sea seguro.

El combustible más denso en energía que conocemos es la antimateria. Si se ponen en contacto con la misma cantidad de materia ordinaria, ambas se convertirán completamente en energía. El máximo se puede encontrar usando la famosa fórmula de Einstein.$E=mc^2$.

Terminas con energías que pueden ser muy malas noticias para un solo planeta, pero no perceptibles para una estrella.

Sin embargo, simplemente almacenar la misma cantidad de antimateria y tener un accidente con eso sería tan malo como que llueva metralla de una nave estelar.

He leído un libro (no recuerdo cuál, pero fue de la era de los primeros libros de Asimov), en el que este problema se resolvió perfectamente: FTL en ese universo usaba una especie de "burbuja física" (compárelo con el campo warp en Star Trek), que se extendía unos pocos segundos luz alrededor de la nave productora. Estas burbujas no pudieron interactuar, por lo que cada vez que dos naves estuvieran más cerca que ese segundo luz entre sí, el FTL fallaría automáticamente, dejando a las naves a velocidades sublumínicas hasta que se alejaran lo suficiente.

Hacer que FTL funcione de una manera similar a esto limitará los peligros de esos idiotas, ya que las colisiones superluminares son imposibles por definición.

(como referencia, un segundo luz es aproximadamente la distancia entre la tierra y la luna)

¡Robotech!

Me sorprende que aún no haya visto esta respuesta, pero si alguien recuerda el programa de anime americanizado de la década de 1980, Robotech, tenían una visión única e interesante de los viajes FTL. Básicamente, una unidad FTL en el universo Robotech era un dispositivo que creaba una esfera de energía a su alrededor y esencialmente teletransportaba cualquier cosa dentro de esa esfera a una ubicación potencialmente a muchos años luz de distancia. Esto es similar al concepto de "pliegue espacial". La nave no está alcanzando una velocidad superlumínica en absoluto, simplemente está intercambiando su lugar con lo que sea que esté en una ubicación diferente.

En el primer episodio de la serie, vemos el potencial de armar este tipo de unidad FTL cuando el SDF-1 se ve obligado a hacer un pliegue espacial de emergencia mientras aún está dentro de la atmósfera de la Tierra, no muy lejos sobre una isla en el Pacífico Sur. . El resultado es que la nave teletransporta inadvertidamente una parte importante de la isla al espacio. Claramente, este tipo de cosas podría dañar planetas, cortar naves enemigas por la mitad, etc., pero el potencial total de destrucción está bastante limitado por el tamaño del campo que puede generar el impulso. En una nota al margen interesante, el tamaño del campo FTL que se puede generar parece ser proporcional al tamaño de la nave que crea el campo, lo que tiene sentido (es

En cualquier caso, este concepto básico: que los motores de la nave (lo que sea que le permita moverse por el espacio) son un sistema totalmente separado del "motor plegable" FTL que básicamente teletransporta la nave a una ubicación diferente es una base que se puede usar para planificar un universo de ciencia fantasía/ópera espacial. No tengo idea de cómo los creadores de Robotech intentaron lidiar con el evento ciertamente improbable de dos naves que eligieron plegarse exactamente en la misma ubicación al mismo tiempo. Creo que no lo pensaron tan lejos. Sugeriría que, o fallan ambos pliegues, o habrá una gran explosión: lo que sea más interesante para la historia.

Conservacion de energia

Simplemente postule lo siguiente para su unidad FTL:

• La nave entra en un espacio alternativo o fase alternativa o como quieras llamarlo, en el que se lleva a cabo todo el viaje FTL;
• En este espacio o fase, las distancias son de alguna manera "más cortas" que en el espacio normal, por lo que el viaje se puede realizar mucho más rápido, incluso con una nave que viaja a velocidades subliminales.
• Se necesita una cierta cantidad de energía para poner una nave en el espacio FTL; la energía es lineal a la masa del recipiente e inversamente proporcional a la planitud del espacio.
• Una nave solo puede salir del espacio FTL en un punto cuya velocidad de escape en el espacio normal sea igual a la velocidad de escape del punto de entrada.

Todo esto significa que sus propulsores solo necesitan llevarlo lo suficientemente lejos como para que funcione su unidad FTL, y nada más (para que nadie los construya). No habrá peligro de que naves viajen a velocidades relativistas porque, en primer lugar, no habrá naves que vayan tan rápido en el espacio normal.

Paz y falta de acceso

En este momento, tenemos acceso a tecnologías que podrían acabar con la humanidad y, sin embargo, no lo hemos hecho. Las razones son dos: no ha habido guerras importantes (directas) entre potencias nucleares, y nadie más tiene acceso a estas tecnologías. Para traducirlos, necesitamos:

En primer lugar: la humanidad está razonablemente unida y no se ha encontrado con razas alienígenas hostiles, por lo que no ha habido guerras significativas para acabar con grandes porciones del mapa.

En segundo lugar: la tecnología FTL es absurdamente difícil y costosa de fabricar, hasta el punto de ser dominio exclusivo de los principales gobiernos/quizás una o dos corporaciones masivas. Por lo tanto, no hay idiotas volando a velocidades FTL arrasando planetas. Eso no significa que no pueda tener un vuelo espacial interestelar civil: tal vez la tecnología FTL esté en forma de agujeros de gusano estables mantenidos por el gobierno, o estaciones espaciales que se encuentran en puntos de unión convenientes, extrayendo una tarifa para acelerar naves hasta velocidades FTL. hacia otra estación similar, y desacelerando cualquier nave que sea lanzada hacia ella a velocidades FTL de regreso a algo seguro. Lo que sea.

En tercer lugar: hacer sistemas FTL es muy obvio, y existe una fuerza de investigación activa y eficiente que identifica a cualquiera que intente hacerlo y lo previene con prejuicio extremo.

En cuarto lugar: sean lo que sean, las instalaciones de FTL que existen son extremadamente seguras y están bien defendidas, lo que evita que los ataques terroristas las eliminen.

Entre estos, tenemos una situación en la que las únicas personas con la capacidad de usar sistemas FTL para causar grandes cantidades de caos no tienen ningún motivo para querer hacerlo, y las personas que tienen motivos para querer hacerlo tienen rutas más fáciles para hacerlo.

No hay velocidad FTL real

No necesita preocuparse por los escombros FTL si su método de transporte FTL realmente requiere que un dispositivo funcione para llegar al destino antes de que lo haga la luz, y tampoco requiere que la nave realice ningún tipo de registro de velocidad relativista. Cualquier tipo que haga algún tipo de método abreviado de cuarta dimensión (hiperespacio, agujeros de gusano, viajar a través de la dimensión infernal, arrugar el espacio-tiempo para acortar la distancia, etc.) funcionará muy bien, y lo único que tendrás de lo que preocuparse es telefragmentar algo a la llegada, pero simplemente empuje los puntos de salida permitidos fuera de los pozos de gravedad, y las posibilidades de tal colisión instantáneamente se reducen a ser un evento astronómicamente raro, ya que ahora puede cruzarse accidentalmente solo con rocas y otros barcos,