¿Cómo puede una sustancia que no sigue las leyes de la física verse y sentirse como materia ordinaria?

Imagine un mundo que funciona casi como el nuestro: está construido con átomos y partículas cuánticas, hay gravedad y conservación de la energía, etc. Tal vez las leyes físicas no sean exactamente las mismas que las de nuestro universo, para fines de ciencia ficción, pero en general las El mundo se ve, se siente y funciona como el nuestro, con una gran excepción.

En este mundo, hay una especie de Handwavium que simplemente no sigue las reglas. No está hecho de partículas reconocibles, no sigue la conservación de la energía o el momento y resiste todos los intentos de investigación científica. Se cree ampliamente que sigue su propio conjunto de leyes completamente separadas de la materia ordinaria, pero nadie ha podido descifrarlas. Tal vez esté hecho de una nueva clase de partículas; tal vez sea un tipo de "cosas" completamente nuevo que no se parece a nada en nuestro universo. Nadie lo sabe con certeza.

El problema es que este Handwavium no está flotando en el espacio o en algún tipo de dimensión de sombra: es una sustancia muy común en este mundo y forma grandes porciones del suelo. Es visible, pesado, palpable y se comporta como el rock la mayor parte del tiempo (excepto cuando la historia lo necesita para hacer algo más interesante, por supuesto).

Al menos, así es como quiero que sea, pero estoy empezando a sentir que esto es lógicamente inconsistente. Si mi sustancia no obedece a la mecánica cuántica, ¿cómo puede interactuar con los fotones para ser visible o con los electrones para ser tangible? Si ignoro por completo la física del mundo real, no creo que pueda justificar satisfactoriamente por qué superficialmente se comporta tanto como la materia ordinaria, especialmente porque se supone que el resto del universo es ciencia ficción relativamente dura.

Entonces, según mi pensamiento, incluso si no está hecho de electrones, quarks, gluones y demás, tal vez pueda actuar superficialmente como ellos para explicar su apariencia. Por ejemplo, no tiene electrones, pero parte de su estructura tiene carga negativa y es lo suficientemente "similar a un electrón" para repeler los electrones ordinarios y volverse sólido. En términos de programación, quiero que "implemente la interfaz de física" siendo completamente diferente bajo el capó.

Subpregunta preliminar (probablemente demasiado basada en opiniones) : ¿es esta una explicación plausible para las propiedades de mi Handwavium?

Yo mismo he molestado a los usuarios aquí en el pasado por preguntar sobre la "plausibilidad" de los sistemas que invocan a sabiendas leyes alternativas de la física, pero recuerden, me mantengo enraizado en la física del mundo real aquí y luego agrego algo "otro". Con base en la física real a la que me atengo principalmente, ¿es posible postular algo sobre si mi idea no tiene sentido? Si no, sigue adelante, eso no es lo principal que estoy aquí para preguntar.

Pregunta principal (asumiendo que la primera parte es positiva o no tiene respuesta): ¿cuál es el comportamiento mínimo que mi Handwavium tiene que expresar para "actuar como" materia ordinaria?

Extrapolando el ejemplo de electrón/tangibilidad que di antes, ¿qué tendría que hacer esta sustancia para:

  • Sea sólido al tacto. La carga negativa parece ser la respuesta.

  • Ser visible al ojo humano. No importa otra radiación.

  • Tener masa y verse afectado (quizás de manera inconsistente) por la gravedad. Esto probablemente no tenga respuesta considerando que carecemos de una teoría de la gravedad cuántica.

  • Ser móvil por la fuerza (transferir energía cinética). Al igual que con la gravedad, es un poco perezoso en este sentido, parece seguir una mecánica intuitiva pero no es consistente con la cantidad de fuerza necesaria para moverlo.

  • Tener temperatura.

  • Pregunta de desafío opcional: dale un sabor y un olor, explicando cómo activa los receptores y a qué sabe y huele.

PERO:

  • Sin conservación de energía/cantidad de movimiento.

  • Ninguna de las leyes de Newton:

    • Puede comenzar a moverse sin que ninguna fuerza actúe sobre él.
    • La aceleración es impredecible.
    • Una fuerza puede ejercerse sin fuerza opuesta.
  • Ninguna de las leyes de la termodinámica:

    • El calor puede fluir de frío a caliente.
    • La entropía puede disminuir sin gastar energía, TAL VEZ. Sé que esta es probablemente la ley más fundamental que estoy violando aquí y no es gran cosa si esto no se puede acomodar.

No he pensado en la relatividad, podría ir en cualquier dirección.

Todo esto se aplica solo al propio Handwavium, no a los objetos regulares que interactúan con él. Entonces, por ejemplo, con respecto a la ley de Newton, si golpea un bloque con 20 N de fuerza, se le aplicarán 20 N de fuerza en la mano, pero si se estira y lo golpea con 20 N equivalente a "fuerza", no hay forma de decirlo. cuál será la fuerza aplicada sobre él, si la hay.

Esperemos que esto tenga sentido. Si no, por favor explica por qué.

Nota: Realmente no sé cómo etiquetar esto, me abstuve de usar "basado en la ciencia" o "verificación de la realidad", pero no estoy seguro de si hay algo más apropiado. Gracias.

Respuestas (5)

Lo que describes es notablemente similar a la postura filosófica tradicional del dualismo. Los dualistas creen que hay dos sustancias fundamentales en el mundo: la materia y la mente (tienen diferentes nombres, pero creo que estos son los dos más populares). La materia sigue las leyes de la física y la mente no. La mente normalmente tiene algo llamado "libre albedrío", aunque no está muy bien definido. La parte importante es que la mente no sigue las leyes de la física. En realidad, este es un enfoque filosófico bien documentado que se remonta literalmente a miles de años (Platón habló de ello, por ejemplo), por lo que hay mucho trabajo por ahí que sugiere que no estás loco por tratar de hacer una historia a partir de eso.

Ahora viene la parte divertida: la ciencia no hace lo que crees que hace. La mayoría de nosotros en el mundo occidental crecimos creyendo que la ciencia nos dice cuál es la realidad, pero eso nunca es lo que se suponía que debía hacer la ciencia. Los mejores científicos lo saben, pero hemos convencido a una gran parte de la población de que la ciencia busca lo que los filósofos llamarían verdades ontológicas . La ontología es la filosofía de la realidad. Responde a la pregunta "¿qué es 'real'?". Si digo "los electrones existen", eso se considera correctamente como una declaración ontológica sobre la realidad.

La ciencia es en realidad una rama de la epistemología , que es el estudio del conocimiento. La ciencia se ocupa de lo que podemos saber , no necesariamente de lo que es real. Muchas veces puede salirse con la suya confundiendo los dos, pero al explorar el tema que está explorando, es muy útil reconocer cuán distintos son. Profundizando un poco más, la ciencia es una rama del empirismo, que explora lo que podemos saber a través de mediciones empíricas: lo que nos dicen nuestros sentidos.

Cuando los científicos hablan de electrones, protones y mecánica cuántica, en realidad están hablando de modelos. Dicen que si piensas en el mundo en términos de estos electrones y protones, puedes predecir de manera muy efectiva lo que sucederá en el futuro. Respaldan esto con evidencia empírica que muestra que, cada vez que usaron estos modelos para predecir el futuro, ¡los resultados fueron tal como lo predijeron!

Por supuesto, hablar de cosas que pueden "modelarse como electrones" es un poco prolijo, por lo que en ciencia cambiamos el significado de algunas palabras. Cuando la ciencia dice "hay electrones", lo que en realidad quieren decir es "parece que puedes modelar la realidad como si tuviera electrones, y puedes predecir lo que sucederá". El primero es más corto, y asumimos que sabía lo que queríamos decir.

Entonces, cuando sus científicos se enfrenten a este handwavium, pueden notar que, de alguna manera, se comporta como si estuviera compuesto de electrones y protones. Puede modelar su handwavium como electrones y protones y hacer buenas predicciones. Sin embargo, algunas de las predicciones se quedan cortas. Por ejemplo, a los electrones y protones no se les permite desobedecer la conservación de la energía. Así que los científicos se darán cuenta rápidamente de que no está hecho de electrones o protones. Sin embargo, pronto se darán cuenta de que puedes modelarlo como si tuviera una carga eléctrica. No saben de dónde viene la carga, pero saben que si pretendes que esta gota de handwavium tiene una carga de 3 columnas, ¡hace un gran trabajo al predecir lo que sucederá a continuación!

No intentes hacer que tu handwavium "actúe como materia ordinaria". En su lugar, dale las propiedades particulares de la materia ordinaria que consideres importantes, como la capacidad de absorber o dispersar fotones. Puedes profundizar tanto como quieras. Puede intentar que su handwavium interactúe "adecuadamente" en el nivel de la mecánica cuántica, o simplemente puede suponer que opera en la escala de la mecánica clásica (lo que significaría que cualquier intento de interactuar cuánticamente con el handwavium colapsaría automáticamente la forma de onda antes de que ocurriera la interacción). ).

Tu handwavium puede romper cualquier ley de la física que quieras. Recuerda, son leyes artificiales, inventadas por humanos para caracterizar el mundo que nos rodea. Sin embargo, tenga en cuenta que los humanos en su mundo se adaptarán. Cuanto más importante sea la física del handwavium para la vida en su planeta, más su concepto de física explicará los comportamientos del handwavium. Quizás sus científicos encontrarán que la teoría del movimiento de Aristóteles es más aplicable en su universo porque captura mejor la rareza del handwavium.

Como ejemplo, ofrecería una de mis teorías favoritas del universo Marvel sobre el martillo de Thor, Mjolnir. Desde entonces, he encontrado que esta teoría ha sido refutada, pero me gusta mucho más que la postura oficial que la mantengo de todos modos. Se trata de por qué Thor es el único que puede levantar a Mjolnir. La teoría es que el martillo en realidad no es pesado, es simplemente obstinado. ¡La razón por la que Thor puede levantarlo es porque él es el único que es más terco de lo que es!

¿Cómo es eso para handwavium?

Ooh, ¡realmente me gusta tu enfoque de la pregunta! Quiero esperar unos días antes de aceptar una respuesta, pero tengo un +1 preliminar.

Estas partículas podrían unirse a átomos normales de alguna manera y mezclarse con materiales normales. Por ejemplo, podría tener roca con estas partículas mezcladas, pero estas partículas tienen energía infinita o algo así para que puedan poner energía en los átomos. Esto les permitiría comenzar a moverse sin ninguna fuerza externa más que estas partículas mágicas de energía infinita. Tal vez también podrían absorber energía infinita, por lo que podrían enfriar cosas al azar. Las partículas podrían moverse alrededor de los átomos o cambiarlos para que no tuvieran gravedad. Básicamente, es un asunto normal, pero no actúa como tal todo el tiempo.

Oxidación

Su materia anormal podría tener un efecto de superficie que haga que la materia normal se adhiera a ella, o la superficie se convierta en materia normal de la misma manera que muchos materiales del mundo real se oxidan en la superficie.

Lo que está viendo es en realidad una "sombra" tridimensional de la verdadera sustancia: la mayor parte del material está fuera de esta dimensión, lo que permite cambios en el momento/masa sin (aparentemente) la aplicación de fuerzas externas.

Esto no parece hacerlo tocable (uno de los cinco requisitos).
¿Por qué no? Las formas hiperdimensionales se pueden tocar fácilmente cuando tienen alguna "superficie" 3D continua.

Los nanobots podrían todo lo anterior, hasta cierto límite, indetectables cuando no hay microscopios electrónicos. El movimiento se puede realizar utilizando zarcillos invisiblemente delgados unidos al entorno circundante. Las "violaciones" de la termodinámica son factibles con la capacidad de almacenar/liberar grandes cantidades de calor, o intercambiarlo de manera invisible con el medio ambiente.