¿Cómo se pueden hacer más plausibles estas armas cinéticas?

Tienes dos armas diferentes en tu pregunta, pero creo que ambas pueden abordarse con la misma solución:agitar la manofusión nuclear.

Fusil de asalto

La Primera Ley de la Termodinámica dice que no se puede obtener algo de la nada.

En un sistema cerrado, la masa-energía total no puede aumentar ni disminuir.

Pero, ¿quién dijo que esto era un sistema cerrado? Tienes un ambiente perfectamente bueno simplemente sentado allí . Tus balas son estatorreactores Bussard modificados , que utilizan un sofisticado movimiento manual a nanoescala para fusionar el nitrógeno atmosférico, el oxígeno y el hidrógeno en ⁵⁶Fe. La masa principal de la bala tiene forma de lágrima; hay una capa exterior con una forma similar, excepto que la parte delantera (puntiaguda) se reemplaza por un embudo. El aire se dirige entre la masa principal de la bala y su caparazón, moviéndose alrededor de la lágrima hacia atrás, donde el flujo de aire crea una presión más alta. Aquí es donde tiene lugar la fusión; el hierro fundido que resulta se vierte en la parte interna hueca de la masa principal de la bala, pero la bala alcanza su objetivo cuando comienza a derretir las partes que controlan el flujo de aire.

El reactor de fusión emite grandes cantidades de luz (y de alguna manera nada más, aparte del hierro), que se dirige en un haz apretado hacia la parte posterior de la bala; un pequeño plato reflector elíptico adjunto al arma (alrededor del cañón) dirige la luz hacia el lugar donde estará la bala cuando la luz la alcance (flexionándose a medida que la bala viaja para asegurar que esto ocurra) para impartir más impulso a la bala, así como mantener las intensas temperaturas requeridas para la fusión. Esto significa que el arma recibe todo el retroceso de la bala pesada llena de hierro que da en el blanco, pero puedes llevar mucha más munición, y el retroceso dura la duración del vuelo de la bala.

Ninguna de esta luz intensa entra en el cañón, debido a la difracción, y no se dispersa por el aire, porque ha sido recogida por la bala y no hay tiempo suficiente para que las moléculas de aire circundantes se acerquen tanto a menos que sea muy dia caluroso. En tales condiciones, podría ver un haz de luz realmente brillante, quizás blanco, aunque tendría que ser una frecuencia pura de un solo color si quisiera usar la excusa "porque la difracción" (es decir, si es luz visible, tiene que ser un color del arco iris).

El impulso ganado por la energía enviada como luz es suficiente para acelerar la masa reunida en el aire a la misma velocidad que la bala. La bala no se acelera ni se ralentiza, simplemente se vuelve más pesada a medida que vuela.

Debido al límite de velocidad de la luz, quedaría una luz muy intensa que no podría rebotar y golpear la bala. Si está dispuesto a suspender un poco el realismo de la ingeniería, esta energía podría capturarse y almacenarse para lanzar la siguiente bala.

(Tendría que ejecutar los números para ver qué tan plausible es esa cifra de 1000×, pero la mayoría de los problemas de plausibilidad se pueden solucionar haciendo que la masa inicial de la bala sea más baja. O tal vez 1000× es una exageración con fines de marketing).

En la práctica, esto se vería como un arma que dispara globos brillantes de metal líquido/gaseoso/plasma a través de personas con un sonido como un trueno, y tal vez un destello de relámpago realmente recto (quizás colorido).

Cañón montado en barco

Es fácil hacer un cañón montado en un barco que destruya planetas; simplemente haga un agujero negro de la masa del Monte Everest (algo más de 1 Pg debería ser lo suficientemente seguro para manejar sin brillar demasiado) y déjelo caer en el planeta en cuestión.
_{De acuerdo, tal vez producir un agujero negro no sea tan fácil...}

Destruir naves espaciales , por otro lado, es relativamente fácil: dispara rocas muy pequeñas y muy rápidas . Muchos de ellos. Haz agujeros en todo lo importante. En el espacio, lo único que se interpone en el camino de tus rocas es la nave espacial, y a la gente le resulta difícil sobrevivir cuando sus motores están rotos y su atmósfera sale rápidamente de las grietas que se ensanchan rápidamente en el casco. (Necesita muchos de estos agujeros, porque hay muchas esclusas de aire dentro de una nave espacial).

Si desea que sus cañones disparen balas de cañón más tradicionales, en lugar de metralla realmente pequeña... simplemente use bombas de hidrógeno, luego siga con grandes cantidades de ClF₃. Tendrás cráteres en llamas, en el espacio, lo cual debes admitir que es genial . (Si se prohíben las armas nucleares, cualquier explosivo potente servirá, y el ClF₃ se volverá aún más útil).

Probablemente lo mejor sea una combinación de estas técnicas; perfora todo , pero solo bombardea y quema cosas importantes como los sistemas de lucha y huida.

Las naves espaciales son frágiles .

Balas de teseracto .

Imagina una caja tridimensional hecha de cartón. Usando una prensa hidráulica, lo aplastas en 2 dimensiones. La hoja plana que tiene ahora es considerablemente más densa que la caja con la que comenzó.

Tus balas funcionan de manera similar. Son objetos de 4 dimensiones, pero tenuemente, están equilibrados en su extensión extradimensional como un clip de papel doblado en un resorte. Al activar el mecanismo, la masa extradimensional de la bala equilibrada fuera de nuestras 3 dimensiones colapsa durante un período de microsegundos de nuevo en 3 dimensiones.

La bala resultante es mucho más masiva y posiblemente inestable, ya que los átomos que componen la bala están mucho más juntos de lo que les gustaría. También es extremadamente frío: empujar la masa a través de la cuarta dimensión para hacer que la bala requiera una gran cantidad de energía y es funcionalmente equivalente a comprimir un gas. Al relajarse de regreso a la dimensión tridimensional nativa, es el equivalente de un gas comprimido en expansión y endotérmico.

Dejando a un lado la cuarta dimensión; no hay comida gratis y aumentar la energía cinética por nada viola las leyes de la física. 1/2mv^2 necesita permanecer constante. Veamos algunos números.

Convertir una bala de rifle de 1 gramo en una bala de 7 kg la ralentiza a la velocidad de una bola rápida rápida. Va a dejar una marca, seguro, pero no hará un agujero a través de un tanque.

Pero si empiezas con un proyectil de cañón de riel...

7 kg a 340 m/s es como una bala de cañón cuando sale del cañón. Ese será el golpe deseado.

Se podría argumentar que un golpe es un golpe, entonces, ¿por qué no simplemente disparar cosas con el proyectil del cañón de riel? Posiblemente porque la bala de 1 gramo podría rebotar, o posiblemente continuar a través del objetivo y salir por el otro lado, gran parte de su energía cinética retenida. Esos problemas son menos problemáticos con una bala de cañón.

No es plausible, según la ciencia.

La primera ley de la termodinámica establece tales:

La ley de conservación de la energía establece que la energía total de un sistema aislado es constante; la energía se puede transformar de una forma a otra, pero no se puede crear ni destruir.

No puede aumentar la densidad de un material sin agregar más material o cambiar el volumen.

Si quieres un arma vagamente científica como esta, necesitas una nueva fuente de masa.

Por lo tanto, que las balas no sean balas, sino una baliza de seguimiento. Disparas a un objetivo y el arma o el barco abre un portal a un proyectil más pesado que los aplasta. Los agujeros de gusano son teóricamente posibles en la física, por lo que esto es apropiadamente científico. En el cañón o en la nave podrías tener un anillo en espiral, que usa poderosos electroimanes para acelerar los proyectiles a velocidades inmensas. Cuando la baliza de seguimiento golpea el objetivo, un portal se teletransporta y envía instantáneamente el proyectil al objetivo.

armas de IA

El problema con la mayoría de las armas hoy en día es que, para dispararle a alguien, debes darle la oportunidad de dispararte a ti también.

Para resolver este problema, puedes crear "armas" que disparen drones en miniatura. el dron puede entonces buscar y disparar al enemigo. Si el enemigo los derriba, está bien, es solo un dron. Normalmente, en esa situación dispararían a tus soldados, pero ya no.

Tu arma de barco grande puede comportarse de la misma manera. en lugar de disparar artillería pesada, el arma es un portaaviones blindado que despliega los drones en el barco enemigo o sobre la posición enemiga.

Dependiendo de cuán pequeños puedas obtener los drones, hay dos beneficios adicionales. Primero, se vuelven más difíciles de golpear, hasta el punto en que solo otras armas de IA pueden derribarlos. En segundo lugar, si tu dron vuela con alas y en hordas, pueden simular el sonido de abejas enojadas. Muchos ejércitos se enfrentarán a tus soldados y tanques. Es difícil mantener la línea contra una masa de insectos enjambrados que son precedidos por el sonido de abejas enojadas.

Criterios

He reducido lo que está buscando a una solución que cumple con algunos criterios:

1) Está buscando un arma que se base en un mecanismo físico (no mágico) que pueda ser más o menos análogo a dos equivalentes modernos: el rifle de batalla principal (MBR) y la artillería pesada.

1a) Para el MBR usaré las siguientes restricciones: un arma de armas pequeñas capaz de ser empuñada sin ayuda por un ser humano promedio, es capaz de disparar continuamente, es recargable de forma modular (si corresponde) y es capaz de infligir daño letal para el ser humano promedio hasta rangos de al menos 300 metros.

1b) Para la artillería pesada, menciona la analogía adicional de la artillería de ombligo, capaz de montarse en una nave espacial e infligir daños severos a las construcciones en las que se monta la artillería pesada (presumiblemente otras naves espaciales, pero no planetas). Asumiré que la artillería no es de guía dura (sin misiles), mientras que se permite algún tipo de guía "suave" en analogía con la artillería moderna. Para analogías del mundo real, asumo que está pensando en cañones de 12 a 16 pulgadas.

2) El mecanismo físico por el cual operan estas armas es "principalmente realista". Dado que "mayormente realista" está muy abierto a la interpretación, restringiré mis soluciones solo a aquellas que no violen las leyes de simetría conocidas en la física (la mayor parte del modelo estándar). Supongo que se puede usar física ficticia, pero solo mientras no viole las leyes ya establecidas.

3) El mecanismo Físico por el cual opera el armamento no es un trofe común de la ciencia ficción. Así, descartaré los siguientes: rayos láser, proyectiles o pernos de plasma, pistolas Gauss, pistolas "Ray", así como proyectiles de la vida real: balas de metal y polímero, balas de uranio empobrecido y tungsteno y proyectiles cinéticos. La advertencia aquí es que se pueden usar algunos elementos de los anteriores, pero solo si están acoplados con un mecanismo/material que normalmente no está asociado con el sistema de armas.

4) El armamento debe incorporar física y/o materiales únicos e inusuales en su diseño. Por lo tanto, en su mayoría se descartan los mecanismos de disparo químico y los mecanismos de disparo eléctrico.

Posibles avenidas:

Con estas restricciones en mente, presentaré algunas posibles soluciones. Desafortunadamente, todos estos criterios eliminan muchas posibilidades. Comenzaré con niveles altos de handwavium y continuaré hacia abajo.

A) Una quinta fuerza: puedes hacer todo tipo de cosas divertidas con una quinta fuerza sin romper explícitamente la física conocida. Mientras la quinta fuerza involucre escenarios improbables y mientras ese escenario no viole explícitamente las leyes conocidas, puede parecer plausible:

A-1) Por ejemplo, ¿esta quinta fuerza interactúa con la materia? Tal vez como una interacción entre masas, pero a diferencia de la gravedad, la interacción es estrictamente repulsiva. ¿Cómo se desencadena esta fuerza, quizás al pasar una corriente a través de un material exótico? Ahora puede tener un arma cuyo poder está limitado por la integridad estructural de su material y corriente eléctrica. Combine esto con superconductores de alta temperatura y tendrá un arma increíble. Por supuesto, las constantes para que dicho campo funcione deben ser las correctas y aún debe respetar la conservación de la energía, pero bueno, es una quinta fuerza y ​​​​se puede adaptar a su gusto.

A-2) Por supuesto, invocar una quinta fuerza parecerá muy artificial para cualquiera que tenga conocimientos de física, pero puede proporcionar el campo de juego para explorar fenómenos realmente geniales que pueden usarse para todo tipo de otras cosas. Trabajar a través de la física de nuevos campos y partículas que interactúan puede dar lugar a construcciones mucho más allá del armamento. Este enfoque también es muy propicio para los efectos y el armamento que aún no se ha explorado (¿se ha terminado?) en la ciencia ficción.

B) Menos artificiosa que una quinta fuerza involucraría materiales y fenómenos, pero lo suficientemente interesante como para ser única. La superconductividad es una opción obvia que permitirá todo tipo de armamento electromagnético, pero esto es bastante común en la ciencia ficción. Otras áreas a lo largo de esta avenida son los propulsores explosivos que no se usan comúnmente en la ciencia ficción y que no tienen una contraparte en la vida real. Por ejemplo, inducir emisiones nucleares en algún material exótico para producir una poderosa reacción explosiva que podría resultar en proyectiles más energéticos. Si bien no se han encontrado casos reales de emisión nuclear inducida adecuados para este propósito, se han propuesto algunos casos que podrían servir para comprender cómo podría ser este fenómeno (consulte la controversia sobre el hafnio).

C) En la parte inferior del peldaño se encuentran posibilidades IRL, desafortunadamente la mayoría de estas ya se encuentran en algún lugar de la ficción y la ciencia ficción. Puede tener munición sin vaina, munición autoguiada (inteligente) y armamento atómico en miniatura. Cada uno de estos se puede modificar para que sea único, pero no parecerá muy exótico.

Dónde ir:

Me imagino que sería más fácil trabajar hacia atrás que hacia adelante. Con esto quiero decir que sería más fácil desarrollar un sistema de armas y algunas características que tiene este sistema de armas. Por ejemplo, ¿cómo es el rifle? ¿Tiene alguna característica que destaque? Quizás necesita una cámara de metal muy cilíndrica, un cañón largo y dispara lo que parecen ser rayos de luz brillantes. Tal vez pueda disparar rápidamente, pero tiene un serio problema de sobrecalentamiento y está cargado con cartuchos que contienen varillas en forma de bala, pero sin propulsor ni casquillo. Cuanto más descriptivo, más puedes inventar alguna física mediante la cual se podría hacer este tipo de arma.

Trabajar hacia adelante, por otro lado, no es fácil si quieres ser consistente con la física. Por ejemplo, si desea incorporar estados exóticos de la materia en la vida real, por ejemplo, materia de electrones degenerados, esto realmente reduce lo que puede hacer, ya que existen muy buenas teorías sobre la presión de degeneración de electrones y cuándo es aplicable, que es esencialmente solo en la banda de conducción de metales súper enfriados, o en sistemas estelares súper densos y de alta gravedad, como las enanas blancas. Desafortunadamente, la física de la vida real es muy restrictiva, lo que creo que explica la tendencia de toda la ciencia ficción, especialmente del tipo que se esfuerza mucho por no romper las leyes físicas existentes, para converger en las mismas ideas y conceptos.

usar armas reales

Con la tecnología actual, podemos crear cañones de riel reales, láseres reales y cañones automáticos. La razón por la que no lo hacemos es que todas esas cosas tienen grandes costos de mantenimiento y son difíciles de justificar en combate. Digamos que necesitas munición multidimensional especial (por cierto, una buena idea). Eso probablemente requiera equipo altamente especializado e individuos capacitados. Si la fábrica que los fabrica se descompone o no puede suministrarte, estás jodido. Pero si sus armas aceptan rondas de la OTAN de 9 mm o 7,62 x 51, entonces puede reabastecerse de aliados, proveedores locales o incluso del enemigo. Si bien la idea de armas enormes y poderosas es genial, la mayoría de las personas que reciben un disparo no dicen que se alegraron de no haber recibido un disparo con algo más grande, si es que pueden decir algo. recibir un disparo con una buena bala de un buen arma es suficiente en la mayoría de los casos. También, Si bien estas armas grandes tienen grandes fuentes de energía, una mochila y un cañón que requiere que esté casi vacío, las armas normales dispararán en condiciones extraordinarias. Hay una razón por la que una de las armas más populares del mundo es el AK-47.

En "Lord of War" (2005) dicen esto

"De todas las armas en el vasto arsenal soviético, nada fue más rentable que el modelo Avtomat Kalashnikova de 1947, más conocido como AK-47 o Kalashnikov. Es el rifle de asalto más popular del mundo, un arma que todos los combatientes adoran. Un elegantemente simple una amalgama de nueve libras de acero forjado y madera contrachapada, no se rompe, atasca ni se sobrecalienta. Disparará ya sea que esté cubierto de barro o lleno de arena. Es tan fácil que incluso un niño puede usarlo, y lo hacen".

El punto es que una buena arma funcionará bajo cualquier circunstancia con un mantenimiento mínimo, por lo que tus armas también deben hacer eso.

Las armas que requieren una mochila y la gestión de tres recursos siempre serán superadas por armas que pueden ser desarmadas por desertores de la escuela secundaria y disparan balas cubiertas de barro bajo la lluvia.

Su rifle de asalto es inherentemente imposible de usar. Las armas están sujetas a la tercera ley de Newton. Si tienes un arma que dispara una ronda que golpea como un cañón de tanque, entonces el arma retrocede como un cañón de tanque. Tu usuario muere.

Tu arma también parece poco práctica para la mayoría de los combates. Los rifles son para disparar a la infantería, tu ronda golpea con mucha más fuerza de la que se necesita para matar a la infantería. Si bien hay historias repetidas sobre militares que diseñan deliberadamente sus rifles para herir en lugar de matar (para que el enemigo se tome su tiempo para ocuparse de los heridos), lo que realmente sucede es mucho más simple: las balas más pequeñas son más livianas, un soldado puede llevar más cosas. Para el combate general, siempre querrás el rifle más ligero que pueda hacer el trabajo.

Ahora, a veces tienes que lidiar con fortificaciones. Sin embargo, no haces eso con tu rifle antipersonal normal. (Aunque algunos rifles también montan un lanzagranadas para este propósito).

La única razón para construir rifles de infantería que golpeen como un tanque es si te enfrentas a un enemigo que requiere ser golpeado tan fuerte para detenerlo. Me viene a la mente The Apocalypse Troll de David Weber : la heroína lleva un arma de mano que golpea con el poder de una pequeña bomba nuclear táctica porque sus enemigos son cyborgs con forma de tanque.