Contención de antimateria

Este comentario es demasiado largo, así que lo estoy publicando en el área de respuestas. Esta no es una respuesta a la pregunta principal en sí , pero espero que sea esclarecedor.

Nota: No creo que sea posible una respuesta verdadera con la etiqueta Basada en la ciencia en juego.

En tu pregunta hablas de estirar el espacio y el tiempo hasta crear una lágrima. Obviamente, la forma en que se hace la lágrima en sí es materia de ciencia ficción y no resistirá la etiqueta de base científica , pero dejemos que ese aspecto se mantenga.

Cómo surgió la lágrima: construye algo más denso que un agujero negro (ciencia ficción)

Los agujeros negros crean un espacio-tiempo tan extenso que nuestras matemáticas actuales comienzan a tratar muchos aspectos como "infinitos". Apliquemos la ciencia ficción por un momento y supongamos que creaste algo "más masivo por unidad de área que un agujero negro", llevando esos números más allá del infinito y abriendo un agujero en el espacio-tiempo.

En este punto, la física y las matemáticas no pueden identificar lo que ocurriría. Después de todo, solo podemos crear hipótesis sobre el universo observable, pero esto sería, por definición, una visión de algo fuera del universo conocido. El hecho de que obedezca nuestras leyes físicas es francamente asombroso.

Aquí es donde comenzamos a usar (vagamente) la etiqueta Basada en la ciencia. Hablemos de la interacción antimateria/gravedad (consulte el enlace para los siguientes tres casos).

Advertencia 1: una vez que comencemos a hablar sobre un agujero en el espacio-tiempo, asumiré que no hay consecuencias imprevistas como la gravedad o el tiempo deteniéndose/deformándose en todas partes. Esos serían temas interesantes sobre los que escribir, pero parece que vas a "negocios como siempre" en cualquier otro lugar. Entonces, supongamos que el agujero solo es localmente significativo.

Advertencia 2: Lo que sea que exista más allá de la lágrima, por definición, no es de nuestro universo, así que, francamente, me sorprende que se manifieste como algo que sigue las mismas leyes de la física que nuestro propio universo (no es necesario). Pero tal vez haya una razón metauniversal de la que simplemente no somos conscientes. Así que asumo que el otro universo tiene las mismas leyes de la física... simplemente está lleno de antimateria.

Caso 1: La Teoría Principal de la Antimateria/Gravedad se Sostiene*

Actualmente, la teoría estándar de la interacción antimateria/gravedad es que la antimateria reacciona a la gravedad de la misma manera que la materia regular. Todavía no hemos podido demostrarlo, pero esa es la teoría principal.

Si ese es el caso, en nuestro lado de la región superdensa que creaste lo vemos como un agujero negro. En el otro lado verían más o menos lo mismo. El agujero negro entonces estaría absorbiendo tanto materia como antimateria. Suponiendo (como parece) que el otro universo es solo antimateria de pared a pared y que el agujero de nuestro lado se abrió en el espacio (donde hay muy poca materia), el agujero negro se comería la antimateria rápidamente hasta perder tanta masa. que dejó de ser un agujero negro.

En ese momento, el agujero hacia el otro universo se cierra o permanece abierto. Vale la pena señalar que si el agujero permanece abierto, la puerta entre este universo y el otro es tan grande como el agujero negro que hizo el desgarro... entre 0,1 mm y 400 au .

Caso 2: La antimateria es repelida por la gravedad

En este caso, el otro universo tendría un agujero repentinamente que repele la composición estándar de ese universo (antimateria), por lo que presumiblemente ninguno golpearía el agujero negro para desgastarlo. El resultado sería ninguna "fuga" entre universos.

Caso 3: La antimateria es atraída por la gravedad, pero a un ritmo diferente al de la materia

Al final del día, creo que esto básicamente vuelve al Caso 1. Siempre que haya atracción y un suministro suficiente de antimateria, el agujero negro eventualmente hará que el agujero negro se evapore.

Secuelas

Este es más o menos el abanico de posibilidades disponibles para tu historia. Si crearas un agujero negro muy grande (por ejemplo, 400 AU) en la Tierra o en cualquier lugar cercano, nos eliminarías a todos en un instante. Por otro lado, si crearas un pinchazo, obtendrías muy poca antimateria de él, por lo que puede que tampoco sea del todo lo que quieres.

Otra área de preocupación, mucho más preocupante, es lo que sucede cuando el agujero negro se evapora como resultado de la antimateria. Según Wikipedia , "un agujero negro de 1 segundo de vida tiene una masa de 2,28 × 10^5 kg, equivalente a una energía de 2,05 × 1022 J que podría ser liberada por 5 × 10^6 megatones de TNT", aunque podríamos reducir a la mitad que si asumimos que la mitad de la energía se liberó en el otro universo (vemos 2,5 x 10 ^ 6 megatones de TNT en una explosión). Pongamos eso en perspectiva. El arma nuclear teórica más grande puede lanzar sólo 1.300 megatones de explosivo, todavía varios órdenes de magnitud menos que la destrucción de este agujero negro .

Peor aún, un agujero negro de 228 000 kg solo tendría un radio de horizonte de sucesos de 3,386 x 10^-22 m (1,333 x 10^-20 pulgadas), lo que tal vez no funcione muy bien si se tiene en cuenta la poca antimateria que hay. para pasar por un agujero de ese tamaño en un tiempo real... especialmente cuando necesita salir de una lágrima a MUY GRANDE DISTANCIA de la Tierra.

En conclusión

Incluso permitiendo algunos movimientos de la mano para permitir un desgarro en el universo usando un agujero negro, simplemente no puedo justificar una etiqueta basada en la ciencia . Así que vas a tener que encontrar una forma diferente de rasgar el tejido del universo. Probablemente ibas a hacerlo de todos modos, pero espero que este experimento mental demuestre por qué esta ruta en particular no tendría un buen final basado en la ciencia.

Actualmente, la antimateria se almacena mediante campos eléctricos en escalas de tiempo de minutos. Para almacenarlo con la gravedad, debe inventar un dispositivo que pueda generar gravedad (¿o gravedad negativa, si eso es posible?) Aquí hay un artículo sobre teorías para una máquina generadora de gravedad, aunque es bastante corto en los hechos. .

Pedir información científica basada en esta pregunta es demasiado para un tema que se encuentra en los límites más lejanos del horizonte de sucesos de la física teórica. Además, su descripción, "el tejido del espacio/tiempo es la barrera entre la materia y la antimateria en el universo" suena como si estuviera groseramente equivocada conceptualmente. Parece que estás describiendo el sueño como el límite entre nuestro mundo y el mundo de las Hadas... es decir, parece que estás describiendo una fantasía.

Las antipartículas no se filtran a nuestro universo desde su propio universo de antimateria... bueno, si lo hacen, no lo sabemos. Existen en nuestro universo y son creados por ciertas interacciones de alta energía. La gran pregunta cosmológica que rodea a la antimateria es: ¿por qué el universo está compuesto principalmente de materia en lugar de partes iguales de materia y antimateria? Este campo de investigación se llama bariogénesis .

Una tecnología tan exótica como el almacenamiento de antimateria usando campos gravitatorios está más allá de los límites de la ciencia basada en este sitio, así que, como dice Separatrix, adhiérase a la ciencia ficción y deje que suceda.

Usando física razonablemente conocida, podría usar la gravedad para crear una trampa de antimateria, pero no de la manera que está describiendo.

Robert L Forward escribió sobre esto en su libro " Future Magic ", describiendo varias formas de manipular la gravedad. La manipulación newtoniana implica hacer cosas como apretar asteroides de 4 millones de toneladas en esferas de unos 30 cm de diámetro para crear un campo de 1 g en la superficie de la esfera. SI hiciste esto varias veces, podrías configurar un anillo de esferas donde la gravedad se cancela en el centro de la esfera. Se necesitaría algún tipo de sistema auxiliar para ayudar a estabilizar la antimateria, porque incluso una ligera perturbación o irregularidad en los campos gravitatorios haría que la antimateria comenzara a moverse hacia una de las esferas a un ritmo cada vez mayor.

imagina que cada planeta en la imagen tiene solo 30 cm de diámetro y la antimateria está suspendida en el espacio en el centro

Forward también sugirió formas más elegantes de manipular la gravedad. Imagina un anillo de humo. Ahora imagine que las partículas de humo son reemplazadas por neutronio, y el anillo gira a una velocidad cercana a la de la luz. El arrastre del marco crearía un área en el centro donde la gravedad agarraría el objeto y lo arrojaría a través del centro del anillo a altas tasas de aceleración, pero el objeto acelerado parecería estar en caída libre. Un objeto que se acerca al anillo central también podría desacelerar si se mueve en contra de la dirección del anillo giratorio. En la imagen de abajo, el anillo de humo estaría girando en tal dirección que un objeto que se mueve desde la parte inferior del cuadro se aceleraría hacia la parte superior, mientras que un objeto que se acercara al anillo desde la parte superior se desaceleraría antes de llegar al fondo.

¡Manténgase alejado de la nube de neutronio en la parte inferior!

Una vez más, una serie de estos "anillos de humo" podrían usarse para contener la antimateria. Si los anillos estuvieran en el vacío y dispuestos de modo que la antimateria pasara de un lado a otro como una pelota de ping pong, o en un anillo grande de modo que la antimateria se moviera a través de los centros como un automóvil en una pista de carreras. entonces sería mucho menos probable que la antimateria interactuara con la materia normal.

Creo que he respondido esto antes... sí, en esta respuesta . Su pregunta se refiere al uso de la gravedad, pero eso es totalmente poco práctico. ¡Por la cantidad de energía necesaria para manipular la gravedad en cualquier forma, en lugar de alimentar esa maquinaria, puede usar fuerzas eléctricas y magnéticas directamente para la contención!

Veo que otro fanático de Forward ya respondió, pero quiero señalar el "chip trampa" y otras preguntas que son más generales sobre la contención de antimateria.

En cuanto a su física inusual, lo más parecido que suena así en el universo real es este artículo (vaya, ¡me tomó un tiempo volver a encontrarlo solo para recordar la idea general!) "Producción de antimateria en un límite potencial" de 2001.

Es muy interesante leer como trasfondo si vas a presentar antimateria en tu historia, independientemente. ¡Échale un vistazo!