¿Hay algún problema con este concepto de unidad FTL?

Anteriormente hice una pregunta aquí sobre materia negativa y pesada: tipos hipotéticos de materia que creé para tener una unidad FTL en funcionamiento. Con un poco de trabajo extra, modifiqué el concepto y pude hacer una unidad FTL que creo que es bastante autoconsistente. Pregunto esto porque quiero saber si lo es, o si hay fallas evidentes en su sistema de operación.

Como funciona el motor

En el centro de la unidad hay una columna de gas. Este gas es un elemento que, cuando se calienta fuertemente, emite una radiación que puede convertir la materia ordinaria en materia negativa. Este gas pertenece a una clase de materia llamada Materia Pesada, que atrae fuertemente la Materia Negativa - cuando la Materia Pesada y la Negativa se encuentran, se anulan entre sí y vuelven a convertirse en materia normal. (También he trabajado en todos estos procesos a nivel subatómico, pero nada de eso es relevante para el funcionamiento del motor). El gas se calienta hasta el punto en que se convierte en plasma, lo que significa que a) emite enormes cantidades de esta radiación b) puede ser confinada por un campo magnético. Alrededor de la columna confinada de gas hay un vacío; alrededor del vacío hay una nube de gas mucho más grande; realmente no importa qué elemento sea, digamos que es hidrógeno por el bien del argumento.

La radiación se precipita hacia el exterior, convirtiendo el gas en materia negativa. Para mantener la brecha de vacío entre la materia negativa y la pesada (porque, de lo contrario, el gas negativo se desplazaría hacia adentro y se convertiría nuevamente en materia ordinaria al golpear la materia pesada en el centro), todo el impulsor gira muy rápidamente, lo que hace que la nube de gas se disipe. adherirse a la pared interior debido a la fuerza centrífuga.

El propio FTL

Una vez que se acumula suficiente materia negativa, el espacio-tiempo se distorsiona, lo que hace que toda la nave viaje más rápido que la velocidad de la luz. La materia negativa será atraída hacia cualquier materia pesada que ejerza la mayor fuerza sobre ella, porque la materia pesada muy masiva a largas distancias ejerce más fuerza que la materia pesada bastante ligera a distancias cortas, en lugar de deformarse hacia el centro del motor, se deforma. toda la nave hacia una gran concentración de materia pesada, colocada deliberadamente como un faro. Grandes concentraciones de materia pesada anulan el efecto de la deformación, lo que hace que la nave abandone FTL una vez que llega a esta baliza. Esto permite que la nave viaje a velocidades superlumínicas entre balizas espaciadas regularmente en el universo.

Una vez que la nave se detiene en la baliza, se drena el plasma, se detiene el giro y se inunda toda la cámara con agua. La materia normal reacciona con la materia negativa para formar radiación; el resultado es que la materia negativa acumulada se destruye junto con parte del agua, preparando el barco para el próximo salto.

Se adjunta una vista en corte de esta unidad.

¿Qué piensan ustedes? Teniendo en cuenta los mecanismos de la materia Pesada y Negativa, ¿qué tan factible es esto? ¿Hay algún problema o efecto interesante que no haya anticipado?ingrese la descripción de la imagen aquí

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Buena pregunta ! - Es posible que desee abordar los problemas relacionados con los cambios masivos a medida que la nave se acerca a C... (a menos que ya se haya hecho...)
Los efectos relativistas en realidad no entran en esto, Joe. Esto se basa en un concepto de la vida real de viajes FTL llamado Alcubierre Drive: la forma en que funciona significa que la nave puede atravesar distancias en un período de tiempo más corto que la luz (por lo que técnicamente supera c) al comprimir el espacio detrás de la nave y expandiéndolo frente a la nave, mientras viaja a una velocidad bastante baja.
Esto no es similar a ninguna descripción de Alcubierre Drive que haya escuchado. Suena esencialmente como decir que puedes alcanzar la velocidad de la luz si tienes un imán realmente fuerte en tu destino y si tu nave está hecha de "materia negativa". Sea lo que sea y cómo se relaciona con la materia regular, no está claro. Tampoco está claro cómo se supone que la nave sobrevivirá chocando de cabeza contra el "imán" en el destino a velocidades superlumínicas. O cómo se convierte completamente de nuevo en materia normal.
Por cierto, también existe el argumento de que incluso si lográramos construir un Alcubierre Drive, todavía no lograría FTL. Verá, la unidad debe deformar el espacio-tiempo para que la nave lo atraviese, sin embargo, la información de esa deformación no puede viajar más rápido que la luz, por lo que lo mejor que puede esperar es un poco menos que la velocidad de la luz. Ahora, si deformas el espacio-tiempo desde la fuente hasta el destino antes de tiempo, ENTONCES puedes viajar más rápido que la luz. Pero creo que estos se llaman tubos de Krasnikov.
@Muuski: Una de las teorías más extravagantes que surgieron entre los estudiantes de astrofísica cuando estaba en la universidad fue que la evidencia de materia/energía oscura eran en realidad observaciones de los efectos secundarios de algunas civilizaciones antiguas que construyen carriles de espacio deformado entre colonias remotas. . Nunca lograron que las matemáticas funcionaran, ¡pero disfruté la idea!
¿Cómo sale el barco de la baliza? Actualmente es arrastrado por la gran masa de la baliza, pero una vez allí, ninguna otra baliza puede tirar del barco (de lo contrario, habría dejado el rumbo hacia esa baliza en particular). Así que estarías atrapado allí. Tal vez podría hacer algo al encender o apagar la baliza, o al poder proteger los efectos como un faro protege la luz de un área en particular.
Pasé por alto este punto en mi explicación por el número de palabras, pero lo consideré. El efecto de deformación positivo de Alcubierre Drive tiene que ser de la misma magnitud que el efecto de deformación negativo de la baliza para que se cancelen. Entonces, si el piloto quiere pasar una baliza en particular, encienda el motor, de modo que la deformación de la unidad sea demasiado grande para que la baliza la cancele, incluso si reduce la velocidad. Si quieren detenerse en una baliza en particular, apague el motor, de modo que la deformación de la unidad sea lo suficientemente pequeña como para cancelarla. ¿Tiene sentido?
¿Le importaría especificar el proceso por el cual la materia normal se convierte en su materia negativa? Ese parece ser probablemente el bit más ondulado (¿/más imposible?) aquí, y sería bueno entenderlo un poco más.
Un gran problema: "La materia normal reacciona con la materia negativa para formar radiación". Esto significa que su cámara centrífuga convertirá toda la nave en un gran estallido de rayos gamma.
Recomiendo cambiar la etiqueta de ciencia ficción por la etiqueta de verificación de la realidad . Estás haciendo una pregunta de verificación de la realidad y las etiquetas de ciencia ficción y ciencia ficción no suelen ir juntas.
Casi todo en esta pregunta es ruido irrelevante, es decir, detalles que realmente no afectan la pregunta en sí. Todo podría reducirse a "¿ Hay algún problema con este concepto de unidad FTL? ... el espacio-tiempo está distorsionado, lo que hace que toda la nave viaje más rápido que la velocidad de la luz ". Toda la pregunta describe en detalle cómo se deforma el espacio-tiempo, pero no proporciona información sobre por qué la deformación del espacio-tiempo haría que la nave viajara más rápido que la luz.
El espacio entre la nave y su destino se comprime, y el espacio detrás de la nave se expande, depositándola en su ubicación y permitiéndole llegar allí antes que la luz, sin exceder nunca c.
@Locaq El mayor problema con esta unidad FTL es que viola la causalidad y puede crear fácilmente paradojas de viajes en el tiempo con ella, como puede hacerlo con cualquier tipo de unidad FTL. Lea esto para obtener más información www.physicsmatt.com/blog/2016/8/25/why-ftl-implies-time-travel.
Creo que el diseño de esa cámara interna tendrá problemas con Boyle. Es un tubo hueco que tiene la intención de crear un vacío de "rosquilla" a través de una centrífuga. El vacío es realmente difícil de lograr y soy muy escéptico de que pueda crear uno de esta manera, especialmente con gases que desean expandirse desesperadamente para llenar ese volumen. E incluso si pudiera, esto evitaría tener una columna central de gas sin vacío. Simplemente agitaría todo a mano a través de plasma y contención magnética.
Ese es un buen punto
Basándome en lo que he leído aquí, he refinado mi concepto de conducción. Aquí está el nuevo concepto: una nave en forma de disco con un anillo de Salirium alrededor del borde. Rodeando esto hay un anillo de tungsteno. Cuando la nave está lista para partir, el Salirium se calienta hasta que se convierte en plasma y se mantiene en el borde de la nave mediante un campo magnético. La radiación emitida por el Salirium convierte el tungsteno en materia negativa. Salirium es atraído por otro tipo diferente de materia pesada que he llamado Argosum. La atracción del barco hacia la baliza Argosum más cercana atrae al barco allí (continuación)
(continuación) donde los efectos del Argosum colapsan la burbuja warp y luego convierten la materia negativa formada hasta ahora en materia normal. ¿Suena bien?

Respuestas (3)

¿Sí? Quiero decir: has creado un poco de handwavium en el punto en que dices 'el espacio-tiempo está deformado' sin más explicaciones de la física o el mecanismo detrás de él, momento en el que también puedes simplemente decir 'Nuestro impulso usa materia negativa para deformar el espacio entre él y la baliza de materia pesada más cercana, y simplemente no mencione el funcionamiento interno de la unidad (a menos que se convierta en un punto de la trama).

Un problema inmediato es que sus fuerzas están trabajando al revés. Las balizas más lejanas que ejercen una fuerza de atracción mayor conducirán a naves varadas en el espacio interestelar, incapaces de moverse hacia ninguna baliza debido a los poderes de atracción de las otras balizas. A menos que pueda agregar algún tipo de selección direccional a su "deformación espacial", básicamente se quedará atascado donde está. Si te atraen más las balizas cercanas y pesadas que las balizas distantes, terminarás atrapado en la baliza en la que te encuentres, sin poder volver a saborear la dulce libertad. Si puede 'proteger' su unidad de los efectos de las balizas en cualquier dirección determinada, o si comienzan a formarse varios vectores de deformación y puede elegir cuál desea activar, entonces puede evitar este problema.

Si soluciona eso, otro problema es todo lo que hay entre su nave y su baliza de destino. Está a punto de ser destrozado por un corredor de espacio alabeado que se forma espontáneamente, o posiblemente golpeado por el borde de ataque de una burbuja de espacio alabeado. Las métricas warp basadas en Alcubierre no sacan a tu nave del espacio normal: todavía está aquí, simplemente envuelta en una burbuja de inmensatensiones de marea. Una falla importante con la métrica de deformación de Alcubierre-White (siendo Alcubierre el tipo que la ideó, siendo White el tipo que está trabajando actualmente en ella) es que las partículas (tanto de polvo interestelar como partículas virtuales de la espuma cuántica) se atascan en el burbuja. Dependiendo de cómo ejecute los números, esto significa que el interior de la burbuja se vuelve incandescentemente caliente o que su destino está a punto de ser bañado en una ola bastante grande de radiación de alta energía. Ambos son malos para todos los involucrados, por lo que debe considerar carriles espaciales dedicados con procedimientos rigurosos de control de tráfico.

Hay otros problemas. Uno es el viaje en el tiempo, más específicamente el hecho de que no puedes tener relatividad especial, FTL y causalidad en el mismo lugar porque los eventos simultáneos no son. Potencialmente, puede evitar eso con una aplicación liberal de la relatividad general, pero luego corre el riesgo de jugar con la gravedad o el tiempo (o ambos) de formas inesperadas. Otro problema que supuse que su nueva materia exótica plantearía a mano es la explosión espontánea de su nave al aniquilar grandes cantidades de materia, ya que la masa es proporcional a la energía (gracias, Einstein) y no puede eludir las leyes de conservación, por lo que la primera y los pasos finales de su función de impulso (conversión de la materia regular a un estado exótico, luego aniquilación de dicha materia) dan como resultado la necesidad de liberar cantidades de energía francamente ridículas. Pero bueno, es prerrogativa de un escritor ignorar estos problemas, siempre que mejore la historia.

Así que sí, completamente no científico y tiene problemas, pero a medida que avanzan las unidades FTL de ciencia suave totalmente onduladas, he escuchado peores justificaciones.

La parte warp no está ondulada a mano. Está basado en Alcubierre Drive, búscalo. La Relatividad General predice que una acumulación de masa negativa (técnicamente, densidad de energía negativa) conducirá a la creación de una burbuja warp que viaja FTL sin interactuar con nada en su camino.
¿Podría entrar en más detalles sobre los otros problemas que mencionó?
Creo que no pude transmitir mi punto sobre las balizas. La fuerza no aumenta con la distancia. La fuerza aumenta con la masa a un ritmo mayor de lo que disminuye con la distancia. Una baliza muy masiva a, digamos, 10 años luz de distancia ejerce más fuerza que una baliza muy ligera a un metro de distancia, y también más fuerza que una baliza muy masiva a 12 años luz de distancia, por ejemplo.
@Locaq: Has saludado a mano. Independientemente de en qué lo haya basado, la interacción que ha creado es un movimiento manual. Has inventado un estado exótico de la materia y luego afirmaste que actúa (de alguna manera que en realidad es muy diferente a la física de una unidad de alcubierre) para deformar el espacio-tiempo como una unidad de alcubierre. Eso es un gesto de mano. Es perfectamente bueno, pero no hay forma de que podamos criticarlo, ya que es fundamentalmente su creación.
@Locaq: Pasé muchos de mis días de universidad y más tiempo del que debería después de profundizar en la física de la métrica de deformación de Alcubierre-White y está atendiendo problemas de ingeniería. Las unidades de Alcubierre definitivamente interactúan con las cosas en su camino: de hecho, uno de los principales defectos en la unidad de Alcubierre es el plasma sobrecalentado en el hipotético 'frente' de la burbuja.
@Locaq: si también se tiene en cuenta la masa, todos los barcos terminarán pegados a la baliza más pesada. El mismo problema: necesita alguna forma de direccionalidad que le permita 'apuntar' a su espacio deformado, una simple ecuación de distancia/masa se convierte en una optimización de estado de energía mínima y sus naves terminarán en algunos mínimos locales, sin poder salir .
@Locaq Se agregaron más detalles. :-)
@JoeBloggs Creo que su respuesta llega a un punto que es muy importante (la parte del movimiento manual). Es algo que muchas veces se pasa por alto.
Déjame explicar mi razonamiento aquí. En primer lugar, soy consciente de la acumulación de partículas. Lo que quise decir es que no interactuaría con objetos macroscópicos similares. Los caminos se dibujarían para evitar pasar a través de los cuerpos de todos modos (porque si la unidad se desconectara en ese punto sería bastante desastroso para el cuerpo), pero si pasara, digamos, un planeta, no lo dañaría en el proceso a menos que se detuviera. Sí, reconozco que es un movimiento de mano.
Déjame explicarte mi razonamiento sobre las balizas. La ecuación imaginaria que ideé fue F = M^8/d donde F es la fuerza de atracción, M^8 es la masa y d es la distancia. Entonces, en una 'línea ferroviaria FTL' dada de balizas, tendrías como 10 balizas de una tonelada de masa cada una, separadas por un año luz de distancia. Comenzando en la primera baliza, las fuerzas experimentadas por el NM hacia el HM dentro del barco, la segunda baliza y la décima baliza, respectivamente, son 0.008N, 1.1 x 10^8N y 1.1 x 10^7N. Por lo tanto, será atraído hacia la segunda baliza, donde puede detenerse o continuar, y así sucesivamente.
@Locaq, creo que te has perdido algo bastante importante allí. Claro, has manipulado la fórmula para que la próxima baliza tire más fuerte que el HM dentro de la nave. Eso no es particularmente difícil de todos modos. Sin embargo, una vez que llegas a esa baliza, la fuerza de la siguiente baliza sigue siendo más débil que la fuerza de la baliza que está justo a tu lado. Siempre estarás atascado en tu baliza actual. Cuál es uno de los puntos de Joe.
Creo que probablemente debería renunciar a intentar hacer una unidad FTL científicamente consistente y detallada y simplemente agitar todo a mano.
@Locaq Sí, deberías. Si tuviéramos la ciencia para hacer eso, alguien habría recibido un premio Nobel por descubrirlo y sería más famoso que Newton y Einstein juntos. Esto no ha sucedido, por lo que simplemente no tenemos la ciencia para ello y es casi seguro que fallará. Así que no vale la pena gastar mucho esfuerzo más allá de hacer que las ondas de la mano suenen bien. A menos, por supuesto, que su objetivo real sea ganar el premio Nobel y ser más famoso que Newton y Einstein juntos, en ese caso sería una de las mejores vías a seguir.
@Locaq: consistente y detallado es bueno, pero a menos que sea importante para la trama por alguna razón, generalmente es mejor enfocarse en la función de la unidad en lugar del mecanismo. En su caso, tiene una unidad llena de materia negativa que puede crear selectivamente burbujas warp al estilo de Alcubierre que son atraídas hacia balizas de materia pesada.
@Locaq: Si yo fuera usted, diría que cuando inicia la unidad, comienza a deformar el espacio en múltiples direcciones, y una vez que su nave comienza a descender un vector, se refuerza a sí misma y las otras burbujas colapsan detrás de la nave. Eso sería consistente con el marco teórico detrás de los impulsores de Alcubierre (en particular, que el movimiento de la nave cuando se forma la burbuja es crucial ya que la burbuja actúa como un multiplicador de velocidad en lugar de un impulso en sí mismo). El mecanismo exacto detrás de por qué y cómo su unidad hace esto es manual, pero la función de la unidad es detallada y consistente.
Sí, creo que ser inespecífico es bueno. Entonces, básicamente, una vez que la nave comienza a dirigirse en una dirección determinada, ¿solo se deformará en esa dirección?
@Locaq: Eso es lo que elegiría. Una especie de efecto 'snap to', en el que la unidad comienza a formar burbujas/corredores de deformación en las balizas más cercanas, y le das un empujón a tu nave para que 'caiga' en una dirección u otra. Por supuesto: ¡es tu impulso! Siempre que elija un modo de operación y se ciña a él, debería estar bien.
Eso tiene sentido.

¿Hay algún problema o efecto interesante que no haya anticipado?

La centrífuga necesariamente debe estar ubicada dentro del barco. Y esto significa que, cuando el espacio alrededor del gas se distorsione, la nave también se distorsionará.

Esto tiene el potencial de romper no solo los enlaces moleculares, sino también los enlaces entre partículas subatómicas. Su versión de Alcubierre podría tener solo plasma llegando al destino.

También tenga en cuenta que es discutible si incluso la unidad de Alcubierre puede proporcionar un viaje FTL real. Ver los comentarios de Muuski sobre la pregunta.

No estoy completamente seguro de entender, ¿podría aclararlo?
Estás distorsionando el espacio entre partículas dentro de la nave. Eso no presagia nada bueno.
Ah, punto justo.

Esta es una pregunta realmente básica, no tan fanfarrona como las otras preguntas aquí, pero...

¿Cuál es el diámetro del tubo y qué tan rápido tiene que girar el tubo para crear un vórtice que tenga un vacío en el centro?

El corte entre "gas NM" y "brecha de vacío" es nítido, pero creo que sería una especie de desvanecimiento gradual, aunque no estoy seguro de si la curva de densidad de ese desvanecimiento sería lineal.

No creo que, a través de la rotación, pueda lograr nada ni siquiera cerca de un vacío perfecto, particularmente dadas las energías (y, por lo tanto, las presiones de gas) involucradas.

Si ya has hecho los cálculos, genial, no me molestaré.

De lo contrario, probablemente necesitemos calcularlo, y sospecho que es posible que deba pasar la velocidad de la luz por las paredes de su centrífuga para obtener el vacío, y terminaría comprimiendo casi todo el gas hasta convertirlo en líquido. .

Sí, dudo que sea una aspiradora perfecta. Teniendo en cuenta que la parte central del motor está mucho más caliente que las partes exteriores, el gas no fluiría tanto hacia adentro de todos modos. Solo necesitaría enrarificar el gas entre el plasma y la nube lo suficiente como para que la materia negativa no se destruya.
El calor es energía, lo que excitaría los átomos de gas, así que, sí, el calor haría que fluya MUCHO hacia adentro. Esto parece que romperá su mecanismo por completo, y probablemente necesite que hagamos los cálculos. Pero eso parece un problema aparte, vale la pena una pregunta aparte :)
Esta fue una pregunta interesante en sí misma, así que la hice aquí: physics.stackexchange.com/questions/480713/…
¿Hay algún problema con este concepto de unidad FTL?
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