¿Las posibilidades de la energía infinita?

Entonces, la idea es que el mundo ha sido destruido y se ha implementado un plan de emergencia para poner al resto de la humanidad en ciudades/islas flotantes. Estas islas subsisten gracias a algún tipo de generador que ha estado en funcionamiento desde el comienzo de este plan. La pregunta que tengo es qué tipo de generador se necesitaría para mantener estas ciudades a flote, pero se puede reducir para que se adapte a algún tipo de arma, como un láser, una pistola de plasma o un cañón de riel.

Ignorando las limitaciones físicas/materiales de las armas y el generador antes mencionados, ¿es posible crear un generador de energía infinita que pueda generar instantáneamente grandes cantidades de energía con poco o ningún contacto humano? Creo que estoy apuntando solo a alto voltaje. La corriente no importa tanto.

Una idea que tuve fue crear una cámara que contuviera un microagujero negro y hacer que ese microagujero negro detonara, luego aprovechar la energía con una eficiencia casi perfecta, creando otro microagujero negro. El exceso de energía, si lo hubiera, se almacenaría en celdas de batería con capacidad infinita de carga. Pero no creo que esto funcione, considerando la masa requerida incluso para un microagujero negro.

¿Flotando sobre qué? Si el mundo es destruido, no hay océano. IAC no destruiste el sol, así que usa energía solar.
¿Realmente quiere decir infinito en el sentido matemático o simplemente quiere decir lo suficientemente grande como para nunca agotarse antes de la muerte por calor del universo?
Estás preguntando "¿existe la capacidad de crear una máquina de movimiento perpetuo usando agujeros negros?" y la respuesta sigue siendo "no". No puedes "detonar" un agujero negro, purgar un poco de energía y luego crear un nuevo agujero negro con la misma masa: purgaste parte de la energía, el nuevo agujero negro será más pequeño y menos masivo. También tenga en cuenta que un agujero negro con una masa de 1000 kg todavía pesa 1000 kg (incluso si es 1.4 X 10 − 24 metros de radio, menor que un solo neutrino).
¿Apuntando solo a alto voltaje, la corriente no importa? La potencia es la corriente por el voltaje. Si tiene alto voltaje y una pequeña corriente, todavía no tiene mucha potencia...
Una idea que tuve fue crear una cámara que contuviera un microagujero negro y hacer que ese microagujero negro detonara, luego aprovechar la energía con una eficiencia casi perfecta, creando otro microagujero negro. ¿Por qué no usar simplemente la energía que tomaste para crear el agujero negro? De lo contrario, perderá energía, a menos que el agujero negro absorba una cantidad sustancial de energía del entorno.
Si se destruye la tierra, todos los fragmentos, incluidas las ciudades, continuarán felizmente a lo largo de la órbita terrestre. Sin necesidad de ningún aporte de energía. Simplemente orbitarían el sol como de costumbre.
@JohnMeacham En realidad, no, si el centro de masa de la Tierra desaparece, los bits que estaban en órbita simplemente se caerían de la órbita actual de la Tierra. Por supuesto, es una pregunta totalmente diferente si dice que la tierra es hospitalaria.
@Necesidad - Ummm, no. Simplemente no. Las piezas continuarán en su órbita (la de la Tierra), sujetas a las perturbaciones asociadas con la fragmentación de la Tierra. Permítanme decirlo de otra manera: si "simplemente se caen de la órbita terrestre", ¿dónde caerían? ¿Y cómo obtendrían las velocidades necesarias? Puede estar pensando en algo como la Luna, pero incluso eso seguirá orbitando alrededor del sol, aunque con un conjunto ligeramente diferente de parámetros orbitales.
@WhatRoughBeast: D Quiso decir "centro de masa original" y "poco hospitalario". De todos modos, creo que estás subestimando mi versión de destruido. La destrucción de la Tierra debería causar la posibilidad de que los orbitales choquen contra los escombros de la Tierra, la Luna o sean expulsados ​​al espacio vacío con el cambio en el centro de masa.
Por supuesto, eso se evitaría con la energía necesaria para la corrección orbital. De todos modos, no puede comparar la luna con otros orbitales más pequeños, la órbita de la luna está más lejos, por lo que tiene menos velocidad que otros orbitales, pero otros tienen una alta velocidad y, por lo tanto, si el centro de masa se perturba mucho, afectará al pequeño satélite. mucho más.
"Ignorando las limitaciones físicas/materiales de las armas y el generador antes mencionados, ¿es posible crear un generador de energía infinita que pueda generar instantáneamente grandes cantidades de energía con poco o ningún contacto humano?" ¿No es esto básicamente preguntar "ignorando el problema de si esto es posible, por favor dígame si es posible"? "Creo que solo apunto a alto voltaje. La corriente no importa tanto". En electricidad, la energía (en realidad, potencia) es voltaje por corriente. ¿Alguna vez te golpeó un carrito de compras? Eso es alto voltaje, baja corriente. ¿Una línea eléctrica? Alto voltaje, alta corriente.

Respuestas (3)

Este es uno de mis temas favoritos, porque puedo mencionar una de las cosas más ingeniosas de las matemáticas: el teorema de Noether. El teorema de Noether es un teorema que se puede aplicar a los llamados sistemas lagrangianos, que componen casi todo lo que creemos que es la física del universo.

El teorema de Noether establece que, para cada simetría (es decir, una característica que no cambia bajo alguna transformación), hay un valor conservado correspondiente. Da la casualidad de que la simetría temporal del universo, que se puede afirmar como "las leyes de la física no cambian con el tiempo", conduce explícitamente a la conservación de la energía. ¡Cualquier sistema que no conserve energía debe ser no lagrangiano o fundamentalmente requiere que las leyes de la física cambien con el tiempo!

En términos generales, no es razonable jugar demasiados juegos con mecánicas no lagrangianas. Se requieren algunos factores de ajuste para hacer que la relatividad general sea lagrangiana, pero aparte de eso, la mecánica lagrangiana ha dominado el campo de la física desde que alteró el movimiento newtoniano (que no es lagrangiano debido a la fricción, hasta que se ajusta adecuadamente por la pérdida de energía).

Ningún científico razonable ha sugerido jamás que sea posible el movimiento perpetuo, y mucho menos la generación perpetua de energía utilizable, utilizando cualquier medio insondable (nota: la ciencia considera que la energía de punto cero es una fuente de energía, pero no una energía utilizable que pueda aprovecharse, y la Muchos predicen que el efecto Casimir es el resultado solo de QED, no de fuentes de energía de vacío). En consecuencia, si necesita una máquina de este tipo para alimentar sus islas, simplemente aléjese de la ciencia por completo. Haga que el sistema sea mágico en su lugar, y elija restringir su magia a casifísica válida, excepto por la desagradable tendencia a generar energía utilizable de la nada. Alternativamente, identifique una forma no descubierta de almacenar grandes cantidades de energía en pequeños volúmenes (como Shipstones de Heinlien). Esto no puede producir su energía infinita, pero si tuvieran una fuente de energía arbitrariamente grande y finita para cargar de antemano, podrían durar lo suficiente.

Y si haces los cálculos tú mismo, te darás cuenta de que la cantidad de energía necesaria para mantener levitando una isla, incluso de la manera más ineficiente posible, no es ni una gota en un balde en comparación con las energías que aparecen en las estrellas. Diablos, si la energía para levitar sus islas fuera una gota en un balde para una escala de energía más grande, ese balde completo no sería ni siquiera una gota en el balde para el presupuesto de energía de un sol.

O 2 otras formas de verlo. Para usar energía, requerimos que fluya desde un punto de alta energía a un punto de baja energía. Incluso si la Energía de Punto Cero tiene "mucha energía", dado que ese es el mínimo para nuestro Universo, no hay hacia dónde fluir y no hay forma de que la usemos. Visto de otra manera, si podemos simplemente agregar energía a nuestro Universo (no conservar energía), eventualmente todos moriremos asados.

Lo que está pidiendo está relacionado con una máquina de movimiento perpetuo de segundo tipo e imposible bajo ninguna ley física.

En pocas palabras, la energía no se puede crear ni destruir, solo se puede mover de un lugar con alta densidad de energía a un lugar con baja densidad de energía, mientras se toma parte de la energía movida para hacer otro trabajo en el proceso.

La explicación simple anterior se refiere a todos y cada uno de los procesos. Imagina tener un río, construyes turbinas en el arroyo. El agua en terreno alto tiene una densidad de energía más alta (energía potencial), el agua en un terreno bajo tiene una densidad de energía más baja, normalmente la diferencia se disipa a través de la fricción y otros procesos. Sin embargo, sus turbinas toman parte de la energía y producen electricidad, pero no puede usar esta energía para impulsar bombas que llevarían el agua de regreso a terreno elevado, la energía producida es mucho menor que la diferencia de energía entre los niveles de altura. Debe confiar en otros procesos para rellenar su depósito de terreno elevado. En este caso, depende del sol para evaporar el agua que luego se condensa y cae en forma de lluvia, llenando ríos y lagos. Lo mismo se aplica a todos y cada uno de los procesos.

En teoría, al usar procesos reversibles, puede tener una máquina que puede moverse para siempre, pero sin producir ningún trabajo útil: los planetas en órbita se acercan mucho, pierden muy poca energía cinética y aparentemente se mueven para siempre, pero si toma algo de esa energía para hacer trabajo útil, ralentizaría el planeta.

Dicho esto, hay algunas soluciones, dependiendo de lo que requiera su historia y qué tan "suave" esté dispuesto a ir con el aspecto de ciencia ficción.

Primero: flotante. Flotar requiere contrarrestar activamente la gravitación, eso es malo ya que requiere un gran gasto de energía si está utilizando motores activamente para eso. Es genial si puedes reemplazar eso con la órbita. Douglas Adams escribió que volar es el arte de caer y perder el planeta. Es una gran broma, pero cuando se refiere a la órbita, es completamente cierto: caes constantemente, pero tu velocidad de avance es lo suficientemente alta como para "perder" la tierra y permanecer en el espacio. Si tienen que flotar en la atmósfera, conviértalos en zepelines: obtener hidrógeno para reemplazar el gas perdido es trivial en comparación con otros problemas de la ciudad autónoma.

Segundo: energía. Necesita un depósito de energía, generalmente llamado "combustible", y necesita "reabastecer" sus generadores de vez en cuando, eso es inevitable si quiere ir por la ruta semi-dura de la ciencia ficción. Lo mejor que puede hacer para evitar el mantenimiento es la automatización, aquí hay algunas ideas locas que se pueden escalar y que las naves robóticas reabastecen con relativa facilidad.

  1. La fusión basada en la implosión puede ser enormemente escalable: tome una bolita de plástico llena de deuterio, caliéntela con láser para vaporizarla explosivamente, haciendo implosionar el deuterio y forzando la fusión. Se ha demostrado que funciona y se teoriza que funciona como fuente de energía portátil. Suponga que se puede hacer lo mismo con hidrógeno, alimente sus islas con tokamaks o simplemente con cientos de generadores ampliados y deje que sus humanos extraigan hidrógeno de las capas exteriores del sol. No infinito, pero efectivamente una no preocupación a menos que comience a gastar esa energía en la creación de materia + antimateria para construir planetas enteros.
  2. Hay algunas incógnitas sobre la simetría CPT donde probablemente podría ocultar errores y pequeñas mentiras que conducen a la conversión directa de materia-> energía, sin necesidad de antimateria (la antimateria no se puede extraer, por lo que usar antimateria como combustible es como bombear agua río arriba). Esto no está ni remotamente teorizado, por lo que puede volverse loco con la escalabilidad, de cualquier manera, está limitado por E = m * c ^ 2.
  3. Evaporación de agujeros negros. BH la masa de la Tierra tendría un horizonte de eventos de solo 3 cm de diámetro y se evaporaría lentamente. Cuanto más pequeño es el BH, más rápido emite energía. Afirme que existe un tamaño de "punto dulce" en el que los BH viven relativamente mucho tiempo y emiten suficiente energía para ser útiles como fuentes de energía. Use energía de fusión o algo así para forzar el colapso de objetos progresivamente más grandes hasta que alcance el tamaño del punto óptimo. Haga que la masa del punto dulce esté en el orden de magnitud de las masas de asteroides para las islas y unos pocos kilogramos para los generadores personales, de esa manera tiene mucho combustible en sus manos. Advertencia: no he investigado los valores exactos y, de todos modos, aún está limitado por E = m * c ^ 2.

Si nada de lo anterior te gusta, simplemente sigue "la ruta de la caja negra" y haz que los extraterrestres o los genios locos lo inventen. Los seres humanos en su mundo no tienen que entender cómo funciona para replicarlo: no necesita comprender la termodinámica o la química para construir un motor de automóvil si se le dan planos, pero necesita la termodinámica, la química y mucho más para mejorarlo. o escalarlo de cualquier otra forma que no sea agregando más cilindros. Imponga algunos límites en las características para que este dispositivo no pueda ser una respuesta a todas y cada una de las necesidades, porque eso haría una historia aburrida, y puede tener algunas historias donde las personas intentan descubrir cómo resolver problemas con más energía, o tienen que volver a trabajar en sus soluciones cuando uno de los dispositivos no funciona correctamente.

La onda manual tradicional para obtener energía ilimitada de manera efectiva (pero no energía infinita, lo que destruiría el universo) es decir que se basa en extraer energía de punto cero . Como nadie tiene idea de cómo se puede hacer esto, nadie puede decir que lo estás haciendo mal.

Eso es como decir que un cuerpo de agua en el punto más bajo de la Tierra todavía tiene energía potencial gravitacional por estar a 4000 millas del centro de la Tierra. ¡Si pudieras aprovechar eso con una cascada puedes obtener energía!
¿Las posibilidades de la energía infinita?
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