Leyes físicas para un universo lleno de materia

El ajuste:

Tengo una idea para un universo que, en una inversión del nuestro, está lleno en su mayor parte de materia en forma sólida, líquida, gaseosa o de plasma, mientras que el vacío y la materia degenerada están presentes, pero son relativamente raros, ya que la materia parece estar en nuestro propio universo.

Este universo contendría muchas burbujas y túneles de vacío que interpenetrarían la materia, con elementos menos densos más cercanos al vacío que elementos más densos. La acumulación de materia no conduciría en su mayor parte a estados degenerados, pero la materia degenerada puede existir. La mayor parte de la materia presente serían análogos de nuestros elementos, aunque pueden existir variantes.

La materia puede estar estacionaria o en movimiento en relación con otra materia, y la materia cuyo centro de masa no se mueve puede tener o no un espín.

Este universo tiene cuatro grandes dimensiones espaciales y dos dimensiones temporales, aunque las dimensiones temporales se comportan como una para la mayoría de los propósitos.

Siguiendo el principio antrópico fuerte, este universo debe ser habitable por una especie que sea un análogo tetradimensional de los humanos.

EDITAR:

Veo este universo como bastante claustrofóbico, con la mayor parte lleno de materia sólida y líquida, con túneles retorcidos y burbujas que contienen gas, plasma y/o vacío interpenetrando el volumen de la forma en que las estrellas se intercalan en el vacío de nuestro universo . Estas burbujas y túneles no permanecerían estáticos con el tiempo, sino que se moverían muy lentamente en un marco de tiempo humano.

Edición 2:

Es muy importante que este universo esté lleno al menos en un 95% de materia, de la cual al menos el 75% sería sólida, estando el resto en otros estados. También es importante que las burbujas aparezcan como mínimo con la misma frecuencia aproximada que las estrellas de nuestro universo, o hasta 100 veces mayor, y que las burbujas estén conectadas por túneles más delgados, que en su mayor parte no deberían ser rectos. La mayoría de las burbujas y muchos de los túneles deben contar con algún tipo de fuente de luz/calor. También es deseable una variación cíclica en la iluminación, aunque no es necesario que sea constante.

La pregunta:

¿Qué conjunto de leyes físicas podría lograr este universo? Estas leyes deben ser suficientes para simular al menos una sección de la estructura gruesa y los principios básicos de este universo en un programa de autómata celular, aunque pueden ser una versión simplificada. No estoy pidiendo el código o las constantes exactas, solo un básico descripción de cómo podrían funcionar.

Además, para cumplir con los requisitos del principio antrópico fuerte (esto no necesita ser simulable), ¿de dónde provienen la luz y el calor? ¿Cómo ocurrirían los ciclos día/noche o luz/oscuridad? ¿Cómo se producirían, sintetizarían y/o destruirían los diferentes elementos? ¿Cómo podrían ocurrir los terremotos de 'tierra'?

¿Dos dimensiones temporales? Hay algunos problemas con eso. Es posible, supongo (ver aquí , por ejemplo, algunos modelos lo permiten).
Las dos dimensiones de tiempo son similares a las dos dimensiones de Itzhack Bars, y están presentes para permitir el viaje en el tiempo, para los propósitos del universo actuaría como si tuviera una dimensión de tiempo.
¿El universo se expande, se contrae o está estático?
@ HDE226868, no importa. Probablemente sea estático.
Estaré modificando mi respuesta. Finalmente sé qué hacer.
Creo que un espacio 4D tendrá su propia cuota de problemas y características interesantes . Un número par tendrá radiación que no permanece en pulsos limpios, sin órbitas, etc.
@JDługosz, ¿te importaría dar más detalles? estaría muy interesado
@MontyWild la página de Wikipedia es técnica. Sin embargo, Google también muestra la propagación de ondas: Impar es mejor, pero tres es mejor . Mire lo que sucede (caso 2D) cuando arroja una piedra en un estanque: el pulso no es una sola cresta y un valle, sino que el área entre la onda inicial y el origen continúa ondulando.
@MontyWild, la idea de meta-tiempo en el que se puede editar la línea de tiempo no son dos dimensiones de tiempo iguales; necesita un buen nombre si no tiene uno.

Respuestas (5)

Construyamos un universo.

Para describir este universo, necesitamos una métrica . No entraré en detalles sobre la definición precisa; para obtener más información, consulte Wikipedia, así como Física y Matemáticas . En este caso, necesitamos una métrica de dimensión (4 + 2) (es decir, cuatro dimensiones de espacio y dos de tiempo). Esto se representará en una matriz de 6 por 6:

gramo = [ gramo t 1 t 1 0 0 0 0 0 0 gramo t 2 t 2 0 0 0 0 0 0 gramo r r 0 0 0 0 0 0 gramo θ θ 0 0 0 0 0 0 gramo ϕ ϕ 0 0 0 0 0 0 gramo φ φ ]
Esto corresponde a un elemento de línea 1 de
d s 2 = d t 1 2 d t 2 2 + d r 2 + r 2 ( d θ 2 + pecado 2 θ ( d ϕ 2 + pecado 2 ϕ d φ 2 ) )
usando coordenadas n-esféricas y una firma métrica de (-,-,+,+,+,+), que resulta ser mi preferencia personal. Puede usar (+,+,-,-,-,-), si lo desea.

Eso describe una variedad Riemanniana vacía de cuatro dimensiones en coordenadas n-esféricas de cuatro dimensiones. Es tu universo. El problema es que no hay nada en él. Para eso, recurrimos a la métrica Friedmann-Lemaître-Robertson-Walker (FLRW) .

Una de las cosas hermosas de la métrica FLRW es que es una solución fluida perfecta isotrópica, homogénea y exacta de las ecuaciones de campo de Einstein que se puede usar para modelar universos. Otra cosa hermosa es que es tan simple, en comparación con algunas de las otras cosas extravagantes que puedes sacar de los EFE. Una tercera cosa hermosa es que la métrica FLRW produce las ecuaciones de Friedmann . Pero llegaré a eso un poco más tarde.

Muchas gracias por decir que las dos dimensiones del tiempo pueden actuar como una sola. Esto simplifica mucho las cosas, porque significa que se comportan de forma idéntica. En otras palabras, gramo t 1 t 1 es lo mismo que gramo t 2 t 2 . Es genial.

Ahora la métrica FLRW incluye un factor de escala, a ( t ) , que es una función del tiempo y describe la expansión o contracción del universo (o ninguna, si a ( t ) = 1 ). La razón por la que es bueno que las dos dimensiones de tiempo sean iguales es porque si no lo fueran, tendría que escribir el factor de escala como a ( t 1 , t 2 ) . Eso no es genial, porque las ecuaciones de Friedmann involucran derivadas de a ( t ) . Las derivadas parciales harían las cosas más complicadas. De todos modos, vamos a las ecuaciones de Friedmann.

Solo hay dos:

a ˙ 2 + k C 2 a 2 = 8 π GRAMO ρ + Λ C 2 3
y
a ¨ a = 4 π GRAMO 3 ( ρ + 3 pags C 2 ) + Λ C 2 3
Los significados de las variables se dan muy bien en Wikipedia.

Estas dos ecuaciones describen cómo se expande o se contrae el universo. Pueden decirnos bastante sobre su comportamiento. Si quieres que el universo sea interesante, inténtalo. Pero si quieres un universo estático, entonces a = 1 , y todas las derivadas son 0 .

La métrica FLRW es una solución fluida perfecta , lo cual es bastante útil aquí. Wikipedia nuevamente da una relación interesante. Tomar un líquido con presión pags y densidad ρ . La ecuación de estado es

pags = w ρ C 2
Entonces podemos escribir a ( t ) como (a través de una derivación irrelevante)
a ( t ) = a 0 t 2 3 ( w + 1 )
Así que resuelve para w arriba, y puedes encontrar tu factor de escala. Esto significa, en realidad, que su universo puede estar expandiéndose o contrayéndose. Desde aquí, podemos calcular todo tipo de cosas interesantes.

Con un factor de escala de a 1 , la métrica FLRW es

d s 2 = d t 1 2 d t 2 2 + a ( t ) ( d r 2 + r 2 ( d θ 2 + ( pecado 2 θ d ϕ 2 + pecado 2 ϕ d φ 2 ) ) )
y, sustituyendo por a ( t ) ,
d s 2 = d t 1 2 d t 2 2 + a 0 t 2 3 ( w + 1 ) ( d r 2 + r 2 ( d θ 2 + ( pecado 2 θ d ϕ 2 + pecado 2 ϕ d φ 2 ) ) )
Ese es tu universo.


Tenemos que encontrar una forma plausible para que se formen las burbujas y los túneles. En nuestro universo, las nubes de gas se forman debido a la gravedad. Entonces se forman las estrellas. Aquí, sin embargo, la gravedad estaría tratando de colapsar la materia alrededor de los espacios vacíos.

Podría optar por algo como los "Armónicos" de Dan, o podría tratar el "vacío" como otro fluido. De hecho, tú también lo has hecho , porque tienes que explicar por qué el líquido alrededor de estos bolsillos no colapsa. Aquí hay un ejemplo.

Tome una nube de gas. Esta nube tiene algunas cantidades: temperatura ( T ), presión ( pags ) y densidad ( ρ ), así como quizás algunas otras características no vitales. 2 Los cambios en uno influirán en los cambios en los otros dos. Sin embargo, para empezar, estas propiedades son constantes.

Ahora, la nube tiene presión. Esto significa que cada parte de ella empuja contra las regiones del espacio cercanas. Esto, junto con los otros bits, significa que a menos que la gravedad sea lo suficientemente fuerte como para mantener la nube en equilibrio hidrostático, o, de hecho, para hacer que sufra un colapso gravitatorio, la nube puede expandirse hacia afuera.

En este caso, la situación es la de una cavidad dentro de una nube de gas. No hay nada que detenga el movimiento del gas, mientras que hay presión del gas en la nube. Estas aberturas se aplastarán muy rápidamente. Entonces necesitas que estas burbujas se parezcan más a un fluido que a la ausencia de uno.

Otra cosa a añadir es que el fluido en este universo debería ser más o menos uniforme. Por ejemplo, en nuestro universo, cualquier trozo de vacío es, en general, muy parecido a cualquier otro trozo de vacío. ¿Por qué debería ser diferente en este universo? ¿Qué hace que una parte de este fluido sea especial en comparación con cualquier otra parte? Necesita que ocurran algunos procesos para destruir la homogeneidad local y la isotropía del fluido. Sin embargo, a gran escala, estas propiedades no se pueden violar; de lo contrario, no se cumplen las condiciones para la métrica FLRW.


Me gustaría continuar con una discusión de un pasaje de Wikipedia :

En 1920, Paul Ehrenfest demostró que si solo hay una dimensión temporal y más de tres dimensiones espaciales, la órbita de un planeta alrededor de su Sol no puede permanecer estable. Lo mismo ocurre con la órbita de una estrella alrededor del centro de su galaxia. Ehrenfest también demostró que si hay un número par de dimensiones espaciales, las diferentes partes de un impulso de onda viajarán a diferentes velocidades. Si hay 5 + 2k dimensiones espaciales, donde k es un número entero, entonces los impulsos de onda se distorsionan. En 1922, Hermann Weyl demostró que la teoría del electromagnetismo de Maxwell funciona solo con tres dimensiones de espacio y una de tiempo. Finalmente, Tangherlini demostró en 1963 que cuando hay más de tres dimensiones espaciales, los orbitales de electrones alrededor de los núcleos no pueden ser estables; los electrones caerían en el núcleo o se dispersarían.

Max Tegmark amplía el argumento anterior de la siguiente manera antrópica. Si T difiere de 1, el comportamiento de los sistemas físicos no podría predecirse de manera confiable a partir del conocimiento de las ecuaciones diferenciales parciales relevantes. En tal universo, la vida inteligente capaz de manipular la tecnología no podría surgir. Además, si T > 1, Tegmark sostiene que los protones y los electrones serían inestables y podrían descomponerse en partículas con mayor masa que ellos mismos (esto no es un problema si las partículas tienen una temperatura lo suficientemente baja).

Traducción:

El trabajo de Ehrenfest tiene una gran consecuencia: la mecánica orbital no es divertida. Las órbitas estables están fuera de la ventana. Esto significa que no hay sistemas planetarios en absoluto, y dada la hipótesis nebular, ¡esto significa que sería difícil que se formaran planetas! Así que rasca y vive como la conocemos, aunque supongo que ya lo esperabas. Tu descripción es de algo tremendamente diferente de nuestro universo, extremadamente caótico. Creo que esperabas eso.

El trabajo de Weyl (disponible aquí , si está dispuesto a recorrerlo, lo cual no estoy haciendo actualmente) arroja el electromagnetismo tal como lo conocemos por la ventana. Todavía tengo que encontrar la sección relevante, por lo que no está claro si el electromagnetismo no puede existir en ninguna forma o si la formulación de Maxwell es simplemente inadecuada. No esperemos nada especial.

El trabajo de Tegmark puede ser el más relevante (aunque soy escéptico sobre algunos de sus otros trabajos, no lo tomaré en su contra). Si tiene razón, entonces sus dos dimensiones de tiempo deben comportarse exactamente como una sola. O puedes cambiar tus partículas elementales. De lo contrario, no hay átomos estables. Esto responde a la pregunta "¿Cómo se producirían, sintetizarían y/o destruirían los diferentes elementos?" un poco. No lo harían. Agregue a eso la parte sobre Tangherlini, cuyo trabajo no estoy familiarizado, y puede despedirse de los elementos.


Sobre cómo será realmente su universo.

Empezaré por la escala más pequeña: partículas elementales.

Si Tegmark tiene razón, los electrones y protones (y por lo tanto, muy probablemente, los quarks) deben desaparecer. Lo mismo ocurre con los primos más pesados ​​del electrón, el muón y el tau. Los quarks se llevan todos los bariones (partículas compuestas formadas por quarks), dejándonos con neutrinos. No sé si esos también pueden no existir. Si es así, ¡sus interacciones serían muy aburridas! Los neutrinos rara vez interactúan con nada.

Podríamos crear un conjunto completamente nuevo de partículas elementales, o podríamos usar una pequeña escapatoria. Véase, según las ecuaciones de Freidmann (y sus variantes), si a ( t ) t 2 / 3 , entonces el universo está dominado por la materia. Si a ( t ) t 1 / 2 , entonces el universo está dominado por la radiación.

Vuelva a escuchar el trabajo en torno pags = w ρ C 2 , y la derivación posterior. En eso, el factor de escala es

a ( t ) = a 0 t 2 3 ( w + 1 ) = a 0 t 2 3 w + 3
Para que el universo esté dominado por la radiación, lo que t se eleva a debe ser proporcional a 1 / 2 . Una manera fácil de hacer esto es establecer w a 1 / 3 . Entonces encontramos que t es, de hecho, elevado a la potencia de 1 / 2 , por lo que nuestro universo está dominado por la radiación. 3

Tenga en cuenta que nuestro universo entró en una etapa como esta muy temprano en su historia. ¿Sus constituyentes primarios? Fotones y neutrinos. Suena un poco como el nuestro. ¿Lo bueno? Cuando nuestro universo tenía unos 378.000 años, se sometió a una recombinación . Hasta ese momento, estaba lleno de un plasma opaco (a la luz). Fue entonces cuando se formó el CMB .

En este punto, se parece mucho a nuestro universo en sus primeros días.

En algunos de sus puntos específicos.

¿Qué conjunto de leyes físicas podría lograr este universo?

Puede establecer prácticamente cualquier ley que desee. Por ejemplo, la ecuación de estado utilizada anteriormente no tiene que ser precisa. Tal vez hay otra constante metida allí. Tal vez la relatividad general no funcione, por lo que la métrica FLRW no describe con precisión el universo. Elige tu opción. Puedes crear nuevas constantes para este universo y, al hacerlo, crear nuevas leyes e interacciones. El número de dimensiones no importa.

Debe tener cuidado de asegurarse de que las leyes conduzcan al escenario deseado . Por ejemplo, si tuviera que introducir una fuerza que empuja la materia, algo así como la antigravedad, entonces su escenario no tiene sentido. Todo está tratando de alejarse de todo lo demás. De repente, la presión se dispara y las cosas empiezan a ponerse raras. Más extraño de lo que pretendías, eso es.

Si al final se le ocurren algunas leyes básicas, entonces puedo responderle qué más sucedería.

Además, para cumplir con los requisitos del principio antrópico fuerte (esto no necesita ser simulable), ¿de dónde provienen la luz y el calor?

No sé ustedes, pero yo no querría vivir aquí. La vida tal como la conocemos no podría sobrevivir aquí. Los fotones y los neutrinos (bueno, sus equivalentes en este universo) no son la mejor comida.

Afortunadamente, no preguntaste por la vida; Preguntaste por la luz y el calor. Esos son más fáciles. El universo está lleno de radiación, aunque si no ha sufrido recombinación, puede ser opaco a los fotones. Pero es muy posible que, en algunos lugares, los fotones puedan fluir libremente, esparciendo calor con ellos. Brilla la luz sobre cualquier cosa y se calentará, y viceversa .

No es un lugar muy hospitalario, te lo concedo.

¿Cómo ocurrirían los ciclos día/noche o luz/oscuridad?

Necesitas averiguar cómo diablos tienes una forma de sistema planetario. Antes, discutí cómo eso no sería posible. Tal vez podría formarse una bola de roca aislada. Pero eso sería difícil. Sin embargo, tendría un lindo cielo. Tal vez una reminiscencia del viaje de Dave Bowman en 2001: A Space Odyssey .

Lo mismo ocurre con

¿Cómo podrían ocurrir los terremotos de 'tierra'?

No se pueden tener terremotos sin la Tierra.

¿Cómo se producirían, sintetizarían y/o destruirían los diferentes elementos?

Terminaré con una nota positiva, porque, como de costumbre, parece que sin darme cuenta he escrito una respuesta pesimista. Maldita sea. Lo agregaré recordando el trabajo de Tangherlini, que dice que los elementos no se forman. Disparar.

Pero aquí está la nota positiva: puedes crear partículas elementales que eluden eso (de alguna manera). La ciencia puede ser un verdadero dolor de cabeza a veces, pero debes recordar que siempre tienes el control. En un mundo como este, puedes crear lo que quieras . ¿Recuerdas la métrica? Eso da una descripción del universo. Una. Y mira todas las variables que pueden cambiar. Apenas usé números reales en esta respuesta. Están ahí para que los rellenes.

Crea tus propias leyes. Sus propias partículas. Tu propio universo . Y tienes un universo en el que estaría feliz de vivir, porque surgió de una imaginación sin límites. Eso es bastante impresionante.


1 Para obtener más información sobre este elemento de línea en particular, consulte Wolfram Math World .
2 Podemos, por cierto, relacionar estas propiedades a través de la ley de los gases ideales , PAGS V = norte R T . Solo necesita derivar la densidad de la ley.
3 Y así pags = 1 3 ρ C 2 .


Segundo intento

Pido disculpas por la segunda respuesta potencialmente confusa, pero por el momento, mi respuesta original es bastante larga y me gustaría ir en una dirección completamente nueva a partir de ella. Para evitar confusiones, empezaré de nuevo. Si la gente quiere, puedo eliminar esto y fusionarlo 1 con la otra respuesta, pero por simplicidad y legibilidad me gustaría darle su propia sección

Corrígeme si me equivoco, pero parece que quieres un conjunto de reglas que, si se dan desde el principio, podrían predecir cómo evolucionará tu universo, tanto a gran como a pequeña escala (aunque quizás más a pequeña escala). En otras palabras, un universo determinista que podría simularse en una computadora (no estoy sugiriendo una relación con ninguna de las preguntas ).

Propiedades

La materia tiene que tener algunas propiedades que dictan cómo interactúa con otros fragmentos de materia. No todos los fragmentos de materia están influenciados por las mismas cosas: por ejemplo, en nuestro universo, algunas partículas tienen carga eléctrica mientras que otras no. Sin embargo, todavía podemos describirlos en términos de carga eléctrica: q = 0 . Entonces diré que estas propiedades, representadas como variables, aunque algunas son variables y otras son constantes para una partícula dada, pueden aplicarse en todos los ámbitos.

  • masa gravitacional, metro : Este es un universo donde la masa gravitatoria activa y pasiva son las mismas, aunque la masa inercial puede no serlo.
  • masa inercial, metro i : Me gustaría mantener este equivalente a la masa gravitatoria, pero puede que no sea el caso. La decisión es tuya.
  • Posición, sistema de coordenadas de su elección: usaría coordenadas esféricas (hipersféricas, en este caso) globalmente, como discutí en mi respuesta original, pero puede usar X , y , z -coordenadas en cualquier escenario, si quieres. Es simple para discutir interacciones bidimensionales.
  • velocidad/velocidad, v : Las partículas pueden moverse; por lo tanto, tienen una velocidad. De esto y la masa podemos decir que tienen impulso ( pags ) y energía cinética ( k mi ). También existen derivadas temporales superiores (las dos dimensiones temporales se comportan como una sola), por lo que las partículas también tienen aceleración ( v ˙ = a ), imbécil ( a ˙ = j ), etc.
  • La temperatura, T : Las partículas pueden vibrar; por lo tanto, tienen una temperatura.

Propiedades que no están en nuestro universo 2 :

  • cargo de ikimgiir, i : Una propiedad que describe la probabilidad de que una partícula interactúe con otras partículas a través de la fuerza ikimgiir, como se describe más adelante. La carga de Ikimgiir oscila entre 0 a 1 .
  • Kaaziikkhaaku, k : Una propiedad que describe cómo una partícula puede unirse a otra partícula del mismo tipo y formar una partícula compuesta, como se describe más adelante.

También hay otras propiedades (presión, densidad, etc.) que se pueden derivar a gran escala. De hecho, las derivadas de la posición en función del tiempo y la velocidad también son cantidades derivadas.

Efectivo:

  • Gravedad: la gravedad funciona igual aquí que en nuestro universo, y puede describirse mediante la relatividad general (aunque con una métrica de 4 + 2). Sin embargo, es más simple usar una aproximación clásica en escalas más pequeñas. Así que nuestra ley aquí es
    F = GRAMO METRO 1 metro 2 r 3
    con GRAMO siendo cualquier valor que elijas. se cae con r 2 y no r 2 debido a una generalización de la ley del inverso del cuadrado a dimensiones superiores.
  • Ikimgiir: Ikimgiir describe el proceso de formación de esas cavidades que mencionaste. Dije que el cargo va desde 0 a 1 . Eso es porque es similar a una medida probabilística. La carga se mide en todas las partículas como una distribución normal : hay menos partículas con cargas ikimgiir bajas y menos partículas con cargas ikimggir más altas. Sin embargo, esta distribución puede variar según los tipos de partículas. Por ejemplo, la partícula tipo A podría tener una distribución diferente a la de la partícula tipo B. Entonces, en realidad, la distribución no varía de 0 a 1 , pero de algún número k a k , dónde k < 0 . El área bajo la curva es 1 .

    Una distribución generalizada es

    F ( X , m , σ ) = 1 σ 2 π mi ( X m ) 2 2 σ 2
    σ y m puede variar entre el tipo de partícula, aunque no hay una función continua que los conecte. Existen en tipos discretos de su elección.

    La fuerza de ikimgiir también es probabilística 3 y depende de una variable llamada z . Verás, cada partícula tiene una diferente z que tiene todo su lapso de existencia que es independiente de F . Esta última es una distribución probabilística de la fuerza de la interacción siempre que ocurra; la primera es una distribución probabilística de cuándo sucederá.

    Nosotros describimos z utilizando una función de distribución acumulativa , donde X t y el gráfico se renueva cada vez que una partícula ejerce la fuerza ikimgiir. Esta función describe la probabilidad de que tal evento haya ocurrido desde la última vez que la partícula ejerció tal fuerza (o desde su creación), comenzando por t = 0 . Por lo tanto, la probabilidad en t = 0 es, para una partícula dada, 50%.

    Entonces, la fuerza ikimgiir se puede describir en términos de i , F y z Pero todavía necesitamos describir sus efectos sobre otras partículas. Cuando una partícula ejerce una fuerza ikimgiir, crea una cavidad esférica. El tamaño de esta cavidad se rige por un número, a , y F . a es una constante universal, y representa el tamaño máximo de la cavidad (en el caso de F = 1 ). El radio de la cavidad es F a . El volumen final de la cavidad es el volumen de una bola de 4 dimensiones 4 .

    La fuerza ikimgiir actúa sobre las partículas solo cuando la cavidad se expande y solo sobre las partículas en el borde de la cavidad. Para partículas a una distancia instantánea del centro de la cavidad, r i norte s t , la fuerza es

    F yo = i r i norte s t 3
    dónde i es la carga de la partícula que causa la cavitación. Esta es una ley del cubo inverso. Las partículas que no están en el borde de la cavidad no sienten esta fuerza, pero son empujadas por las partículas que tocan la cavidad.

Kaaziikkhaaku

Esto no es una fuerza, sino una propiedad. Describe la probabilidad de que una partícula se combine con otra partícula (del mismo tiempo) y forme una partícula compuesta. k es el mismo para todas las partículas de un tipo dado, y es solo una probabilidad (por ejemplo, 50%, 78%, etc.). Kaaziikkhaaku solo se aplica cuando dos partículas están dentro de una cierta distancia entre sí.


1 . . . que es lo que acabo de hacer.
2 Nombres tomados de un generador de sílabas aleatorias aquí .
3 Bien, hemos sacrificado un poco de determinismo aquí.
4 Digo "bola" y no "esfera" porque en matemáticas, "esfera" en realidad se refiere a la dimensión del límite exterior de lo que normalmente llamaríamos una esfera. Por ejemplo, el límite de una pelota de béisbol es de 2 esferas.

^ Lo que dijo.
Por cierto, bravo para cualquiera que haya pasado por todo esto. @SerbanTanasa - Gracias.
Sí, consideré abordar esto, eché un vistazo a lo que serían las ecuaciones de múltiples dimensiones de tiempo, me morí un poco y decidí dejarlo en manos de almas más valientes.
@SerbanTanasa Es muy fácil si los tratas como uno solo. No creo que las ecuaciones de Friedmann se hubieran mantenido en múltiples dimensiones de tiempo, como dije; es mucho más fácil tratarlos como uno solo.
¡Guau! ¡Ese es un gran comienzo! Estoy deseando que llegue la conclusión. Vi que este universo estaba bastante lleno de materia sólida cuando llegaron mis seres conscientes, y el resto estaba lleno de líquido, gas y un poco de plasma, materia degenerada y vacío. Dado que es tan sólido, ¿a quién le importan las órbitas? Sin embargo, puede haber materia rotatoria entre todas las demás materias. Además, tenía una vaga idea de que la gravedad no era una fuerza positiva asociada con la materia, sino una fuerza negativa asociada con el vacío.
@SerbanTanasa, las dimensiones de tiempo múltiples eran para permitir el viaje en el tiempo, donde tendríamos un cono de luz 3d, en lugar de un cono de luz 2d, por lo que el viaje en el tiempo causaría una línea de tiempo ramificada en lugar de una paradoja.
@MontyWild Oh, escribí la parte sobre las órbitas, toda esa sección bajo la cita de Wikipedia, en realidad, ayer y solo la cosí en la parte principal hoy. Quizás cambie eso. Ooh, probablemente debería volver a la parte del viaje en el tiempo en algún momento (juego de palabras). Hay algunas métricas geniales que lo permiten. Podría ser capaz de unir algo relacionado.
Sí, tenía razón. Definitivamente no estoy preparado para diseñar un universo desde cero. +1
@DanSmolinske Gracias. ¡Tu respuesta compensa la sincera falta de creatividad que tiene la mía! Prefiero basar una historia en la tuya que en la mía.
@MontyWild La conclusión fue interesante, definitivamente. Quizás haya otras cosas que podría agregar, pero creo que esto puede ser una respuesta por sí mismo. Nunca he disfrutado tanto escribiendo una respuesta como disfruté escribiendo esta.
@ HDE226868, esta es una gran respuesta, pero un nivel bastante más bajo de lo que estaba buscando. Estoy suponiendo que hay materia, y buscando un conjunto de reglas que organicen esa materia como lo describí. También había considerado tener valores propios positivos para el tiempo como en el universo ortogonal de Greg Egan gregegan.customer.netspace.net.au/ORTHOGONAL/ORTHOGONAL.html
@MontyWild Ah, los valores propios son interesantes. Está bien, volveré a escribir las reglas mañana (se está haciendo tarde donde vivo).
@ HDE226868, los valores propios positivos son solo una opción que estoy considerando. Lo que más me interesa son las reglas para organizar todo ese asunto.
@ HDE226868, he estado esperando con gran expectación. Por favor completa tu respuesta y déjame respirar...
@ HDE226868, gracias por terminar esto. Sin embargo, si partimos de un universo vacío, o en expansión, ¿de dónde viene la materia? Esto también daría como resultado que el universo sea una colección de burbujas, y no tiene en cuenta los túneles que deben unir las burbujas.
Puede que le interese researchgate.net/profile/Alan_Clark4/publication/… , que postula que nuestro universo tiene 4+1 dimensiones.
No estoy seguro si troll, trastornado o genio.
@Atsby, puedo asegurarte que no soy un troll ni un desquiciado. Es dudoso que yo también sea un genio.
¿Dónde puedo obtener más información sobre tu primera respuesta? Supongo que, realmente, ¿dónde puedo aprender más sobre la relatividad general y cómo elegir una métrica? Esto de construir un universo desde el espacio-tiempo realmente me atrae. Entiendo las matemáticas, tengo algo de experiencia con las teorías de campo a través de E&M y, en general, cómo resuelves problemas con ellas, pero realmente no sé nada sobre la relatividad más allá de la especial.
@Zeeman Aconsejaría hurgar en Physics.SE para empezar. Hay incluso mejores vías de investigación que puede encontrar a partir de ahí.

Está bien. Así que voy a usar un atajo aquí y usaré la mayor parte de nuestra física, haciendo solo cambios menores que creo que podrían dar como resultado lo que quieres. También voy a ignorar la mayoría de las diferencias 4D requeridas con el poder de handwavium ya que no creo que esté preparado para diseñar un universo desde cero.

Entonces, aparte de las nuevas dimensiones, este universo solo tiene tres diferencias principales con el nuestro en términos de física:

  1. La gravedad no existe como una función de la materia, no distorsiona el espacio-tiempo.
  2. El universo es estático en tamaño y no se está expandiendo. No tiene bordes y, en cambio, es autocircular (vaya lo suficiente en una dirección y terminará donde comenzó).
  3. Existe una nueva fuerza, Armónicos .

Los armónicos son una fuerza similar a la gravedad, pero en lugar de ser causada por la materia, es un aspecto fundamental del espacio-tiempo. Piense en ello como ondas armónicas de distorsión del espacio-tiempo en todo el universo. Cada dimensión espacial tiene una frecuencia armónica diferente, pero están relacionadas (por ejemplo, una proporción de 1:2:3:4). Estas ondas crean patrones de refuerzo e interferencia, por lo que algunas áreas terminan siendo fuertes, mientras que otras se cancelan y no tienen ninguna "gravedad" real. Además, el armónico también funciona en ambas dimensiones de tiempo, pero con valores muy reducidos. Esto le da algo similar a las "órbitas" y evita, por ejemplo, que sus planetas estén a una distancia constante de sus soles.

Esto le da estrellas (mucha distorsión), vacío (áreas rodeadas de fuertes distorsiones) y objetos más pequeños (algo de distorsión) y muy raramente agujeros negros/estrellas de neutrones (distorsión extrema). Las áreas con la mezcla correcta en cada dirección terminan tirando/empujando para que nada termine acumulando, por lo que terminas con tus gigantescas nubes de gas en todo el universo. Los planetas habitables son aquellos que se acumulan en las frecuencias habitables de su estrella madre, pero no orbitan alrededor de la estrella; en cambio, "se moverán" de un lado a otro (al igual que la estrella) de acuerdo con los armónicos de la dimensión del tiempo.

Al principio, este universo estará extremadamente estructurado y consistente. Sin embargo, las colecciones de estrellas serán un poco más pequeñas o más grandes, y una vez que se fusionen lo suficiente y comiences a ver supernovas, el impacto de ellas perturbará a otras estrellas y comenzará a estropear las cosas. Para cuando existan sus formas de vida, será un desastre, pero aún mucho más consistente que nuestro universo.

Tenía en mente algo mucho más claustrofóbico. Echa un vistazo a mi pregunta editada.
ah Sí, opté por este método porque da luz, calor y elementos (a través de la fusión estelar), pero te permite mezclar más las cosas porque la gravedad es más constante. El problema es que las estrellas son bastante fundamentales para nuestro universo, tendré que pensar en formas de obtener una inversión real.

Estoy agregando esto como una respuesta separada porque requiere un enfoque completamente nuevo.

He pensado en dos nuevas posibilidades que podrían ofrecer algo más cercano a la dirección actual de la pregunta. No estoy seguro de cuán plausible es si profundizas en los detalles arenosos, pero creo que funcionarán para tus propósitos.

La estrella del universo

Imagine un universo casi igual al nuestro, pero con dos diferencias distintas:

  1. La constante gravitacional es más débil o cae a un coeficiente más alto (por lo tanto, r ^ 3, r ^ 4, etc.... en lugar de r ^ 2). No estoy seguro de cuál funcionaría mejor, pero me inclino por el coeficiente más alto como efecto secundario de tener dimensiones adicionales de espacio y tiempo.
  2. El big bang casi no tenía componente cinético.

Entonces simplemente hay una bola gigante de hidrógeno. En lugar de expandirse, dirá en un lugar y comenzará a fusionarse. Eventualmente, todo el universo será una única y enorme estrella alucinante.

Durante miles de millones de años, esta estrella pasará por las fases normales que vemos en nuestro universo y comenzará a fusionar elementos. Sin embargo, debido a la suerte, la gravedad es lo suficientemente baja como para que nunca explote y se convierta en nova. En cambio, los elementos pesados ​​comenzarán a formarse cerca del centro y continuarán acumulándose. Eventualmente, nuestra estrella tendrá un núcleo gigante de roca, digamos aproximadamente del tamaño de nuestra galaxia, compuesto casi en su totalidad por varios elementos superiores.

Debido a variaciones, calor y reacciones químicas y nucleares, esta roca no será uniforme. Se formarán bolsas de elementos y se moverán, y debido al calor, también obtendrás variaciones de gases y líquidos. Dado que la gravedad es menor, la roca es autosuficiente y puede soportar su propio peso (esto también es posible en nuestro universo, pero requiere materiales extremadamente livianos y fuertes). El calor se irradiará hacia adentro desde el borde exterior donde todavía se está produciendo la fusión, y desde reacciones nucleares y químicas masivas.

Para la luz, es probable que sus inteligentes necesiten usar infrarrojos principalmente, en lugar de luz visible. Alternativamente, probablemente podrían usar otras frecuencias de radiación (radar o microondas) u operar completamente fuera de la acústica.

el gran estallido

Esto utiliza las mismas restricciones de Universe Star (gravedad más baja y ningún componente cinético del big bang), pero agrega un cambio adicional: en lugar de formarse como hidrógeno elemental, todo el universo "estalla" en su lugar como una única roca gigante compuesta de varios elementos superiores.

Debido a que muchos de estos elementos son inestables, se descompondrán, reaccionarán entre sí y generarán calor y radiación. Esto desencadenará otros elementos, creando reacciones nucleares en todo el universo.

Durante miles de millones de años, estas reacciones y desintegraciones continuarán. Esto hará que se expanda un poco, lo que permitirá que se enfríe eventualmente hasta el punto en que sea posible la vida.

En este punto, tendrás una roca con un tamaño del orden de las galaxias, compuesta por varios elementos. La mayoría será más alta, pero obtendrá bolsas de gases y líquidos de elementos inferiores. La vida se formará en estos, viviendo de reacciones químicas y restos de calor y radiación nuclear.

Túneles y Bolsillos

Esto se aplica a las dos respuestas anteriores. Habrá grandes regiones (del tamaño del sistema solar) de roca relativamente estable. Estas rocas bordearán otras rocas y se moverán de forma semiindependiente. Piense en la tectónica de placas, pero con galaxias. La frontera entre estos se comprimirá en su mayoría, pero el movimiento y la molienda crearán brechas que sus sapientes pueden aprovechar. Estos vacíos serán los que tiendan a llenarse de elementos útiles, gases, líquidos y vida.

@ HDE226868: Sospecho que con r ^ 3 es posible que necesite una constante gravitacional más baja, aunque en realidad no estoy seguro de cuán razonable es ninguno de estos, por lo que podría ser handwavium de cualquier manera. Sospecho que hay una línea extremadamente fina o inexistente entre "vivible" y "explotaría"...

Mi propia opinión sobre esto es que el universo comienza prácticamente vacío. Entonces aplicamos las siguientes reglas:

  1. El vacío genera aleatoria y espontáneamente partículas elementales que pueden combinarse para formar átomos, aunque la presencia de materia suprime esto.

  2. El vacío repele la materia. La materia no atrae otra materia, sino que suprime la repulsión del vacío (aunque no perfectamente) si hay suficiente materia presente.

Con el universo llenándose de materia y la materia tratando de alejarse del vacío, la materia se juntaría en grupos. A medida que se acumulaba la materia, el vacío formaba burbujas, con elementos más ligeros alrededor del perímetro y elementos más pesados.

  1. La materia que impacta con otra materia a suficiente velocidad puede causar la fusión nuclear.

La materia generada espontáneamente en el vacío será acelerada hacia el grupo de materia más cercano. Las velocidades involucradas pueden resultar en la fusión atómica y la síntesis de elementos más pesados.

En este punto, tenemos un universo que simplemente se llenará de materia que se transmutará gradualmente en elementos más pesados, con algunos vacíos similares a burbujas.

  1. Un novonoide (que aparece como un pentacorono regular con masa negativa) puede generarse espontáneamente en cualquier volumen, independientemente de la presencia de materia que esté lo suficientemente lejos de cualquier otro novonoide, y existe una pequeña posibilidad, que aumenta a medida que un novonoide se acerca a otro novonoide, de que los novanoides serán destruidos.

  2. La materia es repelida por un novanoide con mayor fuerza que la materia es repelida por el vacío, y la repulsión del vacío y los novanoides es acumulativa.

  3. Los novanoides generan cargas Kizerain, Eskaxis, Qiameth, Surogou y Nekmit (abreviadas como K, E, Q, S y N respectivamente), cada una a una tasa separada única para el novanoide.

  4. Cuando se ha acumulado suficiente carga de K, E, Q, S o N en un novonoide, se descargará siguiendo el camino de menor resistencia a un vértice del pentacoron correspondiente en el mismo o en otro novonoide, dado que la carga tiene un momento significativo y se expulsa regularmente a el vértice del pentacoron. Las correspondencias son: K -> E -> Q -> S -> N -> K. La descarga no es instantánea y toma de 1/3 a 2/3 del tiempo de carga para que se acumule, aunque la velocidad de descarga también es constante al novanoide. La orientación de los vértices emisores de carga de un novonoide es aleatoria en su generación y, por lo demás, es invariable.

  5. Las cargas K, Q y N emiten radiación de cuerpo negro a una temperatura inversamente proporcional a la distancia que deben recorrer hasta sus puntos de descarga (más calientes cuanto más cortas son las distancias), y las cargas E y S emiten radiación de cuerpo negro a una temperatura proporcional a la distancia que deben recorrer hasta sus puntos de vertido (más calientes cuanto mayores son las distancias). Esto va desde 0K a 0/rango infinito hasta aproximadamente 25000K. Como este es un espacio 4D, la intensidad de la luz cae siguiendo la ley del cubo inverso.

  6. Las cargas K y Q se ionizarán por completo y repelerán cualquier materia que entre en contacto con ellas. La carga E y S atraerá y fusionará la materia que atraviesa, generando elementos más pesados. La carga de N enfría la materia, la materia tiene una temperatura negativa con respecto a la carga de N, y la carga de N pasará a través de la materia dejándola intacta, salvo que se enfríe.

  7. Charge-Light pasa a través de una pequeña dimensión adicional y, por lo tanto, puede atravesar la materia, aunque la luz reflejada pasa a través del espacio normal.

  8. Las cargas K y E viajan en espirales (izquierda y derecha respectivamente) alrededor del camino de menor resistencia, el ancho de la espiral es inversamente proporcional a la distancia entre la fuente y el sumidero. Las otras cargas viajan directamente a lo largo del camino de menor resistencia.

Los novanoides y la carga que emiten mejorarán algunas de las burbujas de vacío y generarán túneles en espiral o rectos, además de crear elementos más pesados. Como los novanoides no son completamente estáticos, sus burbujas y túneles se moverán con ellos. Las descargas generarán luz de forma cíclica, formando la base de los ciclos día/noche. A medida que aparecen y desaparecen los novanoides, se pueden formar nuevas burbujas y túneles, y los viejos túneles y burbujas se pueden llenar o colapsar. El movimiento de los novanoides y sus túneles de carga asociados se produce a un ritmo aproximado al de la deriva continental, y su esperanza de vida se aproxima a la de las edades geológicas a la vida planetaria.

  1. El universo se está expandiendo lentamente. A medida que se expande, la expansión ejerce tensión sobre la matriz de materia sólida entre los vacíos y, a intervalos irregulares, la matriz de materia se romperá, aliviando la tensión, produciendo inicialmente vacíos llenos de vacío entre volúmenes previamente contiguos, proporcionando nuevos sitios para el vacío. -génesis de la materia. El choque de retroceso de las rupturas de la matriz de materia se experimentaría como terremotos.

Entonces, tenemos un universo que es principalmente materia sólida, interpenetrada por una multitud de túneles retorcidos e iluminada periódicamente por vastos arcos de carga que cambian lentamente la forma de los túneles. Anticipo que los diámetros de las burbujas serían del orden de los diámetros de las estrellas, y los diámetros de los túneles serían del orden de los planetas.

Algunas secciones de la matriz de materia pueden rotar debido a la influencia del vacío y la repulsión novonoide, junto con la influencia de las cargas, para hacer que las partículas en movimiento impacten un volumen de materia y transfieran su momento de forma asimétrica. Esto puede formar bolas giratorias sólidas, o pueden estar interpenetradas por túneles causados ​​por carga y/o burbujas de vacío.

Puede obtener el efecto del universo opuesto pero no usar la materia del elemento químico como la conocemos. El universo puede estar lleno de cosas que pueden variar de un lugar a otro y tienen efectos que actúan como un medio para otras cosas, ya sea disueltas, cambios en las propiedades o energía que puede propagarse como ondas. Las propiedades de los medios se observan como diferencias a las cosas que lo habitan; tal vez diferentes cosas son selectivas en qué medios pueden pasar o moverse sin alterar su estado de ser. Pero un vacío sería un límite duro por el que nada puede pasar, y la geometría se puede mapear palpando los bordes.

¿Cómo sería si nuestro universo fuera así? Tenemos campos y partículas que pueblan el vacío, pero el vacío tiene propiedades . Si el espacio fuera una sustancia y llegaras a una región donde fuera diferente, las leyes del movimiento y la química cambiarían.

Imagine partículas diminutas que se mueven dentro de un cristal, y los átomos de la matriz controlan cómo se agrupan e interactúan entre sí. Eso es fácil de entender, aunque creo que es mejor tener energía en forma de cambios de estado y dinámicas, y los fenómenos solo pueden existir dentro del contexto del medio, como ondas de sonido o dislocaciones de cristales o "agujeros" de semiconductores.