¿Los dispositivos de camuflaje activo no violarían la ley de la termodinámica, o estarían muy calientes, en Star Trek?

Se ha establecido que los dispositivos de camuflaje como los utilizados por los romulanos o en el USS Defiant requieren una gran cantidad de energía para mantenerse.

Pero la energía no tendría que ir a alguna parte o terminaría violando al menos varias leyes de la termodinámica. ¿Tendría que aumentar la temperatura dentro del área encubierta o tendrían que descargar la energía en alguna parte?

Nota 1: Deshacerse del calor es un problema crítico en muchas de nuestras naves espaciales (es decir, satélites) actuales (del siglo XXI). El espacio no es frío, solo está bien aislado.

Nota 2: si la federación usara encubrimiento pasivo, como la clase actual de metamateriales que desvían la radiación EM a su alrededor, eso sería una cosa, pero aún tendrían que lidiar con la considerable energía creada por el funcionamiento del núcleo warp. y todos esos cuerpos humanos, sistemas de soporte vital, etc.

Los comentarios no son para una discusión extensa; esta conversación se ha movido a chat .

Respuestas (1)

The Klingon Bird of Prey Owner's Workshop Manual , del cual Rick Sternbach fue coautor (Sternbach y Michael Okuda fueron los consultores técnicos de Star Trek: The Next Generation y programas posteriores, y escribieron el Manual técnico de Next Generation, que a menudo se trata como canónico) , describe la capa klingon en la p. 46:

El campo de camuflaje actúa para enmascarar la presencia del Ave de Presa a través de la teletransportación cuántica, transportando activamente materia y energía desde el exterior de la envoltura al otro lado casi sin cambios y detectable solo con los instrumentos más rápidos y sensibles. La materia y la energía producidas dentro de la envoltura, a partir de fuentes como los motores de impulso de la nave, se almacenan temporalmente dentro del campo. Una fracción extremadamente pequeña del flujo de energía total del espacio local, aproximadamente el 0,003 por ciento, penetra la capa para permitir la navegación sublumínica.

Un campo EM producido por el emisor en el exterior de la nave realiza el encubrimiento real por medio de una fase espacial compleja de la mayor parte de la radiación entrante. Esta fase implica la teletransportación cuántica de radiación y partículas de corto alcance, casi instantánea, a través de la envoltura de la capa, así como de la propia nave. Si bien el proceso no es 100 por ciento eficiente, funciona bien en la mayoría de las situaciones en las que es probable que se encuentre un ave de rapiña.

La oración en negrita explica lo que sucede con el calor generado desde el interior: de alguna manera se almacena dentro del campo de la capa misma, que debe actuar como un disipador de calor mientras la nave permanece oculta. Supongo que el calor puede ser arrojado al espacio cuando la nave se descubra.

Su última oración es interesante: eso significa que quitarse el camuflaje no es solo un sigilo silencioso a la vuelta de la esquina, sino una gran explosión publicitaria AQUÍ ESTOY si el calor se descarga en un período de tiempo bastante corto...
¿Cómo sería el calor vertido en el espacio? El espacio es principalmente vacío, por lo que la disipación de calor es muy pequeña, o eso he leído.
El espacio @Flamma es principalmente vacío frío , por lo que el calor podría descargarse como radiación térmica (también conocida como calor radiante). Para descargarlo rápidamente, la radiación tendría que ser bastante intensa. Tiene razón al decir que el calor no se puede disipar por convección o conducción en el vacío. Debido a que la radiación térmica atraviesa el vacío, el vidrio de un matraz de vacío y el aislamiento de una nave espacial de la vida real están plateados.
Sin embargo, esto plantea otra pregunta: ¿cómo impulsan los motores la nave si la energía permanece dentro del campo? Leyes básicas de Newton: la transferencia de energía del escape del motor golpea el borde del campo, lo que significa que no debería afectar el impulso de la nave. Es como empujar su automóvil mientras está sentado dentro de él, empuja tan fuerte contra su silla como contra su tablero.
@Qsigma Gracias por la explicación. No sabía que el vacío podía ser frío o caliente.
@NateKerkhofs Además de decir "las naves pueden moverse, así que debe funcionar", sabemos que la capa permite que el gas ionizado salga del campo, como se demuestra en Star Trek VI.
@Benedikt Con sensores que pueden recibir información más rápido que la velocidad de la luz , no creo que la onda de choque de radiación a la velocidad de la luz del apagado de la capa sea tan importante.
@Xantec ¿Pero no se detectaría también la onda de choque a la velocidad de la luz con estos sensores más rápidos que la luz? Independientemente de cómo funcionen estos sensores, aún se escalarán de alguna manera con la energía que se deposita y esta energía se escala con 1/r^2 (siendo r la distancia entre usted y la fuente), por lo que si deposita una gran cantidad de energía, será visto desde mayores distancias, supongo?
¿El movimiento causado por la deformación del espacio requiere (no) que se aplique la física newtoniana?
@Benedikt Es casi imposible decirlo con certeza. Incluso la pregunta que vinculé realmente no tenía una respuesta decente.
RoboKaren: Mi argumento es más general que la física newtoniana, es más o menos un argumento geométrico sobre la superficie de una esfera, que también debería aplicarse a la teoría de la relatividad (quizás con algunas correcciones menores), pero para el argumento no es importante si se escala. con 1 / r ^ 1.9 o 1 / r ^ 2.1 ... Bus como ha señalado @Xantec, todo esto es especulación, ¿tal vez algo para una nueva pregunta?
@Benedikt: ¿no se podría dirigir la radiación térmica en una dirección particular, por ejemplo, encerrándola en un campo de fuerza que tiene un solo "agujero" que le permite escapar al espacio? Puede que no sea mucho mayor que la radiación emitida por los motores de impulso encendidos.
@NateKerkhofs, obviamente, los Picapiedra se involucraron. Son expertos en empujar un coche desde dentro. :PAGS
@BrianS Los Picapiedra todavía tenían los pies en el suelo. en este caso, no hay interfaz directa con el suelo.
@NateKerkhofs, es una broma. -_-
@Benedikt Cada vez que alguien se quita el camuflaje, es instantáneo "¡CAPITÁN! ¡Ave de rapiña klingon quitando el reloj de la proa de estribor!" "ALERTA ROJA" . Siempre es alarmante, pero el objetivo de desbloquear en la batalla es atacar al instante. Entonces, si bien es un gran anuncio, también lo es el torpedo de fotones que golpea la nave con los escudos de batalla hacia abajo.
¿De dónde viene "El espacio no es frío, solo está bien aislado", por favor? ¿No es el espacio tan extremadamente frío, todo en él bordearía el cero absoluto si no fuera por la radiación estelar, que calienta sólo lo que no está aislado?
@RobbieGoodwin: ¿Quería publicar eso en respuesta a la pregunta original, que incluía la línea que citó, en lugar de mi respuesta? Supongo que, como dijiste, se trataba de radiación estelar. En cualquier caso, a un verdadero vacío no se le puede asignar una temperatura, solo se le puede asignar temperatura a partículas en el espacio como el hidrógeno interestelar o los fotones que componen la radiación cósmica de fondo. Y esos son tan delgados que no drenan el calor muy rápidamente (capacidad calorífica muy baja) incluso cuando están en contacto con un cuerpo que está mucho más caliente, por lo que actúa como un aislante.
No creo que estés seguro de la diferencia entre calor y temperatura. Creo que no tiene claro hasta qué punto Mercedes o Samsung, por dos, tienen tecnología de encubrimiento avanzada incluso en su vida. Por supuesto, todavía son muy primitivos y, ¿por qué en su libro sería un problema construir sobre dailymail.co.uk/sciencetech/article-2110184/… o youtube.com/watch?v=ZetSRWchM4w en nuestra próxima generación? solo antes de que aparezca Star Trek?
@RobbieGoodwin - ¿Por qué crees que estoy confundido acerca del calor frente a la temperatura? El calor es energía térmica que pasa entre un sistema y otro (como un barco y su entorno exterior), y las diferencias de temperatura entre sistemas en contacto térmico son parte de las ecuaciones termodinámicas que determinan la tasa de transferencia de calor. La tecnología de "encubrimiento" que menciona no tiene nada que ver con la prevención de la transferencia de calor, solo con tratar de hacer que la emisión de luz de un objeto en longitudes de onda visibles se vea similar a su fondo.
@Hypnosifl Pareces confundido sobre el calor y la temperatura porque explicas el calor como energía térmica que pasa entre un sistema y otro, y esperas que eso justifique que el vacío no tenga ninguno ... pero eso se está desviando del tema aquí. Por supuesto, la tecnología que mencioné no tiene nada que ver con evitar la transferencia de calor, solo con... eh... tratar de hacer que un objeto sea invisible contra su fondo. Establece nuevos límites que te gusten que no tenían cabida en tu OQ y es el propósito de la tecnología de "encubrimiento" de Star Trek o de cualquier otra persona para hacer que los objetos sean indetectables contra su fondo, ¿o qué? ¡Simples!
@RobbieGoodwin: un verdadero vacío no tiene temperatura, pero tan pronto como haya partículas en él, incluido un baño de fotones (como el de la radiación cósmica de fondo), puede asignar una temperatura, y una forma de transferencia de calor es radiativo transferencia de la radiación de cuerpo negro emitida por cualquier objeto con temperatura distinta de cero, una verdadera capa necesitaría bloquearla. Los sistemas que menciona ni siquiera intentan bloquear fuertemente la energía térmica en forma de radiación de cuerpo negro (que a temperatura ambiente estaría en el infrarrojo, no en el rango visible), solo emiten luz visible adicional para que coincida con un fondo brillante.
@ Hypnosifl Por supuesto, los sistemas que mencioné no intentan nada de lo que estás hablando... ese es el punto, no es un problema. Si cree que "simplemente" emitir cualquier cosa para que coincida con un fondo no puede funcionar, ¿por qué no decirle a Mercedes y Samsung, etc., dónde se equivocaron? Están teniendo éxito, aunque con tecnología primitiva. Parece estar diciendo que deben estar equivocados porque la energía térmica puede tomar la forma de radiación de cuerpo negro. ¿Por qué no publicar los detalles cuando puede explicar cómo sus primeros esfuerzos no conducirán a ningún lugar útil?
@RobbieGoodwin: no funcionará porque no están tratando de ocultar una firma de calor de la radiación del cuerpo negro. Contra un fondo negro del espacio, la tecnología no haría nada de lo que haría una cubierta de material negro ordinario (ya que los emisores de luz en la superficie no tendrían razón para activarse en este caso). Cualquier cubierta negra puede reducir el albedo de un objeto y, por lo tanto, la luz reflejada, pero no reducirá la radiación de cuerpo negro, que es la radiación térmica adicional que generaría un cuerpo incluso si tuviera un albedo de cero o si hubiera no hay luz entrante que se refleje en él.
@Hypnosifl ¿Podría explicar cómo es eso importante, o dejarlo, o ambos? Te guste o no, Mercedes y Samsung, entre otros, han demostrado los primeros modelos de tecnología de encubrimiento. Cuando pueda explicar dónde se equivocaron, explíquelo. Hasta entonces, ¿por qué no aceptar sus logros, por primitivos que te parezcan?
@RobbieGoodwin: es importante porque las firmas de calor en el espacio (lo que preguntaba el OP, no otras formas de emisión de luz como el reflejo de la luz de otras fuentes) se deben a la radiación del cuerpo negro, y las tecnologías que menciona no reducirían la radiación del cuerpo negro en lo más mínimo en comparación con una simple cubierta opaca sin emisores de trabajo. Si cree que esta tecnología podría adaptarse para reducir la radiación de cuerpo negro incluso en una pequeña cantidad (por ejemplo, 0,00001 %) en comparación con una cubierta opaca similar pero con los emisores apagados, ¿puede explicar cómo?