¿Qué razón plausible podría dar para que mi unidad FTL solo funcione en el espacio?

He creado un concepto FTL bastante desarrollado y detallado. Básicamente, tienes una nave estelar circular, con un anillo de tungsteno que la rodea, sostenida en su lugar por un anillo antigravedad debajo. El borde de la nave consiste en una ventana de plasma, básicamente plasma sobrecalentado sostenido por un campo magnético. Este plasma está hecho de un material que, cuando se calienta fuertemente, emite radiación. Esta radiación convierte la materia ordinaria en Materia Negativa (es decir, materia con masa negativa). Una vez que una cantidad suficiente del anillo de tungsteno se ha convertido en materia negativa (y la cantidad necesaria es bastante pequeña), se crea una burbuja warp al estilo de Alcubierre alrededor de la nave, llevándola a su destino a una velocidad superior a la de la luz. Por razones de historia, Me gustaría que estas naves solo puedan funcionar en el espacio, por lo que una nave primero debe abandonar la atmósfera de cualquier planeta o cuerpo en el que se encuentre antes de que pueda disparar su motor warp. Teniendo en cuenta su modo de funcionamiento, ¿hay alguna razón plausible por la que esto podría ser?

Los comentarios no son para una discusión extensa; esta conversación se ha movido a chat .
so a ship has to first leave the atmosphereSolo para probar a dónde quiere llevar esto, ¿funcionaría la unidad FTL en un espacio de vacío de tamaño suficiente en la superficie del planeta? En otras palabras, ¿es la atmósfera el problema del bloqueo?
This radiation converts ordinary matter into Negative Matter (so, matter with a negative mass).¿Tal vez no lo usaría mientras está en la atmósfera porque podría convertir el aire en antiaéreo y hacerlo volar al espacio (probablemente con velocidad FTL)?
@ user28434 La antimateria no es lo mismo que, de hecho, es solo una masa positiva corriente pero con las cargas de las partículas invertidas. De hecho, si se demostrara que la materia negativa teorizada existe, debería tener contrapartes equivalentes tanto a la materia normal como a la antimateria, pero todas con masa-energía negativa.

Respuestas (13)

La respuesta tradicional a esta pregunta es "las unidades FTL no funcionan dentro de los pozos de gravedad", lo que a veces se justifica diciendo que requieren una región de espacio-tiempo "plana" para funcionar de manera confiable. Si estás dentro de un pozo de gravedad (es decir, el espacio-tiempo está significativamente perturbado), entonces se vuelven peligrosamente poco confiables y pueden autodestruirse, dispararte en direcciones aleatorias a velocidades aleatorias (superlumínicas), etc.

Si está buscando específicamente una razón por la cual su unidad solo funcionaría en el vacío en lugar de prohibirla en pozos de gravedad (por ejemplo, estaría bien dentro del pozo de gravedad de un mundo sin aire), entonces una explicación muy probable sería ser que el plasma generado por la unidad (y muy posiblemente también la materia negativa, dependiendo de sus características) interactuaría con cualquier atmósfera (u otra materia) con la que entrara en contacto, enfriándola o interfiriendo con el funcionamiento de la unidad, por lo que debe usarse en un (casi) vacío para evitar dicha interferencia. En este caso, tratar de usarlo en la atmósfera simplemente evitaría que la unidad se "encendiera" con éxito. O, si decides que tu materia negativa es en realidad antimateria o algo similar,

Sabes que si desactivas los dispositivos de seguridad del hiperdive puedes arruinar todo el canon de Star Wars, ¿verdad?
En realidad, la materia negativa (asumiendo que usamos las matemáticas que tenemos ahora, en lugar de la mera existencia de materia negativa que requiere ecuaciones completamente nuevas) es mucho peor que la antimateria. Por ejemplo, se aceleraría en la dirección opuesta al resto de la nave en un campo gravitacional, lo que haría que su uso fuera bastante poco práctico, incluso si de alguna manera lograra contenerlo en un campo magnético (lo que en sí mismo sería amable de imposible :D). Hay una razón por la que pensamos que la materia negativa es imposible o requeriría correcciones, por ejemplo, en las ecuaciones de movimiento.
@Luaan Bien explicado, solo quiero agregar que la antimateria es solo materia (protones y electrones) con la carga eléctrica opuesta. La materia negativa es otra bestia completamente diferente.
@Mazura Supongo que estás hablando de ese infame salto suicida en The Last Jedi.
Nadie ha demostrado nunca que la antimateria NO sea materia negativa, porque nunca hemos tenido suficiente antimateria a la vez para medir los efectos gravitatorios. Hay experimentos propuestos para tratar de medir esto.
@thegreatemu Esto no es correcto, la materia negativa, como se describe anteriormente, sería repelida por la gravedad de la tierra al mismo ritmo que atrae la materia normal. Se ha observado que la antimateria creada en aceleradores/colisionadores responde a la gravedad de la misma manera que la materia normal (y, de hecho, deben corregir la gravedad para asegurarse de que las partículas vayan a donde se supone que deben ir). Por lo tanto, se ha demostrado que la antimateria no tiene masa negativa y, por lo tanto, no es materia negativa.
@RBarryYoung de wikipedia (no es una gran fuente, lo sé, pero soy demasiado perezoso para encontrar un artículo): "Los físicos no han observado de manera concluyente la interacción gravitacional de la antimateria con la materia o la antimateria. Si bien el consenso entre los físicos es que la gravedad atraen tanto la materia como la antimateria al mismo ritmo que la materia atrae a la materia, existe un fuerte deseo de confirmar esto experimentalmente". en.wikipedia.org/wiki/Gravitational_interaction_of_antimatter
@JohnDvorak: en realidad, estaba pensando en el salto que hace Han en una atmósfera. Ese es solo un poco menos peor; al menos fue un suicidio real, no solo suicida.
@Mazura: Ah, sí. Estrella de la muerte, conoce la colisión relativista.
@Mazura Claramente lo están inventando a medida que avanzan, y solo para adaptarse a la historia actual. Lo cual no está mal en realidad, contar historias debería ser más importante que adherirse religiosamente a un canon.
@Luaan La materia negativa experimenta una aceleración gravitatoria en dirección opuesta, pero también se ve afectada por la aceleración en sentido opuesto: la aceleración que la aleja en realidad la atraerá. Así que los efectos se cancelan. Al menos es una hipótesis plausible cuando haces los cálculos.
@AmiralPatate ¡Hereje! ¡Lore es ley! </sarcasm> Cierto, algunas personas a menudo se involucran demasiado en la historia.
@TomášZato En la física newtoniana, sí, y esa es exactamente una de las razones para creer que la materia negativa no existe (y no puede existir), o que si existe, tendremos que modificar nuestras ecuaciones. No es un problema para la relatividad general por razones obvias, aunque persisten otros problemas ("movimiento fuera de control"). Se pone aún peor cuando empiezas a pensar en la física cuántica. Por supuesto, todo esto supone que la masa inercial y la masa gravitacional activa y pasiva son lo mismo; si no lo son, las cosas se vuelven aún más ridículas.
La respuesta de los "pozos de gravedad" también abre (narrativamente, si no siempre de forma totalmente lógica) ricas opciones para la asunción de riesgos o tecnologías avanzadas para crear situaciones asimétricas. por ejemplo, "nuestro AI-hyperdrive9000 robado nos permite entrar en la deformación más rápido y escapar de los malos", o "el imperio del mal está bien sacrificando el 30% de sus tropas, por lo que se deforman muy cerca del planeta y acumulan las pérdidas".
El plasma sobrecalentado dentro de una atmósfera suena muy, muy, muy mal para cualquier cosa que dependa de la atmósfera para existir. Estaría menos preocupado por el barco y mucho, mucho, mucho más preocupado por todo lo que está fuera del barco .
@Ellesedil Bueno, depende de cuánto plasma. El ambiente es realmente muy grande.

RESPUESTA CORTA:

Hay varias razones obvias por las que usar un motor warp cerca de un planeta podría ser una mala idea en tu historia.

RESPUESTA LARGA:

Y estas son algunas de las razones:

El concepto de la Lección Kzinti apareció por primera vez en la novela Ringworld de Larry Niven (1970) y se refiere a su historia "Los guerreros" en la revista If en 1966. Se expresa como:

Un impulso de reacción es un arma efectiva en proporción a su eficiencia.

Cualquiera que observe el despegue de un gran cohete desde una distancia segura debería poder apreciar por qué acercarse mucho más al despegue no sería una buena idea.

Hace mucho tiempo leí un artículo en el que un científico descartó la posibilidad de un viaje interestelar incluso más lento que la luz. Eligió lo que parecía un tamaño razonable para una nave estelar y calculó cuán poderosos tendrían que ser los motores del cohete para tener suficiente empuje para acelerar la masa de la nave lo suficiente como para alcanzar una velocidad decente para el viaje interestelar, y luego calculó si la nave fue lanzada. desde la Tierra con motores de cohetes a plena potencia exterminaría a todos los vivos en la Tierra con la explosión.

Naturalmente, no pensó que tal vez la nave estelar despegaría de la Tierra con los cohetes funcionando con la potencia suficiente para levantar la nave de la Tierra, pero mucho menos que la máxima potencia, o que la nave estelar podría haberse construido en el espacio exterior lo suficientemente lejos de un planeta que no dañaría el planeta.

Pero, ¿qué pasa con un impulso espacial más lento que la luz o más rápido que la luz que no utiliza un motor de reacción?

Mi respuesta a esta pregunta analiza por qué una nave estelar más rápida que la luz sería peligrosa incluso si no estuviera equipada con misiles o pistolas de rayos:

Es posible que hayas oído hablar del motor warp teórico de Alcubierre. He leído que una nave que usa ese motor warp acumularía materia y energía a medida que viaja, y cuando apague el motor warp, esa materia y energía se descargarán en una explosión que devastará cualquier planeta que golpee.

Si es así, una nave estelar que use ese motor warp tendría que detenerse para descargar energía en el espacio interestelar y reiniciar varias veces durante un viaje interestelar para preservar el destino. Pero un buque de guerra que se dirigiera a otro planeta para destruirlo dejaría la unidad de Alcubierre encendida durante todo el viaje para acumular energía para una explosión que destruiría el planeta objetivo al final del viaje.

Y aquí hay otra cosa en que pensar. Supongamos que una nave estelar usa su impulso más rápido que la luz para ingresar realmente a la atmósfera y aterrizar en un planeta de destino. Supongamos que la nave estelar viaja "solo" diez veces la velocidad de la luz, o solo alrededor de 3.000.000.000 de kilómetros por segundo.

Para apagar el Stardrive dentro de 1 kilómetro de la posición deseada, dentro de 1 kilómetro de la superficie del planeta de destino, tendría que ser apagado dentro de una tresmillonésima de segundo. Eso es más bien un trabajo de precisión. ¿Puede la unidad estrella siquiera apagarse tan rápido?

¿Sería suficiente una precisión de incluso 1 kilómetro? Si la nave espacial corta la energía a 1 kilómetro sobre la superficie, podría caer 1.000 metros hacia la superficie y chocar y matar a todos los que están a bordo y dañar la superficie. Si corta la energía a 100 metros sobre la superficie, podría estrellarse y matar a todos a bordo. Si corta la energía a 10 metros sobre la superficie, la caída podría matar a algunas personas y probablemente lesionará a muchas. Si corta la energía incluso a 1 metro sobre la superficie, puede haber lesiones y los pasajeros deben reclamar a la gerencia.

Supongamos, por otro lado, que la nave estelar apaga el impulso interestelar más rápido que la luz 1 kilómetro más allá de la posición deseada y, por lo tanto, 1 kilómetro por debajo de la superficie. O 100 metros, 10 metros o 1 metro debajo de la superficie. ¿Lo que sucederá?

Nadie puede calcular lo que sucedería ya que no existe una teoría para un impulso ficticio más rápido que la luz que sea lo suficientemente plausible para calcular los detalles. Parece natural predecir una explosión. Pero qué porcentaje de la población del planeta de destino sobreviviría parece imposible de adivinar.

Supongamos, por otro lado, que una nave estelar usa su impulso más rápido que la luz para despegar de un planeta habitado. Un planeta habitado normalmente tendría una atmósfera tan densa como la de la Tierra.

¿Por qué el aire brilla al rojo vivo frente a los vehículos espaciales que vuelven a entrar en la atmósfera de la Tierra? porque al principio esos vehículos viajan muchas veces más rápido de lo que posiblemente podrían hacerlo las moléculas de aire. Las moléculas de aire no pueden apartarse del camino, por lo que se golpean entre sí y se comprimen contra las moléculas de aire que se encuentran más allá de ellas. Cuando se comprime un gas, se calienta, por lo que los vehículos espaciales que chocan contra la atmósfera crean zonas de gas súper calientes delante de ellos.

Y si los escudos térmicos de esos vehículos espaciales fallan, como falló el del Columbia , los vehículos se destruyen y todos a bordo mueren.

La velocidad orbital en la órbita terrestre baja es de unos 7,8 kilómetros por segundo, unas 0,000026 veces la velocidad de la luz, y los vehículos que vuelvan a entrar viajarían más lentos que en el aire.

Un vehículo que despegue de la Tierra a diez veces la velocidad orbital terrestre o 78 kilómetros por segundo, o 0,00026 veces la velocidad de la luz, tendría una zona de gas mucho más caliente delante de él, y una vez que el vehículo entrara en el espacio exterior tardaría algún tiempo. para que ese gas se disperse.

Un vehículo que despegue a 100 veces la velocidad orbital viajaría a 780 kilómetros por segundo o 0,0026 veces la velocidad de la luz.

Un vehículo que despegue a 1.000 veces la velocidad orbital viajaría a 7.800 kilómetros por segundo o 0,026 veces la velocidad de la luz.

Un vehículo que despegue al 1 por ciento de la velocidad de la luz, o alrededor de 2.997,92 kilómetros por segundo, viajaría a 384,34 veces la velocidad orbital.

Un vehículo que despegue al 10 por ciento de la velocidad de la luz, o alrededor de 29.979,2 kilómetros por segundo, viajaría a 3.843,4 veces la velocidad orbital.

Un vehículo que despegue a la velocidad de la luz, o aproximadamente 299.792,458 kilómetros por segundo, viajaría a 38.434,929 veces la velocidad orbital.

Un vehículo que despegue a 10 veces la velocidad de la luz, o aproximadamente 2.997.924,58 kilómetros por segundo, viajaría a 384.349,29 veces la velocidad orbital.

Claramente, una nave espacial que despegue usando un impulso más rápido que la luz tendría que usar solo una pequeña fracción de su velocidad mientras está dentro de la atmósfera para evitar estrellarse contra el equivalente a una pared de ladrillos hecha de plasma súper caliente. Una nave espacial capaz de viajar a través de la atmósfera incluso a un pequeño porcentaje de la velocidad de la luz sin destruirse a sí misma no debería tener que preocuparse mucho por las pistolas de rayos enemigas o los misiles atómicos.

En Star Trek IV: The Voyage Home (1986), Kirk, a bordo de un barco klingon capturado en la atmósfera de la Tierra, detecta un barco ballenero que se dirige a sus ballenas y ordena:

KIRK: Descenso a toda potencia, señor Sulu.

SULU: Sí señor. Descenso a máxima potencia.

Y más tarde, mientras aún estaba en la atmósfera de la Tierra:

[Puente de ave de rapiña]

KIRK: Bien hecho, señor Scott. ¿Qué tan pronto podemos estar listos para la velocidad warp?

[Compartimiento de carga de aves rapaces]

SCOTT: Pleno poder ahora, señor.

[Puente de ave de rapiña]

KIRK: Si quiere, señor Sulu.

SULU: ¡Sí, señor, velocidad warp!

Y, naturalmente, ha habido algunas críticas a esas escenas debido a lo que le haría a la nave klingon ya la atmósfera de la Tierra viajar por impulso o impulso warp dentro de la atmósfera de la Tierra.

Recuerdo una historia en la que un piloto de aviones de combate viaja en el tiempo a la Primera Guerra Mundial. Los misiles de su avión no pueden encontrar ningún otro avión a reacción para rastrear y golpear, por lo que son inútiles. Pero cuando su amigo es derribado por el Malva Margrave o el Príncipe Rosa u otra versión del Barón Rojo, encuentra la manera de devolver el golpe. Desciende en picado sobre el aeródromo de Crimson Count o Dark Duke o lo que sea a gran velocidad y la turbulencia del aire que provoca es como un tornado, destruyendo edificios y arrojando frágiles aviones y hombres.

Entonces, si una nave espacial viajara horizontalmente en la atmósfera a diez o cien veces la velocidad de un avión de combate, y mucho menos a lo que sería una alta velocidad para la nave espacial, probablemente causaría muchos daños.

Y también considere que un impulso estelar probablemente crearía una burbuja alrededor de la nave estelar donde las condiciones cambian y es posible viajar más rápido que la luz. Incluso un motor antigravedad más lento que la luz probablemente crearía una burbuja antigravedad alrededor de una nave espacial más lenta que la luz. Cualquier burbuja de este tipo alrededor de un barco afectaría a toda la materia dentro de la burbuja, no solo al barco.

Entonces, si esa burbuja alrededor de la nave estelar es unas cuantas veces las dimensiones de la nave estelar, la nave estelar se llevaría un poco de tierra, roca y aire cada vez que encendiera sus motores y despegara del suelo de un planeta habitado. Y tomaría esa tierra, roca y aire con él y lo depositaría en el campo de aterrizaje del planeta habitable en el que aterrizó.

¿Y qué si la burbuja alrededor de la nave estelar tiene un radio de 100 kilómetros, o 1000 kilómetros, o 10,000 kilómetros, o 100,000 kilómetros, o 1,000,000 de kilómetros, etc., etc.?

Si la nave espacial enciende sus motores más rápidos que la luz mientras está en el vacío del espacio interestelar, o incluso en el espacio interplanetario un poco más denso, no importará cuán grande sea la burbuja alrededor de la nave estelar. Solo transportará una pequeña cantidad de materia y energía atrapada dentro de la burbuja cuando se encienda. A menos que, por supuesto, como un motor warp de Alcubierre, la burbuja recoja toda la materia y energía que encuentra en el espacio interestelar.

Pero si la nave espacial enciende sus motores más rápidos que la luz mientras se encuentra en el suelo de un planeta habitable, es probable que su burbuja de espacio/tiempo alterado se lleve un trozo de roca y un volumen de aire con ella. Si la burbuja de la nave se lleva un volumen de aire lo suficientemente grande, el aire que se precipita hacia el nuevo vacío podría tener la fuerza de un huracán o un tornado o una fuerza mucho mayor.

Si la burbuja warp de la nave estelar se lleva un volumen lo suficientemente grande de roca, el planeta estará demasiado deformado para mantener esa forma alterada con un gran trozo eliminado, y se reformará en una forma esférica nueva y algo más pequeña. Eso implicará eventos geológicos extremos como súper terremotos y súper volcanes en erupción.

Y si la burbuja de la nave espacial es lo suficientemente grande como para encerrar a todo el planeta, la nave espacial arrastrará consigo a todo el planeta hacia el sistema solar de destino.

Por lo tanto, me parece bastante fácil imaginar un impulso interestelar imaginario que sería bastante peligroso para un planeta. Entonces, los planetas con conocimiento de ese impulso interestelar requerirían que todas las naves estelares apaguen ese impulso interestelar y usen algún otro tipo de impulso espacial para aterrizar o despegar. O tal vez exigir que los pasajeros y la carga se transfieran a naves interplanetarias operadas por el gobierno local mientras aún están lejos del planeta.

Y la fuerza de defensa planetaria local probablemente estaría preparada para destruir instantáneamente cualquier nave estelar que se aproximara y violara sus reglas.

También vea esta pregunta , y esta pregunta .

Agregado el 11 de junio de 2019.

La respuesta de DreadedEntity señala que una nave estelar que usa algún tipo de motor warp en realidad no viajaría más rápido que la luz dentro de la burbuja warp. Pero la burbuja warp estaría viajando más rápido que la luz en comparación con el espacio fuera de la burbuja warp.

Entonces, si el impulso warp se usara dentro de una atmósfera planetaria, las moléculas de aire viajarían a bajas velocidades normales fuera de la burbuja warp y dentro de la burbuja warp, pero entrarían en la burbuja warp a una velocidad muy alta, probablemente mucho más rápido de lo que podrían salir de la misma. burbuja de aire.

Así que creo que la densidad de la atmósfera se acumularía dentro de la burbuja warp y, por lo tanto, el aire dentro de la burbuja warp se calentaría rápidamente, posiblemente dañando, derritiendo o vaporizando la nave estelar y su contenido.

Y la nave estelar probablemente eliminaría un cilindro de aire de la atmósfera del planeta, y el aire vecino se precipitaría hacia el vacío a altas velocidades. Cuanto mayor sea el diámetro de la burbuja warp, mayor será el daño causado por esos vientos.

Uno también puede preguntarse acerca de las posibles interacciones gravitatorias y electromagnéticas entre la materia y la energía dentro de la burbuja warp y la materia y la energía fuera de la burbuja warp. Si la burbuja warp solo se enciende mientras está en el vacío del espacio, estas interacciones potencialmente problemáticas se reducirían al mínimo.

¿Y la burbuja de deformación tiene un borde afilado, de modo que el efecto de deformación tenga una fuerza del cien por ciento en todas partes dentro de la burbuja, y una fuerza del cero por ciento en todas partes fuera de la burbuja, o la fuerza del efecto de deformación disminuya a medida que aumenta la distancia desde la burbuja? generador de campo warp?

En el segundo caso, las posibles interacciones entre la materia y la energía con diferentes intensidades de campo warp podrían ser mucho más importantes y potencialmente problemáticas que en el primer caso.

Si la fuerza del efecto warp disminuye con la distancia, esa sería otra razón para encender el motor warp solo mientras se está en el vacío del espacio exterior.

Me gusta su respuesta, pero, francamente, le doy +1 solo por crear un documento de gran peso.
He considerado el '¿cómo se detendría?' parte y creó un modelo bastante detallado para eso, pero eso no es muy relevante aquí. ¡Gracias!
@PaŭloEbermann La línea final de ese análisis probablemente nunca dejará de hacerme reír a carcajadas
El gobierno planetario podría emplear el equivalente de "pilotos de puerto", que serían enviados en pequeñas embarcaciones (que presumiblemente son más seguras de operar porque tienen burbujas más pequeñas) para encontrarse con la nave interestelar, ir al puente de la misma y dirigir todo movimiento de acuerdo con las reglas locales. Si se dispone de tecnología fly-by-wire decente y comunicaciones FTL, en lugar de un piloto humano, la IA de la nave podría recibir los parámetros operativos que limitan sus movimientos.
Trabajé un poco en las colisiones de Alcubarre. son desagradables Los lemas que tengo para ellos sugieren que, de hecho, no tenemos la física para ellos porque necesitamos GR cuánticos porque la energía ajustada para las partículas que se encuentran con la frontera de Alcubarre excedería la energía de Plank. Se pone peor. Considere dos unidades de Alcubarre en colisión. Tuve que rendirme.

"básicamente plasma sobrecalentado sostenido por un campo magnético"

Ahí está tu razón. Haga eso en una atmósfera, y el anillo de plasma se romperá masivamente , lo que conducirá a una conversión de materia desigual. Esto, a su vez, asegurará que la burbuja de deformación se deforme, cuyas consecuencias pueden ir desde que el volumen interno se inunde con radiación dura desde el límite asimétrico de Alcubierre (aunque tal vez se pueda sobrevivir, por lo que en una emergencia podría optar por ella), a la burbuja warp en realidad separándoselo que sea que haya dentro, vas FTL, pero tus pies van un poco más rápido o más lento, lo que hace que te rompan desordenadamente en pedazos. La burbuja warp continúa resonando como una campana, pulverizando todo lo que hay dentro y volviendo a emerger en su destino con un cargamento de tecnología rota y cadáveres sangrantes, descomprimiéndose rápidamente de forma explosiva ya que la integridad estructural de la nave se ha visto comprometida.

Entonces, no vas FTL mientras estás en una atmósfera.

¿Por qué estar en una atmósfera interrumpiría el anillo de plasma? ¿No sería mayor la presión sobre el plasma si hubiera un vacío afuera?
@Locaq - 3 razones. El aire contiene contaminantes. El aire contiene partículas eléctricamente neutras y frías que no responderán al plasma que las contiene y que pueden ejercer tensión o perturbarlas (a diferencia del vacío). El aire puede variar localmente (ráfagas, presión barométrica, etc.) provocando un efecto externo desigual, variable o impredecible en el motor y sus campos.
Ah, ya veo. Eso tiene sentido.
@Stilez No olvide que "el aire conduce el calor": activar (o intentar activar) la unidad en la atmósfera requerirá mucha más energía, ya que el calor se extrae del plasma en el aire circundante. Luego vas FTL y dejas un gran vacío en la atmósfera.
@Chronocidal - esos también :)

Hablemos de postes de cerca

¿Alguna vez has clavado un poste de cerca en el suelo? ¡Puedes apostar! Obtienes uno de esos tubos geniales con asas y ¡ bang! golpea a ese tonto directamente.

Ahora, quiero que tengas eso en mente cuando hablemos de imanes. (Je, te va a encantar esto. Confía en mí).

Un gran imán descansa sobre un bloque de hierro. El imán es la Tierra y quieres separar el hierro (tu cohete) del imán. La fuerza de tracción de su brazo es similar a la fuerza de empuje del escape del cohete. ¿Porque es esto importante?

¡Porque dijiste que tu unidad FTL crea masa negativa!

No mucho, pero está ahí!

Tienes ese imán y el bloque de hierro lo suficientemente separados como para que, en reposo, el imán no tire del hierro (nave en órbita), ¡pero acabas de cambiar ese bloque de hierro en otro imán con el polo opuesto apuntando hacia la Tierra!

¡Estallido!

Su poste de la cerca (nave espacial) fue golpeado un par de pies (con un cráter apropiado) en el suelo.

Sí... postes de cerca...

Nadie en su sano juicio activaría un motor de inducción de masa negativa dentro del pozo de gravedad de un planeta. Es posible que tengas problemas para activarlo dentro de la órbita de Mercurio. ¡Estallido! Podría causar una llamarada solar fría.


Por cierto, reconozco que estoy tratando la masa negativa como el polo opuesto de un imán. Técnicamente, dos masas positivas se atraen y dos masas negativas se atraerían. Las masas opuestas deben repelerse (lo opuesto a un imán). Eso no es tan bueno como mi metáfora del poste de la cerca, pero vale la pena señalarlo. La repulsión le costaría su navegación por completo. ¡Es el mismo golpe! pero es más como una bala de un trabuco que dos imanes.

Pero no estaba dispuesto a alejarme de mi metáfora del poste de la cerca. Lo siento.

Esta es una respuesta muy corta, que básicamente se reduce a este ensayo:

https://qué-si.xkcd.com/1/

Cualquier cosa que viaje a altas velocidades tiene que lidiar con la resistencia del aire. Cuanto más rápido vaya, más energía tiene que gastar para empujar el aire fuera del camino. En ese artículo, Randall habla sobre el caso de una pelota de béisbol a velocidades inferiores a FTL. Imagínese si fuera una nave espacial completa, moviéndose a velocidades FTL y yendo hasta la órbita. Es probable que después no quede un planeta habitable.

E incluso si no te importara el planeta, la nave en sí probablemente no sobreviviría. Tal vez tenga escudos lo suficientemente fuertes como para resistir unas pocas partículas que chocan con él en el espacio (tal escudo sería imprescindible, porque de lo contrario colisionar con un solo átomo de hidrógeno en el espacio exterior sería catastrófico), pero no lo suficientemente fuerte como para soportar miles de millones de aire. moléculas chocando contra él a la vez.

El plasma es atraído por las fuerzas de marea gravitatorias. Estas fuerzas de marea en una nave en reposo son insignificantes, pero si el campo warp está estirando el marco de la nave, entonces desde el marco del planeta, la nave ya no tiene cien metros de largo, sino que se extiende a lo largo de cientos de miles de kilómetros. haciendo que estas fuerzas de marea de la gravedad sean más extremas cuanto más rápido vayas. Entonces, si vuela demasiado cerca de un planeta, el plasma será atraído hacia el interior de su campo para tener una cantidad desproporcionada de plasma frente a la fuente de gravedad. Esto podría causar una variedad de efectos dependiendo de cómo imagina que funciona su nave, como hacer que su nave sea empujada hacia o lejos del planeta, o hacer que entre en un giro incontrolable que la desgarre.

Si desea que los barcos puedan acercarse más que los límites exteriores del pozo de gravedad, considere que moverse a través de una atmósfera a más de unos pocos miles de kilómetros por hora puede incinerar prácticamente cualquier cosa. Intentar volar a través de una atmósfera a velocidades ultrarrápidas experimentará el efecto relativista del béisbol según el meem más comúnmente citado aquí en el constructor mundial: https://what-if.xkcd.com/1/

El plasma es atraído por la gravedad, pero también lo es el resto de la nave, en la misma cantidad. Entonces el plasma no se moverá en relación con la nave. A menos que la nave esté acelerando por sus propios medios, está en caída libre, y si está acelerando, no importa lo cerca que esté del planeta. Las fuerzas de marea causadas por un planeta en algo del tamaño de una nave espacial son insignificantes.
Depende del efecto exacto que espera que su motor de Alcubierre tenga en la nave. Si el barco se espaguetiza, podría volverse lo suficientemente grande como para verse afectado por las fuerzas de las mareas.
a) las naves se detienen en 'balizas' justo fuera de los planetas que esencialmente 'atrapan' el aterrizaje explosivo de la nave y evitan que dañe nada b) si construyes la burbuja warp correctamente, las fuerzas de marea en el centro (es decir, donde la nave es) debería ser bastante insignificante, por lo que no hay espaguetificación.

No se puede engañar a la física. Cuando la nave espacial se mueve hacia arriba en un pozo de gravedad, está ganando energía potencial y eso tiene que venir de alguna parte o de lo contrario habrás roto la física.

La energía mínima necesaria para elevar una nave espacial de 100 000 kg desde la superficie de la Tierra hasta fuera de la gravedad terrestre es de 62 720 000 000 julios de energía, el equivalente a 15 toneladas de TNT. El transbordador espacial obtiene esa energía de la quema de combustible, por supuesto, pero quema el combustible con el tiempo...

Si vas a la velocidad de la luz en la superficie de la Tierra, sales del pozo de gravedad casi instantáneamente. Lo que significa que en ese instante en que lanzas tu nave a la velocidad de la luz en la superficie, tendrías que descargar 62 billones de julios de energía en tu propulsión a la velocidad de la luz casi instantáneamente. Eso es un problema. Su unidad de velocidad de la luz necesita tanta energía como 15 toneladas de TNT que se disparan instantáneamente, pero sin explotar. Necesitaría un banco de capacitores tan grande que su nave tendría al menos un 90% de capacitores por peso. Y los cables que transmiten la energía a la unidad tendrían que ser superconductores, e incluso así no estoy seguro de que puedan manejarlo. La liberación de energía probablemente causaría campos electromagnéticos muy fuertes en ese instante, lo que podría causar estragos, especialmente porque su motor warp usa fuerzas magnéticas.

Por lo tanto, las naves tendrían que ponerse al menos en órbita antes de estar lo suficientemente lejos del pozo de gravedad para probar la velocidad de la luz. Las naves con bancos de capacitores muy grandes podrían saltar a la velocidad de la luz desde una órbita baja, con un alto costo de energía. Las naves con condensadores más pequeños en relación con su peso total necesitarían usar sus motores normales para llegar a una órbita alta antes de pasar a la velocidad de la luz.

Cuando la nave está dentro de la burbuja warp, se desconecta casualmente de casi todo lo que está afuera: la gravedad del planeta en el que se encuentra apenas la afecta.
@Locaq ¿Quiso decir "causalmente"?
No. La unidad está reflejando la Tierra. Si lo intentas cuando la Tierra todavía puede verte allí mismo, se vuelve muy incómodo. Por eso tienes que hacerlo desde el espacio.

Los bordes de la burbuja warp.

La pulsión de Alcubierre funciona deformando el espacio de diferentes formas. El área en la que se encuentra el barco es completamente "plana" y, por lo tanto, no se ve afectada. Pero cualquier cosa un poco más lejos, en los bordes de la "burbuja warp"... menos.

No estoy seguro de que sea posible dar una respuesta de ciencia dura a lo que sucede exactamente con ese asunto, dado que todo el concepto se basa en densidades de energía negativas hipotéticas que en realidad nunca hemos observado. Pero por el bien de tu historia, no es difícil imaginar que las cosas salgan terriblemente mal.

Para una suposición descabellada, la materia en esa área podría ser empujada a estados en los que termina fusionándose tan pronto como el espacio se aplana nuevamente. ¡Este es un avance maravilloso en energía limpia! Pero es un poco menos apreciado cuando sucede a una milla cúbica completa alrededor de su plataforma de lanzamiento.

Sí, sé que tendrías enormes fuerzas de marea en esa área, así que asumo que se vería como el borde de un agujero negro, pero como una superficie esférica que rodea la nave.
Hemos observado masa negativa antes. Se basa en ideas de ciencia dura. Echa un vistazo a la página de wikipedia para ello

Soy nuevo en esta comunidad, por lo que no puedo responder a otras respuestas. Usted menciona específicamente que la unidad FTL funciona mediante el uso de una "burbuja warp estilo Alcubierre" y las personas parecen no estar bien informadas sobre lo que eso implica y aparentemente no están dispuestas a pasar unos segundos en Google para averiguarlo.

Este impulso funciona expandiendo el espacio detrás de la nave y reduciendo el espacio frente a la nave para impulsarla hacia adelante, impulsando la nave a velocidades FTL. Esta es una analogía casi perfecta de cómo las diferencias de presión atmosférica hacen que el líquido se eleve por una pajita, lo que lo impulsa hacia la boca.

La nave, si se movía, solo usaría sus motores principales lo suficiente como para avanzar hacia la siguiente zona de espacio reducido, en realidad viajaría a una velocidad bastante baja, lo que le permitiría detenerse casi en un centavo, por así decirlo. Este es uno de los métodos que los teóricos creen que "observaron" los viajes de naves "alienígenas", permitiéndoles hacer giros inmediatos y cambios de velocidad sin demora. Las fuerzas G de algunas de estas naves "observadas" serían suficientes para matar a un humano por completo.

Esto descarta la resistencia del aire. La nave apenas se mueve, en absoluto.

Este motor tampoco funciona con la tercera ley del movimiento de Newton, ya que no es un motor exhaustivo; Los motores de cohetes modernos funcionan empujando partículas desde el fondo, esto no es así. Por lo tanto, esto también descarta decir cosas como "Al activar su motor warp, acaba de detonar 500 billones de billones de bombas nucleares en la superficie de la Tierra". Aunque requieres tanta energía para lograr tu resultado, la energía no se expulsa de tu oficio.

Desde mi perspectiva, realmente solo tienes 2 opciones aquí.

  • La distorsión del espacio es tan grande que envuelve el planeta en el que se encuentran por razones científicas . Expandir o contraer el espacio en el que existe un ser vivo probablemente lo mate. Probablemente también destruiría el propio planeta. No soy físico, pero probablemente.
  • El segundo y probablemente uno con el que te gustaría ir, ya que se basa en una idea que se te ocurrió a ti mismo, la materia negativa . Nuevamente podrías ir de 2 maneras diferentes con esto.
    • La materia negativa es un equivalente coloquial de la antimateria. Crear una tonelada de materia negativa en la atmósfera es una buena manera de garantizar que una tonelada interactúe con la atmósfera. Felicitaciones, al disparar su motor warp acaba de detonar 500 billones de trillones de bombas nucleares en la superficie de la Tierra, matándose a sí mismo ya todo el planeta.
    • La materia negativa no es un equivalente coloquial de la antimateria, sino más bien el concepto matemático de negativo. Usando la ecuación muy simple 1 + (-1) = 0, cada partícula de materia negativa que crea choca con la atmósfera y desaparece y su unidad deja de funcionar.

Editar en respuesta a la edición de MA Golding

Sigo sin estar realmente de acuerdo con las conclusiones que has sacado. Usé una analogía sobre chupar líquido a través de una pajilla, pero con más pensamiento, creo que una mejor analogía es surfear. El motor de alcubierre crea una "ola", por así decirlo, y el barco simplemente la monta. Menos abstracto, si reduce el espacio frente a usted de 100 metros a 1 metro, al mover 1 metro y expandir el espacio detrás de usted de nuevo a su "ancho" normal, en realidad se ha movido 100 metros.

  • En cuanto a las moléculas de aire, eso no es lo que sucedería. El impulso solo comprime o expande el espacio en sí mismo, no interfiere ni interactúa directamente con los átomos y las moléculas dentro. Sin embargo, una posible consecuencia de esto en la que no había pensado antes es que comprimir el espacio con atmósfera crearía una "pared" de aire muy real, que en realidad trae de manera exponencial la resistencia del aire a esta ecuación y los desafíos que presenta. La nave podría quemarse y destruirse antes de escapar a la atmósfera.

  • La atmósfera entra y sale del horizonte warp exactamente más o menos a la misma velocidad y, además, no se acelera de ninguna manera, excepto por los átomos que la nave empuja fuera del camino.

  • No estoy seguro de por qué se eliminaría un cilindro de atmósfera, supongo que se debe a la conclusión de que el interior de la deformación acumularía atmósfera más rápido de lo que puede salir a medida que viaja, pero eso no sucedería.

  • "interacciones gravitatorias y electromagnéticas entre la materia y la energía dentro de la burbuja warp y la materia y la energía fuera de la burbuja warp". Es posible que tenga algo aquí, ya que estar dentro de una gravedad lo suficientemente fuerte, como un planeta, podría introducir variaciones en la "compresión- relación" lo suficientemente significativa como para destrozar el barco cuando se engrana el propulsor. Incluso si eso no sucediera, ¡creo que definitivamente suena CIENTÍFICO! suficiente para ser plausible.

Además de comprimir la materia, Film Theory hizo un video sobre Ant-Man antes y dijo que comprimir a un humano al tamaño de una hormiga haría que las moléculas se acercaran tanto que colapsarían en la singularidad de un agujero negro y consumirían todo el planeta. Esto causa otro problema porque si, durante la compresión, crea un agujero negro incluso del tamaño de una cabeza de alfiler, eso probablemente causaría la destrucción de cualquier planeta en el que se encuentre.

He modificado mi respuesta en respuesta parcial a su respuesta.
@MA Golding También edité mi comentario en respuesta a su respuesta.
Creo que los argumentos de resistencia/fricción del aire todavía tienen sentido. Aunque las velocidades dentro de la burbuja warp son pequeñas, las velocidades relativas en el límite son inmensas. Si la burbuja es lo suficientemente grande como para que el límite sea borroso y las velocidades son pequeñas, entonces deformarás la Tierra cuando la enganches.

Creo que mucha gente aquí está pensando en las consecuencias catastróficas si el dispositivo se usa cerca de los planetas, pero creo que simplemente hacer que sea extremadamente difícil o molesto usar el dispositivo cerca de los planetas podría funcionar mejor. Por ejemplo, para poder usar el dispositivo en la atmósfera, podría decir que se necesita mil veces más para encender y estabilizar el plasma porque la atmósfera interactúa aparentemente al azar con el campo de plasma. Esto hace que sea muy poco práctico usarlo cerca de los planetas.

También podría inventar un aumento directo del uso de energía cuando use el dispositivo cerca de pozos de gravedad. Por ejemplo, usando la gravedad de la superficie del planeta como un multiplicador M = (1+gravedad) podrías tener un simple multiplicador de uso de energía para diferentes casos. En la tierra, ese multiplicador sería 1+9,82 (m/s^2), que es un multiplicador de potencia de 10,82. Por lo tanto, necesitaría casi 11 veces más potencia para dar un salto desde la tierra. En Plutón, esa ecuación sería 1+0,62 = 1,62 de potencia, lo que significa un 62 % más de potencia. Sigue siendo un gran aumento. En el espacio con solo la gravedad de una estrella, tendrías en nuestro sistema solar algo así como 1+0,0006, que es solo un aumento del 0,06%. Por supuesto, eso crece cuanto más te acercas a un pozo de gravedad.

Si hace que su unidad ftl tenga hambre de energía, hace que sea prácticamente imposible eludir estas limitaciones de energía y tiempo. Los requisitos de energía son demasiado grandes y lleva demasiado tiempo. Esta solución también le permite tener naves de diferentes niveles tecnológicos para encender sus motores tarde o temprano cuando se alejan de los planetas, ya que una nave puede manejar campos de gravedad ligeramente más altos que otra.

Está tratando de hacer un área de masa negativa al convertir un anillo de tungsteno. Tener tanto aire entre la nave y el anillo que estás convirtiendo tiene consecuencias en este proceso.

Esto significaría que en planetas sin atmósfera sus naves podrían viajar.

Alternativamente o adicionalmente, la gravedad podría correr el riesgo de que el campo se extraiga de la parte delantera de la nave, ya que la antigravedad no puede transportar la materia negativa. Esto significa que necesita una órbita estable o espacio exterior donde la materia negativa vuele junto con la nave para funcionar, evitando su uso demasiado cerca de la atmósfera de un planeta.

Sí, pensé en eso, pero en todo caso, ¿el aire no ralentizaría el proceso? También sí, eso pone una velocidad máxima en el motor. Una vez que se acumula suficiente materia negativa, el antigravedad falla, el anillo cae y la burbuja colapsa y mata todo lo que hay dentro.

En su escenario, diría que los generadores de campo magnético que sostienen las ventanas de plasma son gravitacionalmente sensibles y ninguna cantidad de calibración los haría funcionar correctamente cerca de la gravedad generada por grandes cuerpos astrales.

Esto podría tener el efecto secundario de explicar cómo desactivar la unidad FTL de una nave enemiga. Al dirigir un rayo tractor muy débil (que es, en esencia, gravedad dirigida en forma de rayo) hacia su generador de campo magnético, dejaría de funcionar.

Estaba pensando que para lograr el FTL tienes que moverte a una alta velocidad antes de entrar en warp... no puedes pasar de cero a warp 9 con solo presionar un botón. ¿La velocidad necesaria sería tal que cualquier atmósfera suficiente quemaría el debido a la fricción (piense en lo que le sucede a una nave espacial en el reingreso en caída libre)? Así es como funcionaban las cosas en el juego independiente que jugué llamado Evercron, donde la deformación solo podía ocurrir en la subluz máxima... y eso causaba suficiente fricción atmosférica para que los escudos fallaran rápidamente... Aunque había una gran manera para convertir esto en un arma donde, si lo sincronizaste en el momento adecuado, aún te deformarías en la atmósfera sin dañar el escudo, pero los hostiles perseguidores acelerarían a la velocidad máxima en la atmósfera ... y se quemarían porque no se dieron cuenta de que no estabas tratando de sacúdelos...