Un campo de dilatación del tiempo no letal

Stargate a un mundo cerca de un agujero negro.

Así lo hicieron en Stargate SG1. No puedo encontrar un video que muestre la excelente apertura del episodio 2-15, pero puedes verlo completo aquí por $1.99. https://www.youtube.com/watch?v=4n2xxesfLDw

En resumen, el equipo SG10 está explorando un planeta cuando la estrella binaria de ese planeta se condensa en un agujero negro. El equipo ve cosas malas que caen en el cielo y comienza a correr hacia el portal estelar, que para aquellos que no están familiarizados con el programa es un agujero de gusano mejorado tecnológicamente. Están transmitiendo a través de la puerta y sus transmisiones se vuelven cada vez más lentas. A medida que el tiempo se ralentiza para SG10, nunca llegarán a la puerta para escapar. Me gusta pensar que nunca se dan cuenta de esto.

El resto de este episodio trata sobre las ramificaciones de estar conectado a un lugar cerca de un agujero negro a través de un agujero de gusano Stargate. La capacidad de conectarse a un agujero negro a través de Stargate se revisa en un episodio posterior (¡tan increíble!).

Para sus propósitos: la tierra lenta es un área lo suficientemente cercana a un agujero negro que el tiempo es lento. Alternativamente, podría ser un destino que se mueve extremadamente rápido en comparación con el destino inicial. La transición de la tierra del tiempo normal a la tierra lenta debe ser una deformación espacial mejorada con tecnología similar a Stargate a través de un espacio especial que coincida con la velocidad, etc.

revisando... ¿etiqueta de ciencia dura? ¡No! Está todo bien.

Entrando al campo

Así que te preocupa que las diferencias de tiempo lastimen o maten a la gente. Una solución es que el gradiente de tiempo siempre será constante en un objeto sólido. Entonces, si el centro de masa de su persona está a la mitad de la capa límite, corre a 1/10 de velocidad ¹ como lo ve el mundo exterior. Cada pedacito de ellos. Puede llevar componentes electrónicos adentro y no fallarán debido a que los transistores funcionan a diferentes velocidades.

Ayudará a que la gente no se dé cuenta si la capa límite es muy gruesa. (Si tiene una diferencia del 1% por metro, entonces la capa límite debe tener un grosor de ~463 metros). Las personas que notan que algo está mal pueden violar el requisito n.º 1 (Parece un espacio ordinario), pero que la capa límite sea increíblemente gruesa no es un requisito de esta solución para mantener a alguien con vida.

Esto causaría efectos interesantes para los dispositivos mecánicos formados por muchas partes sólidas diferentes que se mueven a través de la capa límite.

Problemas de aire

La acumulación de presión dentro de la zona requerirá un sistema separado para solucionarlo. Hacer que el aire esté exento de la dilatación del tiempo dará como resultado que las personas sean aplastadas, mientras que incluirlo, como ya se dio cuenta, es que las personas mueren bajo 100 atmósferas de presión.

En el lado más duro de las ideas, el área dentro de la zona de dilatación del tiempo es una cámara de presión. Cuando la escotilla está abierta, puede bombear el exceso de aire.

En el lado más suave de las cosas, considere algo como el núcleo aerocinético de Red Tornado, de Justice League Unlimited y Young Justice. El núcleo aerocinético es lo que permite a Red Tornado, un robot, crear tornados y viento. Un sistema similar de aeroquinesis mecánica permitiría mantener un gradiente de presión efectivo a lo largo de la capa límite.

1: De hecho, asumiría que la capa límite de una dilatación del tiempo tendría una curva exponencial, por lo que para elevar al cuadrado la tasa de duplicación de la capa límite en espesor.

La única solución es agitar las manos. No hay una forma realista de que esto no sea letal. Afortunadamente, este tipo de cosas aparecen todo el tiempo en la televisión/películas/libros, así que ni siquiera tienes que explicarlo. Solo hazlo y trátalo como si fuera perfectamente natural. En cuanto a por qué esto no es posible, se reduce al hecho de que una dilatación del tiempo de 100x es en realidad bastante grande, y esto afecta todo . Como referencia, para experimentar una dilatación del tiempo de 100x debido a la relatividad especial, tendrías que viajar aproximadamente al 99,995 % de la velocidad de la luz. En comparación, una pelota de béisbol que viaja a 0,9c es un evento que acaba con la ciudad . Este es un factor de dilatación de tiempo alto loco. Esto es lo que hace:

1. Presión de aire: no se trata solo de CO2. El aire de un lado de su barrera entrará más rápido que el aire del otro lado de su límite. Si el límite se "encendiera" repentinamente, el aire en el interior actuaría efectivamente como si tuviera una fracción de la presión. Terminaría con un vacío gigantesco que aspira aire en la zona de dilatación del tiempo hasta que la "presión" en ambos lados se iguale. No estoy 100% seguro de cómo se aplicarían las matemáticas, pero supongamos que se aplica la ley de los gases ideales y que el aire dentro de la barrera viaja efectivamente al 1% de la velocidad del aire exterior. La temperatura es proporcional a la energía cinética y la energía cinética es proporcional a velocity^2. Por tanto, el aire con el 1% de la velocidad tiene el 0,01% de la temperatura y el 0,01% de la presión (PV=nRT). Ingenuamente, esto significa que la presión dentro de su domo es efectivamente 1/10000 de la del exterior. Por lo tanto, nuestro gigantesco vacío continuará hasta que esa gran diferencia de presión se iguale, con un cambio muy grande en la densidad o la temperatura dentro de la burbuja. Sin embargo, al final, la burbuja debe tener una presión de aire de 10000 ATM (1 gigapascal) para igualarse, que es increíblemente alta. Como referencia, la resistencia a la compresión del hormigón se mide en megapascales. La presión en el núcleo de la tierra es de alrededor de 360 ​​gigapascales.
2. Intensidad de la luz: La luz, por supuesto, tiene el mismo problema, aunque las personas que están dentro pueden sobrevivir a esto. Dentro de tu burbuja de tiempo, el tiempo viaja al 100% de la velocidad. Eso significa que la luz viaja 100 veces más lento. Al igual que con el aire, esto crea un problema en el límite: la luz entra mucho más rápido de lo que sale. De hecho, cuando el campo se "enciende" por primera vez, puede parecer que se vuelve negro por un breve momento, ya que la luz que ingresa no puede rebotar inmediatamente para que usted la vea. Presumiblemente, las cosas dentro de la barrera inicialmente parecerían 100 veces más tenues. El ojo es un detector logarítmico, por lo que esta diferencia no será tanaparente como usted podría pensar, pero sería bastante obvio. Se trataría de la diferencia entre una estrella brillante en la noche y la más tenue que puedas ver. Sin embargo, este efecto sería temporal (creo). La "densidad de energía" de la luz dentro de la zona siempre sería 100 veces mayor que la del exterior, pero una vez que la luz haya tenido la oportunidad de llegar al centro y rebotar, se volverá visible con un "brillo" normal (por el mismo razón por la que su vacío se detiene una vez que la presión en ambos lados se iguala).
3. Frecuencia de la luz: por supuesto, no solo cambiará la intensidad de la luz, sino también su frecuencia. Esto es más o menos lo mismo que ocurre con el efecto doppler. La luz que entra en la burbuja se "desplazará hacia el azul" por un factor de 100, convirtiendo la luz visible en luz ultravioleta de alta energía. Por el contrario, la luz que sale de la burbuja se desplazaría hacia el rojo, moviendo la luz visible hacia el infrarrojo cercano. Esto significa que si estuviera adentro mirando hacia afuera, no vería luz visible sino infrarroja (¡podría ver a todos brillando!), y si estuviera afuera mirando hacia adentro, no podría ver ninguna fuente de luz en el interior. Técnicamente, podría ver cualquier fuente de luz ultravioleta, pero en realidad no usamos muchas de esas, por lo que no verá nada a menos que esté iluminado por la luz que proviene primero del exterior.
4. Impulsos: El intercambio de fuerzas desde el exterior hacia el interior de la barrera se vuelve interesante. Supongo que la energía todavía se conserva. Si imagina estar dentro de la barrera y golpeando un objeto justo fuera de la barrera con un martillo, la cantidad de energía que impartirá probablemente seguirá siendo la misma. Sin embargo, desde la perspectiva del exterior, esa energía se imparte durante un período de tiempo 100 veces menor. Misma energía, menos tiempo = mayor impulso, más fuerza. Estoy adivinando salvajemente aquí, pero esto podría significar (por ejemplo) si el campo está en medio de un edificio alto, las personas que caminan dentro de la burbuja pueden terminar agrietando y rompiendo el piso justo afuera de la burbuja sin sentido también. No estoy seguro de qué otros impactos podría tener esto.

La parte desafortunada es que un degradado no ayuda en nada de esto. Un gradiente puede convertir su vacío en un pequeño viento, pero al final la atmósfera interior no se estabilizará hasta que la presión en el centro sea 10000 veces más alta que en el exterior. Simplemente no creo que haya forma de cancelar todos los efectos de una dilatación del tiempo tan extrema sin violar por completo las leyes de la física. En ese momento, la respuesta es simplemente "mágica", así que reconózcala y proponga su propia explicación divertida.

Una vez más, sin embargo, personalmente no creo que sea un gran problema, incluso como alguien con títulos en física que critica excesivamente las películas/libros por mala física. Esta zona de dilatación del tiempo funciona y no mata a la gente que está adentro porque tú dices que no lo hace (o más específicamente, no dices nada y la gente que está dentro no muere). Vea este clip , especialmente a partir del minuto 1:10.

En el punto atmosférico, a menos que me esté perdiendo algo, ¿el CO2 no va a entrar en la zona de dilatación del tiempo a un ritmo diferente al de cualquier otro componente de la atmósfera? Entonces, el envenenamiento por CO2 no debería ser un problema, pero la acumulación de presión desbocada aún podría serlo, pero podría remediarlo con solo una gran bomba de aire que desplace el aire excedente fuera de la zona de dilatación. Esto requeriría mucha energía para funcionar, pero afortunadamente podría generar mucha de esa energía instalando un anillo de turbinas eólicas alrededor de la circunferencia de la zona de dilatación para aprovechar el aire súper acelerado (estos también tienen la ventaja de ralentizar un poco ese aire).

Problemas y Soluciones

Entrar al área de forma segura La diferencia repentina extrema de un cambio brusco probablemente dañaría la mayoría de las pistas para ingresar al campo. Debido a esto, probablemente debería usar uno de los siguientes métodos. El campo tiene una barrera de gradiente, o los objetos que ingresan parcialmente obtienen un campo similar alrededor de su cuerpo cuando ingresan. Estos permiten menos daño por el cambio brusco entre 2 partes del cuerpo al hacer que el cambio sea más lento a lo largo de la distancia o demasiado rápido para ser dañado por él.

Presión de aire Afortunadamente, esto no va a ser un problema importante. A medida que el gas se acerca a la batería/entra en ella, las partículas retendrán la energía de antes. Como el tiempo es más lento, parecen disminuir la velocidad si miran hacia afuera. Los diferenciales de presión no existen debido a que la barrera no implica la desaceleración de las partículas, sino el tiempo. La mayor parte de los gases deberían difundirse normalmente de forma apropiada. Una forma de imaginarlo es pensar en lanzar una bola de boliche a la barrera. Una bola descansa justo dentro de la barrera. Si ambas tienen la misma masa, las bolas de boliche impactarán y ambas tendrán la mitad de la velocidad de la primera bola en movimiento.

Luz La luz que entra y luego sale aparecerá como si fuera una longitud de onda normal para los que están afuera. La luz reflejada por los objetos del interior aparecerá desplazada hacia el rojo. Para los que están dentro, el exterior se desplaza hacia el azul por un factor de 100: inversamente a la vista de los que están fuera. La luz también tendrá un aumento en la amplitud. Debido a esto, la energía de la luz y el sonido se vuelve más fuerte a medida que ingresa. Sin embargo, cuando se va, se debilita. Estos efectos probablemente podrían equilibrarse. En este caso, es similar a cómo los vacíos cósmicos y los cúmulos afectan las longitudes de onda de la luz.

Conservación de la energía Se necesita más energía para mover un objeto parcialmente dentro de la región, ya que la diferencia conduciría a 100 veces la energía para hacer que los objetos del interior parezcan moverse a la misma velocidad. (Por ejemplo, rodar una pelota a 1 cm/s por el exterior y otra rodando a 1 m/s por el interior). La aceleración es más fácil de aplicar al exterior por cualquier cosa del interior por la misma razón, pero a la inversa.

Veo que @Willk ya se ha referido a un agujero negro, que es lo que estaba pensando.

Para un observador distante, los relojes cerca de un agujero negro parecerían funcionar más lentamente que los que están más lejos del agujero negro.[78] Debido a este efecto, conocido como dilatación del tiempo gravitacional, un objeto que cae en un agujero negro parece disminuir su velocidad a medida que se acerca al horizonte de sucesos, y tarda un tiempo infinito en alcanzarlo.[79] Al mismo tiempo, todos los procesos en este objeto se ralentizan, desde el punto de vista de un observador externo fijo, lo que hace que cualquier luz emitida por el objeto parezca más roja y más tenue, un efecto conocido como corrimiento al rojo gravitacional.[80] Eventualmente, el objeto que cae se desvanece hasta que ya no se puede ver. Por lo general, este proceso ocurre muy rápidamente y un objeto desaparece de la vista en menos de un segundo.[81]

A través de https://en.wikipedia.org/wiki/Black_hole#Event_horizon

Sabemos que es imposible que exista vida dentro de un agujero negro, sin embargo, es su historia, por lo que es posible que se forme algo así como un agujero negro muy pequeño y espontáneo en un planeta, y si alguien ingresa, está el gradiente de tiempo. como arriba, y porque es tu historia, la vida es posible, pero no lo sabemos porque la diferencia horaria hace que cualquiera que entre y luego se vaya, incluso un par de minutos después, esté unos días por delante del marco de tiempo de un observador. No sé si eso ayuda o encajaría para usted? espero que funcione el enlace

Bueno, de acuerdo con la Teoría de la Relatividad de Einstein (dilatación del tiempo, un video sobre esto está vinculado a continuación), el tiempo es relativo, pero cuanto más rápido se mueve algo, menos tiempo toma (es decir, caminar una milla toma 30 minutos, correr una milla toma 15 ). Entonces, este campo de tiempo podría hacer que las personas/la vida se muevan exponencialmente más rápido, lo que haría que el tiempo dentro del campo se sintiera corto y el tiempo afuera largo. Y debido a que es su propio campo, esta transición podría parecer normal para quienes están dentro de ella.

Vídeo sobre la Teoría de la Relatividad de Einstein

Hay otra posibilidad científica. El paso del tiempo en la Tierra está dictado principalmente por el sol (es decir, una revolución = 1 año, 12 meses en un año, 1 vuelta de la tierra = 1 día, 24 horas al día, 60 minutos por hora, 60 segundos por minuto). Entonces, si el tiempo de nuestro planeta se basa en el sol en nuestro sistema solar, eso se puede hacer fácilmente con otros sistemas solares (considerando que hay al menos 200 mil millones de estrellas solo en nuestra galaxia). Sin embargo, eso es de la Tierra. Si colonizáramos Plutón, un año en Plutón serían 248 años terrestres.

Entonces, si tiene una estrella en un sistema solar que se usa para la relatividad, podría crear una especie de campo de tiempo de planeta a planeta. Entonces, cuatro días en un planeta podrían equivaler a una hora en otro planeta.

Aunque viajar a través de este campo de relatividad del tiempo planetario requeriría tecnología de viaje espacial de alta tecnología.

Pero si no necesitaba ser explicado... aparentemente me vinieron a la mente burbujas y árboles. no sé por qué Pero tal vez solo tengas esta extraña planicie plana hecha de árboles hechos de burbujas. Burbujas que duran muchísimo y no revientan muy a menudo (a menos que se toquen), lo que se convirtió en el factor decisivo del tiempo. Entonces, cuando las burbujas explotan, ha pasado una hora o algo así (y las burbujas simplemente se regeneran).

La mayoría de las respuestas se centraron en la presión del aire. El razonamiento parece que la velocidad debe aumentar -> las moléculas de aire deben moverse más rápido -> la presión del aire es diferente -> el aire se filtraría desde el borde del campo . Pero supongo que es incorrecto en muchos sentidos.

La diferencia de presión de aire no es necesaria.

No solo las moléculas de aire se moverían más rápido. Cualquier cosa y cualquiera. ¿Qué pasa con la velocidad humana? ¿La gente también se mueve 100 veces más rápido?
Además, en la teoría de la relatividad general, el tiempo podría ralentizarse no debido al movimiento rápido sino a la alta gravedad. En ese caso, se debe aumentar la presión de aire en el interior .
Dado que la barrera rompe la invariancia de Lorentz, podríamos decir fácilmente que rompe la continuidad de la velocidad (o la continuidad de la gravedad ). Solo porque la velocidad es un componente del impulso que supones que no se conserva.

Portales (mágicos)

¿Qué pasa si la frontera consiste en muchas cosas como puertas de enlace de esclusas de aire? Cada puerta de enlace no es tan grande, solo mide 1 m. Podría construirse con tecnología mágica de mano a partir de campos, no de acero. Entonces, cuando los humanos viajan a través de la frontera, pasan por docenas de pequeñas puertas de enlace. Probablemente ni siquiera se haya dado cuenta de esas puertas de enlace. Si el tráfico humano es bajo, recuerde que los animales, las aves y los insectos viajarían a través de puertas de enlace similares. Por lo tanto, podríamos decir que hay suficiente tráfico aéreo entre las áreas internas y externas para permitir que se ventile el CO2 .

Sistema de ventilación del edificio

Si hablamos del tamaño de los edificios, veamos cómo se resuelven los mismos problemas en los edificios. La mayoría de ellos tienen sistema de ventilación (con hélices o simplemente pasivo). Digamos que las entradas y salidas de este sistema pasan por una barrera . De alguna manera.

Su campo tiene una piel similar a un gel que evita que cualquier cosa viaje a través de él sin esfuerzo. La forma en que funcionaría es que cualquier objeto que intente viajar a través de él empujaría una burbuja y cuando todo el objeto está sobre el umbral del campo, el campo se reforma detrás de ellos y la burbuja que expulsaron estalla de manera efectiva al instante, haciéndolos parte del nuevo tiempo. del lado que sea que estén.

Para la mayoría de los demás efectos (p. ej., la luz del sol entra en el campo 100 veces más lento de lo normal, lo que hace que la luz del exterior parezca tenue), el gel compensa tanto como desee, aumentando la intensidad de la luz, siendo selectivamente permeable al aire para permitir el intercambio de gases con el afuera a lo que parecería ser un ritmo normal desde adentro, corrigiendo la gravedad porque no estoy seguro de cómo la dilatación del tiempo afecta eso.

Un efecto secundario interesante de esto es desde la vista de las personas en la burbuja, cualquiera que empuje entraría casi instantáneamente, mientras que las personas que salen podrían ser observadas durante horas por personas de afuera (y tal vez empujadas hacia adentro).

Se tarda mucho en entrar o salir del campo

Esta área particularmente densa del espacio-tiempo ofrece una resistencia a cualquier entrada o salida. El borde tiene solo un metro de espesor. Pero caminar a través de él es como empujar contra la baba de maicena (gel de tiempo). La barrera no está hecha de materia sólida, sino de algún tipo de gradiente de espacio-tiempo de ondas manuales. No puedes abrirte paso a la fuerza. Solo tienes que moverte muy despacio en el transcurso de unos diez minutos hasta que pases la barrera.

Esto hace que sea seguro para las personas cruzar, ya que lo peor que puede pasar es que te canses de empujar y tengas que descansar a la mitad de la barrera, y luego avanzar más despacio.

Sin embargo, los objetos que se mueven rápidamente tienen problemas. Un misil disparado a través de la barrera se rompería cuando el gradiente lo ralentizara repentinamente. La luz que se mueve rápidamente y las partículas de aire tienen dificultad para pasar, pero estadísticamente una proporción de ellas aún lo logra.

Por alguna coincidencia milagrosa, esta proporción es de alrededor del 98%. Esto casi cancela el hecho de que hay 100 veces más luz/aire intentando entrar que salir.

Visualmente, espero que la mayor parte de la luz se refracte y/o refleje en la barrera. Entonces, desde el exterior parece un espejo extremadamente empañado.