viaje galáctico: una alternativa a FTL

Para un entorno de ciencia ficción bastante basado en la ciencia dura, estoy buscando posibilidades más rápidas que la luz (FTL). Una opción que considero es la siguiente:

El viaje interestelar se logra a través de portales . Pueden imaginarse durante su construcción como dos anillos gigantes inicialmente superpuestos. Una vez terminados, se separan pero tienen una propiedad notable: se comportan como un "túnel" en el espacio. Algo que mire o entre en el espacio rodeado por el anillo A verá o saldrá por el anillo B. Sin efectos especiales ni nada sofisticado: ambas partes de los espacios están "simplemente" conectadas y se comportan en consecuencia. Después de eso, puede mover el Anillo B a cualquier lugar del espacio, a una velocidad inferior a la de la luz. Incluso si lleva algunos cientos de años lograrlo, puede terminar conectando estrellas o regiones del espacio, construyendo una red de portales conectados.

Este sistema hace que los portales sean elementos clave en mi entorno (por estrategia obvia, comunicación y ventajas comerciales/económicas) y evita algunos FTL. Me gustaría tener los comentarios de los lectores de Worldbuilding sobre esto:

  • ¿Es esto algo que se usa comúnmente en entornos existentes?
  • ¿Es esto plausible ? Si bien no es realmente ciencia dura, evita el FTL efectivo al jugar con el atajo espacial, sin ningún hiperespacio involucrado.

Cualquier otro comentario sobre este escenario "pseudo-FTL" es bienvenido.

Para aclarar: esta es una representación visual en 2D del espacio-tiempo resultante: deformación del espaciopor lo tanto, aquí no hay un portal brillante elegante: simplemente una conexión permanente que se crea entre dos regiones del espacio. De hecho, esto es casi idéntico a un agujero de gusano, con la característica específica de que ambos extremos deben comenzar en un solo punto. El "pellizco/agujero" inicial se puede mover después de eso.

A continuación se muestra el desafortunado intento inicial de conectar la Tierra y Marte, lo que resultó en una fuga de la atmósfera de la Tierra a Marte. Por regulación, las próximas puertas debían estar ubicadas en el espacio exterior y campos magnéticos/gravitacionales limitados.

Puerta a Marte

Ver también: Stargate .
Las teorías M postulan hasta 11 dimensiones en el universo, pero ¿y si hay un número infinito de dimensiones, y la mayoría tiene una extensión de exactamente cero? Si pudiera desplegar un conjunto de dimensiones, podría viajar a lo largo de ellas a la velocidad que quisiera, ya que no estarían necesariamente limitadas por las leyes normales de la física.
No te preocupes por lo plausible. Esto es básicamente magia. Tratar de justificarlo debe parecer patético. Solo declara que lo es y continúa con la historia. David Weber, en la serie Honor Harrington , tiene esas cosas para las naves estelares. Lo interesante es que su versión solo puede mover tanta masa durante un cierto período de tiempo. Entonces, si una flota pasa, otra no puede usarla durante varios días.
Un sitio web interesante que analiza varios aspectos de la física y la construcción de agujeros de gusano está aquí: aleph.se/Trans/Tech/Space-Time/wormholes.html . El sitio web de Orions Arm también tiene discusiones interesantes sobre la naturaleza y las implicaciones de los agujeros de gusano.
Sugiero leer Timemaster de Robert L. Forward. Se basa en dos ondas manuales (agujeros de gusano y materia negativa. Nota: ¡no antimateria!) pero, por lo demás, es bastante cuidadoso con la ciencia. ¡Hay algunos escenarios de paradojas desagradables a tener en cuenta!
¿Soy el único que ha sentido durante mucho tiempo que el término "FTL" se refiere a cualquier método para ir de un lugar a otro que sea más rápido que la velocidad de la luz, incluidos hiperimpulsores y portales/puertas estelares/agujeros de gusano, etc.? Para mí, los viajes que no son FTL significan naves de generación o sueño criogénico o simplemente distancias más cortas o algo así.
De acuerdo, esto cuenta como FTL.
- ¿De verdad estás diciendo que para crear un portal/agujero de gusano desde el punto A hasta el punto B, tendrías que generar el agujero de gusano en un punto medio entre A y B? (El párrafo 8 me hizo pensar en esto) - ¿Está diciendo que para hacer un agujero de gusano de A a B, necesitaría crear el agujero de gusano en A y llevar la otra puerta al punto B? (Creo que es esto después de leer el párrafo 2) -¿O estás diciendo que puedes crear el agujero de gusano en cualquier punto A y colocar la puerta en el punto B instantáneamente? (La única forma de generar portales que podrían conducir a la situación de 'Puerta a Marte')
Las dos partes de un portal se construyen juntas en el mismo lugar alrededor de una superficie cerrada. Al activarse, las dos partes se pueden desplazar, pero la superficie entre ellas está definitivamente conectada.

Respuestas (6)

De lo que estás hablando se conoce como un agujero de gusano , y las variaciones son bastante comunes en la ciencia ficción (lista parcial aquí ). La única franquicia que se me ocurre que usa la versión particular que mencionaste es la serie de juegos Galactic Civilizations , pero estoy seguro de que hay muchas otras.

Por lo que podemos decir, es al menos plausible, aunque hay muchos argumentos sobre si permitiría o no FTL verdadero (su movimiento parece más rápido que la luz para un observador externo) o FTL aparente (su movimiento parece más lento que la luz para un observador externo). un observador externo pero instantáneo para usted).

Para obtener más información, puede consultar wikipedia.org y projectrho.com (este último sitio web es un recurso excelente para los viajes espaciales en general).

Los agujeros de gusano (o puertas del mismo tipo) son de hecho comunes, pero me estoy enfocando más en la forma en que se construyen para que doblen el espacio definitivamente para "conectar" regiones del espacio. Ya revisé projectrho sobre el tema, pero no encontré mecanismos similares.
@Uriel, creo que la teoría de cuerdas y la relatividad general serían la dirección ideal para entender cómo conectar regiones del espacio.
La sociedad anterior a la Gran Invención de Schlock Mercenary se configura en torno a esta premisa.
@chrylis: Podría ser. Ha pasado un tiempo desde que leí Schlock Mercenary, así que no recuerdo si remolcaron o no las puertas de gusano a velocidad STL antes de usarlas, por lo que no las mencioné. Mass Effect es otro que no mencioné porque no tengo idea de si los relés de masa se construyeron en el lugar o se remolcaron.

Esta configuración tiene un pequeño problema: forma una máquina de movimiento perpetuo.

Tomemos dos portales, A y B. Coloque A en el suelo. Suspender B (orientado horizontalmente) 10 metros directamente encima de él. Ahora toma una masa M, colócala 1 metro por encima de A y suéltala. Ah, sí, y pongamos todo en una cámara de vacío, ¿de acuerdo?

La masa caerá en A y aparecerá en B. Dado que su vector de velocidad es verticalmente hacia abajo, caerá en A, reaparecerá en B, hasta el infinito. Cada gota de B a A aumentará su energía cinética en Mgh. En las primeras etapas ganará alrededor de 14 m/seg en velocidad descendente por cada paso a través de los portales. Una masa de 1 kg ganará 98 julios de energía por cada pasada.

En efecto, el objeto experimentará una aceleración constante de 1 g, y sabes que eso no terminará bien.

Después de 1 hora, la velocidad del objeto será de unos 35 km/s, mucho mayor que la velocidad de escape, y su energía será de unos 600 MJ.

Después de un día, la energía del objeto es de unos 358 GJ, lo que da una velocidad de unos 846 km/seg.

Después de un mes, si no acepta la relatividad, la velocidad del objeto será de 248 000 000 m/seg, que es un poco menos que la velocidad de la luz.

Hay algunas complicaciones con esto, sobre todo la rotación de la tierra, que tenderá a mover el camino del cuerpo que cae fuera de los portales, pero esto es claramente solo una cuestión de ingeniería. O, en una primera aproximación, simplemente coloca los portales en los polos norte o sur.

Muy buen punto, ya que el movimiento perpetuo es una clara señal de inviabilidad. Sin embargo, el portal que preveo no funciona "teletransportando" objetos a través de un agradable brillo visual. En cambio, son aburridos y no se distinguen desde una puerta abierta, dejando que los campos electromagnéticos (luz, etc.) y la gravitación atraviesen como el espacio convencional. En este caso, M sería atraído tanto por A como por B, ya que la gravitación de la Tierra provendría de ambos portales.
Entonces... M se desplazaría lentamente hacia el portal más cercano, lo atravesaría y volvería a oscilar para siempre... Sin movimiento perpetuo, sino como un entorno de gravedad cero (suena genial).
Se podría superar este argumento estipulando que los portales funcionarían solo cuando se colocaran en lugares con un potencial gravitacional (y eléctrico) igual. Es cierto que esto podría ser inviable (o tal vez incluso indefinido, según la relatividad) a distancias interestelares. … (Continuación)
(Continuación)... Otro mecanismo sería teorizar que los portales liberan energía al medio ambiente cada vez que transportan materia a un lugar donde tiene menos energía potencial, y extraen energía del medio ambiente cada vez que transportan materia a un lugar donde tiene mayor energía potencial. En su escenario, los portales absorberían energía hasta llegar al cero absoluto, momento en el que se “congelarían” y dejarían de funcionar. (Y no, no estoy seguro de cómo funcionaría eso en el vacío).
Succionar energía como calor del ambiente aún viola la termodinámica. El ambiente caliente contiene más entropía que el frío. O tienes que empujar un objeto para hacerlo pasar y aumentar su potencial gravitatorio, o los agujeros de gusano requieren energía para crearse y ese uso los encogería.
@Uriel: si bien no es tan sexy como el original, el uso de dos portales para producir un volumen de gravedad cero también es una máquina de movimiento perpetuo. Ponga una masa en el volumen en la parte inferior. Dale un pequeño empujón hacia arriba y luego sácalo justo debajo del portal superior.
Considere también las velocidades relativas de los extremos del portal. Si llevo el extremo B a la velocidad de la luz en su viaje a alfa centurii, todo lo que se encuentre en su camino, incluida la radiación, saldrá disparado del extremo A a la velocidad de la luz/transformado en rayos gamma.
@DonaldHobson: Esto es cierto para extraer energía de un entorno pasivo , pero mi computadora portátil hace un gran trabajo extrayendo energía del entorno de la red eléctrica local. ¿Quizás el agujero de gusano tiene células solares?
Solución simple: si hay una diferencia en el potencial gravitacional, aparece en el portal: debe empujarlo cuesta arriba, gana velocidad si se mueve cuesta abajo. La energía se conserva sin que los problemas de entropía de la misma se manifiesten como cambios de temperatura.
Los portales no necesitan conservar el impulso de los objetos que entran en ellos. Problema resuelto. La preservación del impulso se usó en el famoso juego que agregó una mecánica muy inteligente y divertida al juego, pero con portales ficticios podría ir en cualquier dirección.
Hay dos soluciones para esto. Primero sería que los portales deben compartir un vector en el espacio. Por lo tanto, tener portales uno frente al otro no es posible. En cambio, el escenario propuesto haría que la masa M cayera en el Portal A y saliera volando del Portal B. En segundo lugar, no estás creando una máquina de movimiento perpetuo. Sólo lo parece, por el marco de referencia. Después de todo, la "máquina" obtiene su energía de la Tierra, y con cada paso, la masa de la Tierra también se vería afectada. Mover un guijarro a una velocidad cercana a la de la luz requiere menos energía que mover la Tierra unos centímetros.
Dé crédito a Larry Niven; escribió sobre esto hace décadas: obooksbooks.com/2015/3975_4.html (consulte la sección VIII en la página 4 del enlace).
Tus cálculos no son exactamente correctos. No alcanzarás la velocidad de la luz en un mes. Con una aceleración de 1 g, tardaría un año.
Los agujeros de gusano atravesables son una posibilidad teórica real en la relatividad general, y esta teoría respeta la conservación de la energía en espacios- tiempos asintóticamente planos que incluyen aquellos con agujeros de gusano. Entonces, uno debería esperar que la conservación de la energía funcione de alguna manera en su escenario. Tenga en cuenta la publicación n. ° 6 de pervect en este hilo que señala que cuando una masa sale de la boca de un agujero de gusano, la masa de la boca del agujero de gusano disminuye para compensar, y en realidad puede
(continuación) se vuelven negativos; así que eso podría tener algo que ver con eso, y supongo que hay un efecto similar con el impulso en el que si algo sale de la boca de un agujero de gusano con un impulso dado, la boca del agujero de gusano gana el mismo impulso en la dirección opuesta. Además, el tema de superar la velocidad de la luz es un tema aparte, pero la idea de que la aceleración es siempre la misma a una distancia determinada de una fuente gravitatoria es de la física newtoniana, pero dudo que sea cierto en general en los sistemas de coordenadas en general. relatividad como las coordenadas de Schwarzschild.
Juega el juego Portal para ver algunas de las paradojas maravillosamente imposibles que causa un agujero de gusano. Sin embargo, mientras los conos de luz no se crucen, tal vez los agujeros de gusano podrían funcionar, pero en ese sentido serían efectivamente puertas a otros universos.
Diría que una máquina de movimiento perpetuo no es un problema menor sino un efecto secundario útil que puede usarse para generar energía libre.
@Galaxy: bueno, parece poco probable que puedan existir móviles perpetuos honestos, así que supongamos que los portales funcionan como se anuncia. Si es así, tienen que obtener energía de alguna parte. Hubo una serie de novelas bastante malas hace unos 20 años de Eric Nylund, en las que los extraterrestres proporcionan una fuente de energía ilimitada a la humanidad. Los usos de la tecnología de origen se disparan, incluidas las megaarmas. Estalla la guerra. El personaje principal se da cuenta (demasiado tarde) de que la fuente última de energía es el momento angular de la Tierra. No termina bien para la Tierra. Fue un complot de los extraterrestres para destruir a la humanidad.

Su método sugerido no es una alternativa al viaje FTL, es un medio de viaje FTL. Independientemente de cómo lo hagas, si llegas a una parte del universo desde otra más rápido de lo que la luz podría hacer el viaje, te estás entregando a un viaje más rápido que la luz y encontrarás problemas tanto con la causalidad como con la relatividad.

Una de las mejores y más completas explicaciones de los viajes FTL y los problemas que plantea con la causalidad y la relatividad se encuentra en esta página del excelente sitio Atomic Rocket de Winchell Chung .

Esta página también incluye un catálogo completo de métodos FTL utilizados en ciencia ficción, conocido como The Canonical List of StarDrives o Landis list , compilado por el autor Geoffrey A. Landis . Su método postulado está incluido en la lista como Portal a portal.

La configuración descrita nunca permite ir más rápido que la luz. Crea otro espacio alternativo que es más corto (puede estar bastante estirado). Lo que es específico es que tienes dos formas de llegar a otro punto en el espacio que tienen diferente distancia. No viola la causalidad ya que tiene que mover los puntos finales a la velocidad convencional. Si tienes un ejemplo en mente, estoy muy interesado.
Hola Uriel, entiendo que la configuración no incluye un motor que hace que las naves viajen por el espacio real a una velocidad superior a la de la luz. Estaba tratando de decir que el método propuesto era una de las dos únicas categorías para sortear la barrera de la velocidad de la luz: acortar la distancia. Esto todavía tiene problemas con la física, con la energía o la materia requerida para abrir y mantener un agujero de gusano y con la causalidad. recuerde que el espacio y el tiempo no están separados, son una entidad llamada Espacio-Tiempo, y al hacer un túnel a través de uno, se hace un túnel a través del otro. Los agujeros de gusano son máquinas del tiempo.
De hecho, mi opción es jugar con la distancia en lugar de la velocidad FTL pura. Estoy bastante seguro de que tal puerta/agujero implica una física exótica o imposible, pero espero que sea menos evidente que los escenarios flagrantes de FTL. Mi pregunta (y mi conocimiento) es demasiado ligera para physics.stackexchange.com. No estoy seguro de que la causalidad se rompa aquí, pero el espacio-tiempo extendido tiene algunos inconvenientes, como una desafortunada espaguetización al pasar por tal puerta/agujero de gusano...

Se ha usado en ciencia ficción varias veces, aunque no conozco ninguna configuración de juego de rol que los use.

Algunos ejemplos rápidos:

Juegos de constelacionespor Leonard Richardson tiene una civilización alienígena de múltiples especies que visita la Tierra a través de un agujero de gusano. Envían una sonda que transporta un extremo del agujero de gusano a velocidades más lentas que la luz, y luego envían un grupo de exploradores a través. Tienen agujeros de gusano unidireccionales y bidireccionales, y usan agujeros de gusano unidireccionales para la exploración, porque enviar a un millón de personas a visitar una sociedad primitiva es menos disruptivo que permitir que un billón de personas tenga acceso casual. Editar: Casi olvido mencionarlo, pero un detalle interesante es que los agujeros de gusano tienen una vida útil limitada, medida en la cantidad de masa que pueden transferir. Esto significa que una civilización multiestelar próspera necesitaría una producción continua de nuevos agujeros de gusano y un flujo continuo de naves que transporten puntos finales a donde se necesitan, para mantener una conectividad constante. Ese'

Glasshouse de Charles Stross tiene una sociedad humana que vive en los márgenes del sistema solar y en sistemas estelares cercanos en inmensos hábitats conectados por agujeros de gusano. Son lo suficientemente baratos como para que la mayoría de la gente tenga apartamentos repartidos por todo el espacio humano, con habitaciones individuales conectadas por agujeros de gusano bidireccionales. Aunque ahora que lo pienso, Accelerando es realmente donde más se mencionan los agujeros de gusano. Glasshouse se trata más de un grupo que se separa del resto de la red de agujeros de gusano después de una guerra; los usos domésticos se ven más claramente en Accelerando .

Un libro mucho más antiguo que recuerdo, aunque no recuerdo el nombre, trataba sobre una sociedad que usaba agujeros de gusano en la Tierra para conectar sus hogares y negocios. Creo que la trama era principalmente sobre un niño que anda deambulando afuera; la madre del niño cree que tiene un problema mental. No es una historia muy interesante, la verdad.

The Light of Other Days de Arthur C. Clarke (¿quizás en colaboración con alguien?) es bastante interesante. Aquí, los agujeros de gusano comienzan simplemente como un medio para transmitir información entre partes distantes de la Tierra sin ningún retraso, lo que hace que las conexiones a Internet de todos sean más rápidas. Eventualmente descubren que los puntos finales se pueden colocar fuera del equipo que los genera, y así comienza la verdadera historia. Comienzan colocando el punto final microscópico justo en frente de los ojos de un mariscal de campo famoso, para capturar exactamente lo que estaba viendo cuando hizo la gran jugada, etc. Al final del libro, comienzan a usar agujeros de gusano para escanear las mentes de las personas. antes de su muerte, con el objetivo de devolver literalmente a la vida a todos los que vivieron en el orden inverso al que realmente murieron.

Recuerdo otro donde el inventor del agujero de gusano fue chantajeado y envió a su chantajista a vivir por un tiempo en otro planeta. Pensé que se llamaba Gone Fishing , pero una búsqueda rápida no lo muestra.

Diaspora de Greg Egan hace que los descendientes de la humanidad intenten construir un agujero de gusano y fracasen. Pasaron 800 años preparando el experimento para crear un agujero de gusano (piense en un acelerador de partículas como el LHC, pero del tamaño del sistema solar), solo para descubrir que aunque existen agujeros de gusano, en realidad no son atajos. Todos los agujeros de gusano son tan largos por dentro como por fuera. Este es un gran libro, soberbio en varios niveles, así que no quiero estropearlo. Finalmente descubren un uso para estos largos agujeros de gusano, y es aún más fantástico de lo que hubieran sido los agujeros de gusano cortos.

Como han mencionado otros, si los puntos finales de su agujero de gusano pueden marcar cualquier otro punto final de agujero de gusano, entonces tiene Stargate , que en realidad es un espectáculo bastante divertido. Podrías tener muchos juegos divertidos en ese tipo de entorno.

En cuanto a la plausibilidad, no, no son plausibles en absoluto. Las matemáticas pueden "funcionar" si introduces alguna materia extraña con masa negativa, pero ese es precisamente el tipo de cosas que las leyes reales de la física no te permitirán tener. Por otro lado, sería difícil argumentar que los agujeros de gusano son menos plausibles que FTL, así que no dejes que eso te detenga. Sus lectores (o jugadores) suspenderán su incredulidad de al menos una cosa en el entorno.

Ah, sí, y Schlock Mercenary , mencionado en los comentarios anteriores, es excelente. Muy buena construcción de mundos allí, y buenas historias bien contadas.

@db48x The Light of Other Days fue escrito por Arthur C. Clarke y Stephen Baxter (su colaborador, quien probablemente hizo todo el trabajo pesado de escribir la mayor parte del texto). Baxter es uno de los mejores escritores actuales de ciencia ficción dura. Me alegra que también te haya gustado Diaspora de Greg Egan.

No estoy seguro de entender completamente su concepto, no entiendo totalmente sus comentarios sobre la respuesta de WhatRoughBeast, pero parece que está hablando de una técnica que también se conoce como "transmisión de materia", también conocida como teletransportación , como el "teletransportador". en Star Trek , pero con un terminal en cada extremo. Al igual que los agujeros de gusano, esto también es habitual en la ciencia ficción . En particular, recuerdo The Space Eater , de David Langford , en el que la humanidad desarrolla la transmisión de materia interestelar (pero no el viaje más rápido que la luz, per se ).), y luego lo usa para viajar a otro sistema solar, donde fingen que llegaron allí a través de FTL (ver revisión/resumen de la trama ).

No es "transmisión de materia" ni ningún tipo de teletransportación. Es más una deformación del espacio-tiempo. Imagina que la puerta de tu habitación es un portal de este tipo: podrías llevarte la puerta "A", ponerla en el desierto de Mojave, y todavía verías tu habitación a través de ella, y entrarías en tu habitación si la cruzas.
Se siente como si estuvieras dividiendo los pelos y agitando las manos. Si puedo caminar desde mi habitación hasta el desierto de Mojave en un solo paso, eso es teletransportación.
Bueno, entonces tienes teletransportación en cada puerta :)

Si de alguna manera pudieras crear una nave espacial capaz de producir una aceleración de 1 g constantemente durante varias décadas, podrías viajar a cualquier lugar de la galaxia dentro de una vida sin exceder la velocidad de la luz. E incluso algunas otras galaxias están al alcance.

Lo que te salva es la dilatación del tiempo. Con una aceleración de 1 g, alcanzarás velocidades relativistas después de un año. A medida que siga acelerando a 1g, la nave parecerá moverse más y más cerca de la velocidad de la luz como lo ve un observador externo, y la dilatación del tiempo ralentizará el envejecimiento de los pasajeros. Para los pasajeros de la nave, el universo entero parecerá encogerse en su dirección de viaje, lo que acorta el viaje a una distancia alcanzable.

Una vez que esté a mitad de camino, tendrá que comenzar a reducir la velocidad nuevamente.

Como subproducto de acelerar a 1 g todo el camino, obtienes una gravedad artificial de 1 g en tu nave.

Hay algunas advertencias a este enfoque:

  • Será mejor que te asegures de no chocar con nada en el camino a tu destino. Incluso el objeto más pequeño que pueda golpear lo golpeará bastante fuerte a una velocidad cercana a la de la luz.
  • La ecuación del cohete es problemática. Necesitará una velocidad de escape extremadamente alta.
  • Podrías viajar al otro lado de la Vía Láctea y volver en tu vida. Pero aunque el viaje te tomó solo una vida, el tiempo en la Tierra no se habrá ralentizado, y una vez que regresaras, habrían pasado milenios.
"la dilatación del tiempo ralentizará el envejecimiento de los pasajeros" es incorrecto + "el tiempo en la Tierra no se habrá ralentizado, y una vez que haya regresado, habrían pasado milenios", pero el reloj en su marco de referencia de tiempo seguirá corriendo. esos milenios y morirás de viejo. Tal vez solucionable hibernando su cuerpo/procesos biológicos
@GuntherStruyf Alguien ya ha hecho los cálculos . Podrías viajar hasta Andrómeda y solo tener 28 años más cuando llegaras allí.
Esta es una opción que también uso antes de que se crearan las puertas. También requiere algo de handwavium porque la aceleración de 1g requiere mucha energía (el documento menciona este punto, por cierto). Estos primeros viajeros ahora continúan viajando a gran velocidad y forman un elenco que influye en los resultados a muy largo plazo, con propósitos desconocidos...
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