?

Log in

No account? Create an account

Previous Entry | Next Entry

Я прочитал пост коллеги fonzeppelin про парадоксы, связанные с гипотетической возможностью перемещаться быстрее света. И хочу сказать, что второй парадокс, связанный с причинностью, на самом деле не докручен. И именно "докрутив" его в своей голове я выбрал ту специфику пробоя пространства, которая создала рассказ "Потерянные". Неспособность БЧС-перемещения уравнивать скорости объектов.

Те, кто говорят про пробой пространства, часто неявно предполагают, что пробой соединяет две точки, неподвижные в разных системах отсчета. Но тогда с помощью такого БЧС можно создать вечный двигатель.

Алгоритм простой:
1) Берем пучок протонов, разгоняем в ускорителе до 0,8 с.
2) Берем кучу тяжелых ионов, сколь угодно большую, телепортируем с помощью БЧС к этим протонам.
3) ?????
4) Имеем кучу тяжелых ионов, разогнанную по цене протонного пучка.

Потом энергию этой кучи тяжелых ионов можно извлечь, например, столкнув их с теплоносителем. И получается, что одним фантастическим допущением мы нарушили не один, а сразу два фундаментальных закона природы. Нехорошо получается. Чтобы закон сохранения энергии не начал плакать кровавыми слезами, мы должны сказать, что вся энергия, которую имеют ионы при движении со скоростью 0,8 с, передается им в процессе телепортации. Но кроме первого начала у термодинамики есть еще второе - принцип неубывания энтропии. Любое устройство часть своей энергии переводит в тепло. И есть еще пределы на физически достижимую плотность энергии.

Допустим, мы телепортируем корабль массой в тысячу тонн к какому-то объекту, движущемуся со скоростью 0,8 с. Его полная энергия при этом будет E = mc^2γ. Гамма-фактор 1,67 означает, что прирост энергии соответствует аннигиляции двух третей корабля... при которой ничего не улетело в трудноусваиваемом виде, в котором могло разрушить корабль или что-нибудь находящееся рядом. Как-никак, 670 тонн аннигиляции это 6е22 джоулей. Прописью - шестьдесят тысяч гигатонн ТНТ. Даже если КПД составляет 99,99%, остатка хватит, чтобы уничтожить жизнь на Земле мощным ЭМИ, если взрыв произойдет под магнитосферой.

Но, конечно, главный засранец в данной ситуации - закон сохранения импульса, p = γmv = 4е14. Это как если бы Земля проходила за год 3 миллиметра. Уже не так впечатляет, но что же такое в момент телепортации полетело с этим импульсом в другую сторону? От чего мы отталкиваемся? И самое главное, наш "момент" телепортации это сколько секунд? Изменение импульса ведь всегда связано с действием силы (p=Fδt), которая вполне может разломать на куски корабль. Если t у нас имеет порядок хотя бы единиц секунд, то сила имеет порядок пета-ньютонов. Здесь объяснение про карандаш и лист бумаги уже не помогает.

Поэтому, чтобы остаться в рамках дырок в листе, в рассказе "Потерянные" я сказал, что пробой а) не убирает разницу скоростей и б) создает огромные погрешности в близких окрестностях гравитирующих тел, заметно превышающие характерные размеры этих тел. А в "космооперном сеттинге номер один" в итоге вообще остановился на густой сети червоточин, к которым таких неудобных вопросов возникает меньше. Хотя природа этой сети и ее связь с перемещениями в обычном пространстве дает идею для еще одного рассказа, пока находящегося в задумке.

Recent Posts from This Journal

Comments

( 13 comments — Leave a comment )
lj_frank_bot
Jul. 3rd, 2020 02:04 pm (UTC)
Здравствуйте!
Система категоризации Живого Журнала посчитала, что вашу запись можно отнести к категориям: Космос, Общество, Фантастика.
Если вы считаете, что система ошиблась — напишите об этом в ответе на этот комментарий. Ваша обратная связь поможет сделать систему точнее.
Фрэнк,
команда ЖЖ.
vonstrang
Jul. 8th, 2020 05:41 am (UTC)
Чтобы закон сохранения энергии не начал плакать кровавыми слезами, мы должны сказать, что вся энергия, которую имеют ионы при движении со скоростью 0,8 с, передается им в процессе телепортации.

Ну так и в чём здесь физическая -- не техническая -- проблема?
Если на выходе из телепортации тело движется в некоем направлении с ненулевой скоростью, значит, энергия затрачивается не только на телепортацию, но и на придание ему этой скорости. Плюс неизбежные потери и т.д.
Насколько это достижимо технически, уже другой вопрос. Технически и без гиперпрыжков до околосветовых скоростей хрен разгонишься.

Как-никак, 670 тонн аннигиляции это 6е22 джоулей. Прописью - шестьдесят тысяч гигатонн ТНТ

Вопрос только в том, где эти джоули с гигатоннами взять. На технических уровнях "космической шпаны"/"реальных пацанов" по твоей классификации, как я понимаю, негде.

Уже не так впечатляет, но что же такое в момент телепортации полетело с этим импульсом в другую сторону? От чего мы отталкиваемся?

От НЁХ, по которой едем. Субстрата телепортации. Хоть старого доброго космического эфира гиперпространства, хоть новомодных тёмных материй и отрицательных энергий, про которых ни хрена толком не известно, значит, можно нагородить всякой удобной для сеттинга хрени.



Edited at 2020-07-08 05:50 am (UTC)
nik_pog
Jul. 8th, 2020 09:54 am (UTC)
Технически, на ТУ "реальных пацанов" до релятивистских скоростей можно разогнаться, используя на первом этапе РОСЛОЗ, а на втором - предельный термоядерный двигатель и соотношение топлива к полезной нагрузке как у современных ракет. 0,8 с там не будет, а вот 0,2 или 0,3 - вполне. См. проект "Дедал". Поддержка со стороны РОСЛОЗ должна его сильно пробустить, потому что реактивный двигатель тем эффективнее, чем быстрее движется, а тут самый дорогой этап выкупается за счет внешнего привода. Хороший вопрос как потом тормозить, конечно. Но это подразумевает передачу энергии не мгновенно, а в течение очень большого промежутка времени: многие месяцы, если не годы. И спасение от энтропии заключается именно в этом. Все, что не вошло в КПД, размазывается по пространству тонким слоем.

Так что, если мы можем разогнать ракету до релятивистских скоростей, это еще совсем не значит, что мы можем сделать это мгновенно.

Отталкиваться от "темной энергии" может и можно. Проблема снова в том, что импульс изменяется условно мгновенно, что связано с действием огромной силы. И беда даже не столько в том, что существующие и предвидимые конструкционные материалы не имеют ни малейших шансов ее выдержать, сколько в том, что она действует и на людей тоже.
vonstrang
Jul. 8th, 2020 11:32 am (UTC)
Так что, если мы можем разогнать ракету до релятивистских скоростей, это еще совсем не значит, что мы можем сделать это мгновенно.

Это-то я понимаю. Отчего и получается, что вынуть да положить одномоментно стопицот тыщ гигатонн тротилового эквивалента, потребные для разгона более-менее приличной массы до релятивистских скоростей без технического колдунства имени Кларка нельзя.

Проблема снова в том, что импульс изменяется условно мгновенно, что связано с действием огромной силы

Проблема это если импульс действует только на телепортационный движитель корабля, который уже тянет за собой всю остальную конструкцию вместе с пассажирами и грузом. Если обособленного движителя нет, и телепортация охватывает всю находящуюся на борту массу одновременно, изменение импульса неощутимо.
nik_pog
Jul. 8th, 2020 12:44 pm (UTC)
получается, что вынуть да положить одномоментно стопицот тыщ гигатонн тротилового эквивалента, потребные для разгона более-менее приличной массы до релятивистских скоростей без технического колдунства имени Кларка нельзя

... а если хотя бы микроскопическую часть этой энергии можно одномоментно вынуть и положить, жить в этом мире становится слишком весело. Это в сказке можно с чистой совестью уходить от вопросов "почему волшебник может сколдовать одно, но не может сколдовать другое". В фантастике предполагается образованная по технической части аудитория, у которой такие вопросы неизбежно возникнут. Поэтому в альтернативной физике работают те же принципы, что и в альтернативной истории: минимально необходимое вмешательство в главную последовательность (известных физических законов) для максимального ожидаемого результата.

Если обособленного движителя нет, и телепортация охватывает всю находящуюся на борту массу одновременно, изменение импульса неощутимо

Да, если разобраться, чувствуем мы не гравитацию как таковую, а силу реакции опоры. Тогда это должно быть поле, которое взаимодействует одинаково вообще со всей материей, и гравитация здесь является единственным известным кандидатом. Но проблема гравитации в том, что как раз по этой причине она принципиально ничем не экранируется. Как заставить переносящее поле действовать только на корабль, а не на все вокруг? Снова магия.
vonstrang
Jul. 8th, 2020 04:38 pm (UTC)
Поэтому в альтернативной физике работают те же принципы, что и в альтернативной истории

Да. Мы переставляем фигуры на поле, добавляем по необходимости новые, но само поле не перекраиваем.
Возвращаясь к теме: как раз микроскопическую часть этой энергии вынуть да положить в гиперпереход не страшно -- ну, не страшнее ядерной бомбы. На комфортный межзвёздный прыжок с выравниванием скорости в пределах десятков или первых сотен километров в секунду тоже должно хватать, а большего в космоопере и не надо. Там же не сверхцивилизации со сверхэнергиями, там люди как люди со своими людскими разборками.

проблема гравитации в том, что как раз по этой причине она принципиально ничем не экранируется

Однако же, ослабевает с расстоянием. От этой печки можно сплясать в классическом космооперном стиле -- когда для гиперперехода нужно чистое пространство вдали от крупных тяготеющих масс. Потому как если таковая поблизости есть -- поле перехода подействует и на неё, но утянуть в переход-то силёнок (читай, энергии) не хватит, только пуп надорвёшь.
nik_pog
Jul. 8th, 2020 09:02 pm (UTC)
Страшно, что микроскопическую часть этой энергии можно вынуть и положить в сопутствующие разрушения, что будет гораздо эффективнее ядерной бомбы.
vonstrang
Jul. 9th, 2020 09:10 am (UTC)
Будет ли эффективнее -- зависит от технических средств вынимания и покладания. Их массогабаритных характеристик, стоимости производства, сложности эксплуатации и т.д. Может, будет, а может, и не будет. Или будет, но не прямо сейчас, а в некоей перспективе, до которой ещё работать и работать.
nik_pog
Jul. 9th, 2020 10:05 am (UTC)
Технические устройства? Тут речь о том, что, во-первых, тепло не может быть полностью превращено в работу. У любой машины есть часть энергии, которую она выделяет неконтролируемо. Даже если в нашем случае эта часть будет крайне мала, неконтролируемое выделение такого количества энергии производит взрыв мощнее ядерного. Поэтому обязательной побочной способностью пробоя пространства, который уравнивает скорости, является способность нарушать принцип возрастания энтропии.

Во-вторых, даже этого мало, потому что реактор, в котором происходит точечное и мгновенное выделение энергии таких масштабов, абсолютной надежностью не обладает. Более того, меры безопасности могут быть искусственно сняты нехорошими террористами. Тогда корабль превращается в бомбу.

В-третьих, такую плотность энергии может обеспечить только антиматерия, так что, топливо само по себе уже бомба.
GRish Zerg
Sep. 14th, 2020 07:52 pm (UTC)
Вы забыли еще и потенциальную энергию
Закон сохранения требует что выйти из прыжка можно только в точках с той-же потенциальной(гравитационной) энергией, скажем относительно галактического центра, звезды от которой происходит прыжок и звезды к которой прыгаем. Что даст очень правдоподобную навигацию, где навигатор вынужден целить очень сильно вытянутым эллипсоидом рассеяния, чтобы попасть в окрестности нужной звезды не задевая окрестности других звезд, при этом мы все равно можем получить осечку и просто перепрыгнуть внутри своей же звездной системы, кроме ситуации когда ось идет строго по касательной относительно условной поверхности равных гравитационных потенциалов.
nik_pog
Sep. 14th, 2020 09:34 pm (UTC)
Re: Вы забыли еще и потенциальную энергию
Это похоже на недавнюю добавку к миру "Потерянных" (он же космооперный сеттинг номер два). Правда, там прокладка курса не укладывается в изначальную (очень упоротую и интересную) концепцию. БЧС-двигатель получается из того, что верна многомировая интерпретация квантовой механики. Вселенная представляет собой эволюцию одной волновой функции, световой конус - радиус декогеренции. Проекция - оператор, распутывающий объект со своим окружением и запутывающий с другими, находящимися в целевой точке. Перенося каждый раз в параллельную вселенную, которая отличается только тем, что вы теперь в другом месте... или не только этим? Вопрос, очень волновавший первопроходцев, но сошедший на нет по мере утилитарного использования. Вы доставляете груз, вам доставляют груз, на первый взгляд, все хорошо. Какая разница, кто синхронизирует Вселенную... и какие исследования пределов возможностей проекции проводятся в секретных лабораториях. Это похоже на "невероятностный двигатель" из "Автостопом по галактике", но склонный быть стабильным.

При проекции кораблю не важно, какие звезды по дороге, он исчезает в точке отправления и появляется в точке назначения, не перемещаясь на самом деле быстрее света и не преодолевая на самом деле путь из точки А в точку Б. Но лишняя потенциальная энергия преобразуется в кинетическую, которая меняет скорость непредсказуемым образом. Недостающая потенциальная энергия изымается из кинетической, уравнивая скорость корабля и ближайшего небесного тела. Разумеется, импульс меняется не бесплатно: неосторожный корабль может очень хорошо тряхнуть или даже порвать на кусочки. Это и есть простой механизм, который создает огромные погрешности в близких окрестностях гравитирующих тел. В масштабах галактики-то прыжок на 10 световых лет туда или сюда не дает большой разницы. Гравитация, к счастью, убывает с расстоянием квадратично. Но если стартовать из сферы Хилла Земли, то к своей скорости, которая никуда не делась, прибавляется случайная добавка. И вы оказываетесь не совсем на той орбите, где хотелось бы. Возможно, в не очень целом виде. Тот, кто попытается сделать проекцию с планеты, а не из космоса, прибудет к цели в виде обломков. Получить доступ в системы звезд-гигантов тоже может быть сложно, как и вернуться с красного карлика.

Но в большинстве случаев это не проблема, потому что у вас есть время и пространство, чтобы скомпенсировать разницу, а конструкция звездолетов достаточно прочная, чтобы выдержать рывок после проекции, если навигатор не совсем борзеет. Главная проблема с точностью прыжка заключается в необходимости точно знать свои координаты относительно цели в тот момент времени, когда ядерные реакции дойдут до этапа, на котором случается "вжух". А здесь присутствует неопределенность, достаточно большая, чтобы стандартное отклонение "Геродота" было 125 тысяч км. То есть, заведомо больше размера любой планеты, в которую можно захотеть попасть.

И очень важный элемент стратегии заключается в том, что это случайная погрешность. Флот вторжения после прыжка обнаружит 2/3 состава разбросанными по сфере с таким радиусом, 95% - с удвоенным, а оставшееся - вплоть до утроенного. Если центром сферы будет целевая планета, вы рискуете быть разбиты по частям, но иногда риск оправдан. Потому что если центр будет достаточно далеко, враги успеют хорошо подготовиться.
GRish Zerg
Nov. 3rd, 2020 07:19 am (UTC)
Re: Вы забыли еще и потенциальную энергию
Что делает необходимым просто использование Мотершипов для переброски флота одним пакетом. Плюс теоретически прыжковый привод использующий туннельный эффект через гравитационный потенциальный барьер, может представлять что-то вокруг корабля/интегрирован с его обшивкой(обеспечивает распутывание корабля в исходной точке), внутренние накопители энергии и какой-то компонент по оси корабля чтобы вытянуть эллипсоид рассеивания. В результате получается что у такого прыгуна большая часть сухого веса это прыжковый двигатель,поэтому разумней становиться разделять прыгун и флот который он перевозит.
nik_pog
Nov. 3rd, 2020 09:59 am (UTC)
Re: Вы забыли еще и потенциальную энергию
Распутывание корабля в исходной точке обеспечивается, конечно же, полем, а не материальной конструкцией. Невозможность перемещаться одной пачкой обеспечивается тем, что поверхность перемещаемого объема растет как квадрат, а объем как куб. В точке прибытия объем должен быть мгновенно (за планковское время) расчищен, в том числе от энергии вакуума. Чем больше перемещаемый за один раз объем, тем больше должна быть плотность энергии поля, чтобы "надуть воздушный шарик". Начиная с определенного момента ее становится невозможно обеспечить, и флоту приходится идти за много маленьких прыжков, а не один большой.

Здесь возможны другие допущения, но эти выглядят достаточно логичными.
( 13 comments — Leave a comment )

Profile

nik_pog
nik_pog

Latest Month

November 2020
S M T W T F S
1234567
891011121314
15161718192021
22232425262728
2930     

Comments

Powered by LiveJournal.com
Designed by Tomohito Koshikawa