Источник гравитационного разрушения

Требуется огромное количество массы

Я не собираюсь подробно отвечать на ваш первый вопрос о том, как может существовать сверхмассивная черная дыра. В нашем нынешнем понимании гравитационной физики черные дыры образуются путем объединения достаточного количества массы и энергии в одном месте, и это не похоже на то, что люди в вашей истории собирают все звезды. Ради вашего рассказа я предположу, что черная дыра образовалась каким-то экзотическим образом, который серьезно нарушает закон сохранения массы-энергии, например, каким-то образом собирая энергию нулевой точки Вселенной или манипулируя космологической постоянной ( своего рода плотность энергии пустого пространства) или что-то еще более причудливое.

Черные дыры — не пылесосы

Другая проблема заключается в том, что черные дыры на удивление неразрушительны. Черная дыра, однажды образовавшись, на самом деле не засасывает вещи на гибель. Давайте рассмотрим относительно ручную черную дыру с массой в 1000 солнц.

В ньютоновском режиме (далеко от горизонта событий) черные дыры ведут себя как любая другая масса, и объекты будут вращаться вокруг них, как и с любой другой массой. Солнце тяжелое, но, например, камни из-за пределов Солнечной системы имеют тенденцию падать внутрь, вращаться вокруг Солнца, а затем возвращаться в глубокий космос. Объекты имеют определенное количество потенциальной энергии относительно центральной массы, вокруг которой они вращаются, и, за исключением чрезвычайных событий, таких как столкновения, эта энергия сохраняется. Если объект не направлен прямо на центральную массу, т. е. у него почти нулевой угловой момент, его не затянет. Если магическим образом шлепнуть эту черную дыру в межзвездное пространство, да, дело потянется, но по закону сохранения углового момента и энергии эти вещи (звезды, планеты, кометы и т. д.) в конечном итоге либо выстрелят из рогатки в сторону от черной дыры, на его орбите или относительно спокойно дальше. Черная дыра в 1000 солнечных масс испортила бы орбиты звезд вокруг галактики, но каждая солнечная система осталась бы нетронутой, и жизнь продолжалась бы. Если вам интересно, сколько звезд будет втянуто, я бы не оценил ни одной. Космос очень велик, и даже черные дыры в 1000 солнц маленькие, и падающей звезде очень легко промахнуться мимо черной дыры и развернуться обратно в далекий космос. Кроме того, объекту потребуется около 10 миллионов лет, чтобы упасть с расстояния 20 световых лет, так что это не будет актуальной проблемой. Если задаться вопросом о том, сколько звезд будет втянуто, я бы не оценил ни одной. Космос очень велик, и даже черные дыры в 1000 солнц маленькие, и падающей звезде очень легко промахнуться мимо черной дыры и развернуться обратно в далекий космос. Кроме того, объекту потребуется около 10 миллионов лет, чтобы упасть с расстояния 20 световых лет, так что это не будет актуальной проблемой. Если задаться вопросом о том, сколько звезд будет втянуто, я бы не оценил ни одной. Космос очень велик, и даже черные дыры в 1000 солнц маленькие, и падающей звезде очень легко промахнуться мимо черной дыры и развернуться обратно в далекий космос. Кроме того, объекту потребуется около 10 миллионов лет, чтобы упасть с расстояния 20 световых лет, так что это не будет актуальной проблемой.

Масса в 1000 солнц не является произвольной, поскольку это почти минимальная масса, чтобы действительно начать воздействовать на ближайшие 1000 звезд, и даже тогда довольно вяло. По грубой оценке, черной дыры в 1000 солнечных масс достаточно, чтобы гравитационно доминировать в радиусе примерно 45 световых лет, так что объекты в пределах этого радиуса 45 световых лет будут вращаться вокруг черной дыры, а не вокруг центра галактики (как Луна вращается вокруг Земли). , а не по собственной независимой орбите вокруг Солнца). Это результат быстрого расчета сферы Хилла и гравитационной массы Млечного Пути. Радиус в 45 световых лет примерно охватывает 1000 ближайших звезд , что должно быть показателем количества планет с точностью до 10 или около того.

Достаточно этого отступления. Если вы хотите разрушения, мы выйдем из ньютоновского режима. Давайте сделаем горизонт событий действительно большим, чтобы все звезды были близко к нему. Радиус Шварцшильда равен$r_S=\frac{2GM}{c^2}$. Чтобы иметь горизонт событий радиусом 4,22 световых лет, достигающий ближайшей обитаемой планеты, нам нужна черная дыра в 4 раза больше массы Млечного Пути в целом, на$2.688*10^{43}$кг. Это мгновенно поглотит Проксиму Центавра, а остальные 1000 ближайших звезд должны упасть в течение примерно 230 лет .

Альтернативы черным дырам

На вашем месте я бы пошел альтернативным путем, так как физика уже запуталась. Как насчет модифицированной ньютоновской динамики? . Теории MOND и другие альтернативы общей теории относительности были недавно предложены в качестве альтернатив темной материи и темной энергии. Вам не нужно особенно хорошо разбираться в этой математике, тем более что это довольно сложная область активных исследований.

Мое предложение ради вашей истории состоит в том, чтобы вы объяснили технологию обмана ваших людей со сверхсветовой скоростью как использование локализованного отклонения от общей теории относительности, которое охватывает наши 500-2000 звездных систем. К сожалению, чит FTL только делает эти дополнительные члены в уравнении все больше и больше, так что после многих использований этот карман начинает разрушаться сам по себе. Там, где сегодня космологическая постоянная положительна, вызывая расширение, она локально изменяется до все более и более отрицательных значений, вызывая сжатие.

Другая возможность состоит в том, что там, где ньютоновская гравитация является чисто$1/r^2=r^{-2}$, использование сверхсветового привода начинает добавлять$1/r=r^{-1}$или постоянная$r^0$срок - если привлекательный, то планеты и луны начинают сближаться; если отталкивающий, все начинает отдаляться.

Если у вас есть еще вопросы, я сделал больше математики, я не стал писать и был бы рад поделиться.

Если вы хотите поиграть с гравитацией, попробуйте эту игрушку . В качестве предупреждения, это не в масштабе, но вы можете попробовать создать кольцо пыли на круговой орбите вокруг одной звезды, а затем добавить вторую звезду, чтобы увидеть, как большая часть ее выбрасывается из системы.

Возможно, вам удастся добиться эффекта большого хруста всего одним взмахом руки — и тем, который вы сделали в начале своей истории. Что может быть более распространенным, чем высокомерие ученых, которые своими творениями приносят катастрофу?

«Обман» сверхсветовой скорости подразумевает для меня свертывание пространства, как это делает двигатель Алькубьерре. Люди не путешествуют сверхсветовыми, но они объединяют пространство, так что расстояние становится короче. Вы должны иметь в виду какой-то механизм того, как ваши люди достигли этого.

Теперь используйте этот механизм FTL-мошенничества, чтобы произвести желаемый Большой хруст. Пространство сворачивается в заданной области и уносит с собой содержимое пространства (планеты!). Вы можете получить это как своего рода аварию с вашей технологией FTL-мошенничества.

Хорошая вещь в этом — сюжетная арка.

Гравитация влияет на все в равной степени, и чем дальше вы находитесь от центра притяжения, тем мягче и равномернее распределяется притяжение. Итак, сверхмассивная черная дыра сдвинет всю звездную систему, а вы просите сдвинуть планеты по отдельности.

Возможно, вам сойдет с рук крошечная черная дыра. Потерпите меня, потому что это странно — когда материя достигает критической плотности (около массы ста тысяч суперносителей, сжатых в объем дождевой капли), она имеет достаточно искривленную гравитацию, чтобы ее можно было назвать черной дырой. Поскольку люди были обеспокоены возможностью создания крошечных черных дыр ЦЕРНом, ничто не исключает существования сверхплотного, но не очень массивного материала во Вселенной.

Метеоритный дождь из этого вещества вызовет локальный эффект, подтолкнув планету, мимо которой он проходит, оставив звезду незатронутой.

Вам не нужен сверхмассив, сверхмассива более чем достаточно, чтобы дестабилизировать целую галактику (Млечный Путь на самом деле движется к такому столкновению в ближайшие несколько миллиардов лет, но это сродни тому, чтобы быть на шоссе и столкнуться со сливающейся машиной ; не лобовое столкновение). И если он движется со скоростями, близкими к световым, и на прямом пути столкновения, то, с чем он столкнется, не получит особого внимания, пока не станет слишком поздно, поскольку все, что мы видим в ночном небе, устарело на тысячи и тысячи лет.

Черт возьми, даже не нужно быть сверхмассивным, просто почти сверхмассивным, поскольку 500 миров на самом деле очень маленький сегмент галактики.

Так что на самом деле, просто черной дыры больше среднего, движущейся со скоростью, близкой к световой, и не возникающей в нашей Вселенной по прямому курсу столкновения, более чем достаточно, чтобы сделать это. Просто вытащите все звездное скопление в следе черной дыры от защитного края галактики в более подверженные радиации области над диском.

«Рой» маленьких черных дыр может помочь. Обратите внимание, что такой рой вряд ли существует в природе, поскольку он разрушится, поэтому он должен быть создан какой-то развитой цивилизацией. Такой рой будет разрушительным локально (при раскачивании по планете или звезде), будет двигаться с нужной вам скоростью и не будет иметь особого эффекта издалека, только обычное гравитационное воздействие их массы.

Точный размер этих маленьких черных дыр уточняется в зависимости от эффектов, которых вы хотите достичь. Размер роя также довольно открыт. Однако стабильность такого роя с течением времени может потребовать некоторого согласования. Ну и насчет того, откуда...

... допустим, это минное поле цивилизации Кардашева III типа!

На YouTube есть классный национальный географический документальный фильм , в котором исследуется идея о том, что нашу Солнечную систему посещает нейтронная звезда (начиная с 1 часа 24 минут), имеющая очень высокую скорость. Описанные разрушения происходят из-за излучения, испускаемого нейтронной звездой, а также из-за вторичных эффектов гравитационного поля (например, метеоры меняют свой курс и ударяются о Землю) . они необитаемы.

Может ли существовать «сверхмассивная черная дыра»? Проще говоря, в настоящее время в научной литературе нет ничего, что говорило бы о том, что действительно большая черная дыра не может существовать. Однако черная дыра такого размера вряд ли останется незамеченной. Черные дыры, движущиеся через любые плотные части пространства (галактики, газовые облака), становятся активными (квазары) и очень видимыми (обычно в невидимом диапазоне длин волн, но ваши люди достаточно развиты, чтобы иметь телескопы, которые в настоящее время существуют в нашем обществе. Если вы хотите Выполнив расчеты с участием такой черной дыры, вы можете думать о ней как о действительно большой планете.

Одной из ваших проблем с правдоподобностью может быть замедление времени. В градиентных гравитационных полях время замедляется, так как объекты, находящиеся под ускорением, движутся относительно объектов, удаленных от действия гравитации. Ваши планеты, притягиваемые (любой гравитационной силой), будут очень поздно сообщать об этом кому-либо еще, в зависимости от того, насколько близко они находятся.

Темная материя Как насчет того, чтобы создать проблемное пространство? Вместо того, чтобы беспокоиться о гравитации и времени, беспокойтесь о каком-то асимметричном расширении локальной вселенной. Конечно, это было бы непредсказуемо, видимо только в более крупном масштабе (люди не вылетают из своих домов, но планеты могут двигаться), невидимо для любых современных научных тестов и, при отсутствии фактических научных знаний о лежащей в основе теории это, вы можете взять много творческих вольностей. Кроме того, такое расширение не было бы новым для научной литературы. Теория Большого Взрыва в настоящее время основывается на массовом ускоренном расширении в раннюю вселенную, чтобы сработать.

Единственной проблемой (неужели это правда?) будет создание и уничтожение материи вблизи расширения. Из-за неравномерного изменения структуры пространства локальная вселенная будет функционировать в соответствии с зависящим от времени гамильтонианом, что позволяет создавать асимметричные виртуальные частицы. Не вдаваясь в подробности, этот эффект может создавать большие очаги энергии или материи или уничтожать энергию или материю. На данный момент это в основном предположения, так что не принимайте все, что я только что сказал, как факт.

Это другая галактика. Если вы не заботитесь о том, чтобы ваши люди видели, что с ними происходит, галактика-изгой может очень быстро разорвать Млечный Путь на части. Андромеда, например, должна столкнуться с нами в ближайшие пару миллиардов лет, так что в этом нет ничего необычного. Если вы хотите застать своих людей врасплох, вам понадобится галактика, путешествующая достаточно быстро, чтобы они не смогли ее увидеть, пока не станет слишком поздно. Может просто не искали. Возможно, ударная волна гравитации, исходящая от релятивистской черной дыры, толкает и разрывает Млечный Путь на части.

Надеюсь, это даст вам некоторые идеи.

Большой разрыв в процессе

Вместо Большого сжатия или сверхмассивной черной дыры какого-то описания... Сама реальность разрывается.

Аналогом теории Большого сжатия является то, что Вселенная просто продолжает расширяться со скоростью света, пока не разорвется по швам.

На самом деле это не общепринятая теория, и нет особых причин думать, что Вселенная не может просто бесконечно расширяться. Но для целей истории это было бы драматично!

В этом сценарии зияющая дыра в пространстве-времени быстро возникает там, где разрыв впервые начался. В некоторых отношениях он напоминает черную дыру, поскольку свободный край реальности свободно изгибается и колеблется, создавая массивные гравитационные ударные волны (известно, что черные дыры производят такие ударные волны), а также экстремальные гравитационные градиенты вблизи разрыва.

Сам разрыв, конечно, расширяется и рвется дальше.

Граница этого разрыва теперь проходит через человеческое пространство, уничтожая все на своем пути, сначала сильным гравитационным градиентом, а затем просто выбрасывая материю из вселенной в любую невозможную пустоту, лежащую за ней.