Как можно создать комнату, в которой время течет быстрее?

Вам нужно 3 вещи:

1. Каскад материализации/дематериализации . Это небольшой участок космоса, не более нескольких метров в поперечнике, отделяющий SpeedTown от скучного внешнего мира. Его периодически пронизывают невидимые, но невероятно точно настроенные и сверхсложные энергетические поля, точно контролируемые невероятно мощным дружелюбным ИИ-джинном. Каждые 10 секунд внешние материальные объекты, попавшие в Каскад, деструктивно сканируются и загружаются в симуляцию «внутри» комнаты. Каждые 10 секунд информационные шаблоны, которые были выбраны для «вывода» из SpeedTown, материализуются и выталкиваются за пределы каскада.

2. Спидтаун: Мощный смоделированный город. Ваши деструктивно отсканированные граждане живут здесь своей жизнью. Из-за мощности компутрониевой подложки смоделированные в ней люди представляют собой идеальные симуляции вплоть до субатомного масштаба (кварки, глюоны, электроны и фотоны в смоделированной квантовой пене). Мало того, субстрат ускорен примерно в 30 000 000 раз, так что почти становится правдой, что каждый день — это вечность. «Внутренние» стены SpeedTown визуализированы, чтобы изобразить медленный мир с ледяной скоростью снаружи, где птицы кажутся застывшими в воздухе, капли дождя плывут, а люди движутся со скоростью геологических процессов. «Внешние» стены SpeedTown, видимые снаружи, изображают невероятное размытие, где новые здания появляются и исчезают за считанные секунды, а отдельные люди внутри — просто размытые пятна скорости,

3. Дружественный ИИ , чтобы справиться с невероятно сложными переходами в SpeedTown и из него, а также предотвратить перенос любого уничтожающего мир устройства, созданного внутри, а также повторное заполнение из резервной копии (исправленной нарушителем спокойствия) в случае, если люди внутри каким-то образом взорвать всю их смоделированную вселенную.

Что случилось бы?

Что ж, если предположить, что это каким-то образом будет построено сегодня, примерно за 3 минуты или, скажем, 200 секунд, у SpeedTowners будет еще два столетия технологического прогресса, чтобы развить промышленную революцию, которую мы так недавно начали.

Примерно через день люди внутри будут сознательны и цивилизованы столько же, сколько Homo Sapiens Sapiens существует как вид. Они будут так же далеки от нас, как мы от изобретения языка.

Примерно через 2 года они будут так же далеки от аутсайдеров, субъективно, как мы от эпохи динозавров.

Примерно через 500 лет они переживут промежуток времени, равный интервалу, который считается прошедшим с момента Большого Взрыва.

Что это значит?

• Отправив кого-то внутрь на минуту, вы вернетесь в возрасте на 60 лет или, возможно, мертвым.
• Отправка кого-то на улицу на две минуты означает, что все ваши друзья внутри будут мертвы, при условии, что за время вашего отсутствия не будет изобретено лекарство от старения. В любом случае, вы в лучшем случае станете далеким забытым воспоминанием.
• Люди внутри, если SpeedTown будет достаточно большим, чтобы вместить всю промышленную инфраструктуру (или если AI Genie будет особенно любезен), скорее всего, технологически превзойдут наши самые смелые мечты в рамках симуляции.
• Торговли практически не будет, так как для доставки товаров извне потребуются столетия или тысячелетия.
• Культура и цивилизация СпидТауна будет экспоненциально отличаться от культуры и цивилизации Скучного Мира.
• Люди внутри, вероятно, будут регулярно разрушать свой мир, если только вы не ожидаете, что мудрость человечества каким-то образом возрастет со временем.
• Ко всему, что выходит из материализующегося каскада, следует относиться как к потенциально смертоносному инопланетному артефакту.

Но возможно ли это вообще физически?

Зависит от. В настоящее время мы не знаем способа создания каскада де/рематериализации, но нет ничего, что технически запрещало бы это, вплоть до самого предела Гейзенберга. Учитывая, что, насколько нам известно, большинство (все?) процессов, связанных с сознанием, происходят на молекулярном уровне, уровень точности записи должен быть достаточным для физически корректного захвата.

Теперь более интересный вопрос заключается в том, возможно ли ускорение 3e7 или нет. Многое зависит от уровня точности, который мы можем снизить, и от плотности компутрониевой подложки. Если может быть достигнута плотность уровня нейтронной звезды ($5.9×10^{17} kg/m^3$), подложка в один кубический метр будет иметь вычислительную массу, более чем достаточную для простого моделирования всего города с заданным ускорением.

Если у нас есть вычислительная подложка более плотная, чем платина, но менее плотная, чем вырожденная материя, мы, вероятно, сможем добиться пространственного отображения 1:1 и при этом добиться ускорения.

Это невозможно.

Замедление времени работает по-другому. Теоретически вы можете разогнаться почти до скорости света или сесть в массивный гравитационный колодец, и время будет течь медленнее. Чтобы ускорить время для небольшой части вселенной, вам нужно будет сделать то же самое со всем, кроме небольшой части, что невозможно сделать.

Даже если вы хотите замедлить время на небольшом участке, с ограничениями (одинаковая гравитация, в фиксированном месте и на научной основе) это невозможно сделать. Даже с учетом бесконечной энергии или материалов. Просто не существует способа, известного физике (или любой теории, о которой я знаю), заставить время течь по-разному между двумя местами, которые находятся рядом друг с другом, с одинаковой гравитацией и основаны на науке.

Подумайте о переходе границы в такое место. Ваш нос может пережить год, прежде чем затылок выживет. Ваш нос быстро умрет и сгниет за шесть месяцев до того, как сердце вернется в синхронизм с ним. Когда вы переключаетесь на фантазию, чтобы завершить эту идею, тщательно рассмотрите граничные эффекты таких несопоставимых временных потоков.

РЕДАКТИРОВАТЬ: Спасибо RBarryYoung за указание на то, что ОП хотел ускорить время в небольшой области, а не замедлить его.

Вот один метод, который не полагается ни на гравитационное замедление времени, ни на симуляцию:

Если вы посмотрите на основные уравнения квантовой механики, вы заметите, что если вы масштабируете все массы с помощью общего коэффициента, вы получите по существу ту же самую физику, только в разных масштабах длины и времени. В частности, когда все массы умножаются на коэффициент$\lambda$, все длины масштабируются с коэффициентом$1/\lambda$и все процессы идут быстрее в разы$\lambda$, Последнее именно то, что вам нужно. (Предостережение: я недостаточно хорошо разбираюсь в ядерной физике/КХД, чтобы с уверенностью сказать, что и там это так, но я подозреваю, что да; кажется, я действительно где-то читал, что масштабирование массы является требованием для стандартные процедуры перенормировки — способ, которым избегают бесконечности в квантовых теориях поля — работают.)

Теперь вопрос, конечно, в том, как можно масштабировать все массы. Ну, в соответствии с теорией Хиггса, фундаментальные частицы получают свои массы покоя от взаимодействия с полем Хиггса (все другие вклады массы в конечном счете являются просто кинетическими/потенциальными энергиями, которые автоматически масштабируются в правильном направлении). Так что можно подумать, что если вы найдете способ манипулировать полем Хиггса, вы сможете таким образом масштабировать массы.

Как применить его к вашим конкретным требованиям

Ускорение до одной секунды в год было бы фактором примерно$3\cdot 10^8$, то есть вам придется масштабировать массы на эту величину. Это также уменьшит размеры на ту же величину, так что человек уменьшится примерно до полудюжины нанометров. То есть в спичечный коробок можно было легко положить целый город.

Однако есть предостережение: теперь ваш человек будет весить около$10^{10}\,\rm kg$. Я предполагаю, что локально это дало бы довольно сильные гравитационные поля (гравитация не подчиняется закону масштабирования, соответственно, стандартное ее квантование не работает). Так что вполне возможно, что вы не сможете достичь такого большого ускорения без неблагоприятных гравитационных эффектов, если только вы не сможете локально манипулировать гравитационной постоянной так, чтобы гравитация хорошо с ней ладила. Обратите также внимание, что сильное гравитационное поле добавило бы замедления, противодействующего вашему ускорению; это еще одна причина, чтобы уменьшить его.

Итак, в заключение: вам нужно будет иметь возможность манипулировать полем Хиггса, чтобы получить ускорение (в сочетании с уменьшением), а также локально манипулировать гравитационной постоянной (чтобы избежать гравитационных эффектов увеличения масс). Но если вы сможете сделать и то, и другое, вы получите ускоренный город в спичечном коробке.

Дополнительные предостережения относительно ускорения

Ускорение неизбежно означает, что любое излучение, приходящее извне, будет восприниматься в вашем городе как очень низкочастотное. Это означает, что вам придется обеспечить достаточную теплоизоляцию, чтобы ваш город не замерз. Точно так же любое излучение, исходящее из вашего города, будет сдвинуто вверх по энергии; с одной секундой в год даже видимый свет превратится в гамма-излучение. Поэтому, чтобы защитить себя, вам лучше окружить этот город соответствующей радиационной защитой.

Если вы ограничитесь менее экстремальными ускорениями (скажем, всего один день в секунду), вы уменьшите проблемы с излучением от города; однако, если смотреть снаружи, все равно будет очень жарко; Лучше сделайте этот спичечный коробок из огнеупорного материала.

Чтобы расширить часть ответа Самуэля, если мы отложим вопрос о том, как его достичь, результат будет в значительной степени бесполезен по нескольким причинам.

1. Граница между областями быстрого и нормального времени будет иметь настолько резкий временной градиент, что любое твердое вещество, соприкасающееся с ним, будет разрушено не только из-за возрастных проблем, но и по чисто структурным причинам.
   Если ваше быстрое время работает в 1000 раз больше обычного (16 м 40 в секунду) и что-то движется со скоростью 1 м/с внутри (относительно внутренней системы отсчета), то будет казаться, что оно движется со скоростью 1 км/с, наблюдаемой из внешней системы отсчета. Если бы эта штука находилась на границе между двумя кадрами, результат был бы «неудачным».

2. Огромная часть энергии для экосистемы — это солнечная энергия, но если вы ускоряете пузырь, вы лишаете его этой энергии. Если мы предположим, что мощность равна 1000 Вт/м ² , тогда наш пузырек с 1000-кратной скоростью получит 1 Вт/м ² . Без этой солнечной энергии все идет наперекосяк: продовольствие, круговорот углерода и азота и солнечное отопление — вот что приходит на ум первым.

3. Другая проблема с энергией, если предположить, что у вас есть что-то внутри, использующее энергию, заключается в том, как то, что находится внутри пузыря, является источником энергии? Ископаемое топливо, скорее всего, иссякнет, даже атомная энергия будет сомнительной в течение сотен тысяч лет.

Другие аспекты вопроса вызывают больше технических вопросов, но эти 3 сами по себе не приносят практической пользы. Возможно, вы могли бы обойти проблемы 2 и 3, если вы каким-то образом сможете втиснуть много расходных материалов внутрь этого пузыря, но для проблемы 1 потребуется какой-то защитный пузырь, чтобы сделать градиент в основном вакуумным. Вам также, вероятно, придется изолировать устройство от любого входящего или исходящего электромагнитного излучения.

Краткий обзор некоторых других вопросов:

1. Возможность увидеть другой кадр является проблемой как с механической, так и с релятивистской точки зрения, по крайней мере, из-за скорости света.
2. Было бы сомнительно, будут ли у ваших обитателей чувство гравитации, поскольку все орбитальные силы одинаково ослаблены.
3. У жителей не было бы видимого движения солнца, луны или звезд, поэтому их собственное чувство времени было бы искусственно созданным. На самом деле им пришлось бы имитировать смену дня и ночи почти так же, как в «Шоу Трумана».
4. Спустя сотни тысяч лет шансы бывших людей внутри пузыря быть даже отдаленно узнаваемыми на культурном уровне, если не на биологическом уровне, минимальны.
5. Через сотни тысяч лет любая вирусная или микробная жизнь внутри пузыря мутирует до такой степени, что у бедных людей вне пузыря, вероятно, не будет к ней иммунитета.
6. Ваш запрошенный 1 год в секунду по математике составляет ~ 86 400 лет в земные сутки, можно было бы представить, что энергия, необходимая для достижения этого, будет иметь некоторые довольно неприятные термодинамические побочные эффекты ... на самом деле может добавить некоторое ионизирующее излучение в виде гамма-излучения. лучи... знаешь, просто для удовольствия.

Как уже отмечалось, ускорение времени в локальной области не согласуется с теорией относительности.

С точки зрения непрофессионала представьте себе автомобиль, едущий по дороге. Автомобиль покрывает постоянные 60 миль дороги каждый час, но если он движется вверх с уклоном 50%, горизонтальная скорость составляет всего 30 миль в час. Чем круче уклон, тем медленнее автомобиль движется по горизонтали .
Тем не менее, задним ходом машину нельзя заставить проехать большее расстояние, чем на идеально ровной дороге.

Релятивистское замедление времени можно считать почти таким же. Увеличение количества гравитации замедлит время, но вы не можете уменьшить эффект гравитации ниже 0.

(Если кто-то знает принципы относительности лучше меня и считает, что это нужно исправить, пожалуйста, сделайте это :))

Если бы вы все равно действительно хотели это сделать, даже со всеми проблемами, единственным практическим способом ускорить время в куске вселенной было бы удалить его из вселенной. Вам нужно найти какой-то метод, с помощью которого ваш кусок реальности можно было бы обернуть пузырем пространства-времени, который был бы полностью отсоединен от нашего собственного, но при этом оставался бы доступным для манипуляций, а затем заставить скорость времени в этом пузыре двигаться быстрее, чем наш.
Представьте себе мультивселенный эквивалент колеса хомяка, внутри которого оно вращается с невероятной скоростью, а внешний контекст остается синхронизированным с окружающим миром.

Это не даст вам всего, что вы просили, так как вам нужна 100% изоляция между карманным пространством-временем и реальным, так что никакое наблюдение будет невозможно.

Единственное, что вам нужно, чтобы помахать рукой, — это уметь манипулировать тканью пространства-времени таким образом. Это не намного хуже, чем некоторые технологии космических путешествий, хотя, если вам нужны точные науки, это может быть слишком сложно.

Я только что понял, как ты мог это сделать. Учитывая бесконечное количество материалов, вы можете создать 100% идеальную и точную компьютерную симуляцию. Конечно, для моделирования чего-то такого маленького, как город, потребуется вычислительная мощность целой галактики, но у вас есть и это, и многое другое. С компьютером почти бесконечной мощности вы могли бы получить симуляцию, которая была бы такой же точной, как реальность.

Думаю, лучше всего будет открыть портал в измерение, в котором время течет с другой скоростью. «Создание» такого места было бы довольно драматичным, но найти место, которое «существует», может быть гораздо более осуществимым.

Самое главное в любом случае, вы должны иметь возможность собрать всех своих «людей» в массовом порядке, чтобы первый человек не состарился на 10 лет раньше, чем появятся его жена и дети.

Так что замедление времени — не выход, потому что оно просто замедляет время, а не ускоряет его.

Я думаю, что единственный способ сделать это — немного погрузиться в теорию струн (М-теорию?). Это сложно, но я считаю, что это допускает карманные измерения, в которых время течет не так, как в нашем восприятии реальности.

Может быть, посоветуйтесь с людьми на физике?

На данный момент вы выходите за рамки всего, что мы можем проверить, поэтому вам, возможно, придется обратиться к научно-фантастическому эквиваленту магии...

Чтобы еще больше расширить ответы Самуэля и Кайтара, полезно рассмотреть последствия потока энергии с другой стороны.

Итак, у вас есть какой-то бедняга, живущий в «пузыре» в течение года субъективно. Хорошим приблизительным числом для метаболических процессов в человеке является 100 ватт. В течение своего года в быстром времени он производит 3 гДж тепловой энергии, и это должно быть излучено в медленное время (если это не так, парень поджарится). Это приводит к тому, что пузырек излучает мощность 3 ГВт в течение одной секунды, что вряд ли хорошо для окружающего пространства. На расстоянии 10 футов поток мощности составляет около 28 МВт/квадратный метр, или в 28 000 раз больше солнечной. Ларри Нивен написал рассказ, в котором использовался этот эффект, и ускоренный исследователь сжег лицо своего помощника фонариком.

Идея моделирования довольно забавна. Если не симулировать -

Судя по предыдущим сообщениям, проблемы будут

• резкий градиент замедления времени
• расстояние от обычного мира
• высокоэнергетическое излучение просачивается в нормальный мир, и только низкоэнергетическое излучение достигает быстрого мира.

для чего-то, приближающегося к настоящей науке, я думаю, вам нужно будет объединить некоторые идеи, чтобы преодолеть градиент (например, сжиматься в течение длительного периода времени и расстояния)

или просто используйте большее расстояние, имея в виду, что на сверхвысоких скоростях это расстояние можно преодолеть быстро. ваша «комната» может находиться на орбите в форме восьмерки между двумя гипермассивными объектами, а ваше «нормальное» пространство может быть планетой или солнечной системой в точке равного расстояния между этими объектами и достаточно далеко от обоих объектов, чтобы внутренние гравитационные силы солнечная система не подавляется далекими сверхмассивами (поэтому система не разрывается на части). вам нужны противодействующие силы орбиты, чтобы подвергнуть комнату воздействию чрезвычайно сильной гравитации, не превращая комнату в сверхплотную слякоть. и вам нужно расстояние от нормального мира для экстремальной относительной скорости.

ваша комната будет испытывать некоторые экстремальные вариации красного смещения, поскольку она ускоряется по направлению к каждой сверхмассивной и замедляется вдали от каждой. Таким образом, ожоги будут на «передней» стороне комнаты и на всем, что впереди нее на траектории, если оно излучает излучение.

в точке наименьшей относительной скорости (пересекающейся с гравитационно-нейтральной точкой между гипермассивами) комната может использовать большое энергетическое сжигание (поскольку ОП дает нам все электро, которое нам может понадобиться), чтобы замедлиться в нормальный мир. Нормальный мир должен был бы существовать как одна из идеально сбалансированных планет, вращающихся вокруг двойной звездной системы (как минимум) с идеальной радиальной симметрией, а время или траектория орбит должны были бы сохранять гравитационно-нейтральную равноудаленную точку (и все точки траектории комнаты внутри системы) очистить - иначе наша комната столкнулась бы с объектами в целевой системе / обычном мире или отклонилась бы от них. Это позаботится о проблеме градиента и расстоянии, но выход и вход в комнату на скорости не будет вариантом - так что,

Чтобы добавить еще один нюанс и решить проблему внутренней энергии для комнаты (не прибегая к хранению высокоэнергетического излучения с «передней» стороны комнаты), комната сама могла бы вращаться вокруг объекта с большой массой и высокой плотностью и быть уравновешивается более крупным и менее плотным объектом для радиационной защиты (это потребует двойного маятникового подхода к орбитам, чтобы экранирующий объект находился на передней стороне объекта с высокой плотностью вдоль его орбиты при приближении к сверхмассивы). Объект с высокой плотностью (например, черная дыра или темная материя) на орбите в форме восьмерки может быть использован в качестве источника энергии либо при излучении инфракрасного излучения, либо при излучении. . . Это может быть и звезда.

Замедлить время просто. Ускорить его сложно. Чем быстрее вы идете, тем медленнее вы ощущаете время (относительно внешнего наблюдателя), но, насколько я знаю, нет никакого способа заставить ваше время ускориться относительно внешнего наблюдателя. Теоретически, однако, вы могли бы создать маленькую планету, которая (относительно) неподвижна, а затем вращаться вокруг нее с релятивистскими скоростями, тем самым замедляя временные рамки наблюдателя.

Поместите ракеты в комнату/город/страну и направьте их так, чтобы они потеряли скорость относительно пространства, через которое мчатся все остальные ... вариант - антиорбита, другой - ближе к центру Земли.

Однако в комнате время не будет лететь намного быстрее... много усилий за небольшую отдачу.

Подумайте о синих часах:

http://en.wikipedia.org/wiki/Time_dilation#/media/File:Nonsymmetric_velocity_time_dilation.gif

Предполагая, что вы используете для этого быстро движущуюся планету, одной большой проблемой будет то, как будет выглядеть планета с точки зрения стороннего наблюдателя, снаружи пузырь будет выглядеть замедленным . С другой стороны, с точки зрения человека, находящегося внутри пузыря, снаружи он выглядел бы замедленным. Таким образом, с точки зрения стороннего наблюдателя эффект может показаться обратным, но с точки зрения наблюдателя внутри может показаться, что все остальное замедлилось.