Но в большинстве историй сверхсветовая сверхсветовая скорость на самом деле не следует 1-му закону Ньютона; все знают, что как только ваш гипердвигатель выходит из строя, вы мертвы в воде. В противном случае «Энтерпрайз» может достичь варпа 9,9 и легко пересечь галактику.

И это на самом деле имеет смысл в варп-стиле сверхсветовой скорости: сверхсветовое путешествие возможно только в пределах поля, создаваемого работающим сверхсветовым двигателем. На самом деле в системе отсчета этого поля материя все еще не движется быстрее света! Как только двигатель уничтожен, поле разрушается, и материя восстанавливает свою сверхсветовую скорость.

Но несмотря на это, есть много других концепций сверхсветовой скорости, которые работают совершенно по-другому. См. «Гиперпространство» , «Джамп-драйвы» , «Джампгейты » и многое другое в научно-фантастическом разделе Википедии.

1. Пространство в основном пустое

Если вы нажмете на курок, вы испортите чей-то день, где-то и когда-нибудь

Ну, не обязательно. Между чем-либо интересным во вселенной так много пустого пространства, что весьма вероятно, что эти «выстрелы из космического дробовика» будут просто продолжать путешествовать через космическую пустоту, никогда даже не приближаясь к чему-либо, стоящему внимания.

Кроме того (как указал @DanDryant), объекты, движущиеся быстрее скорости света, могут избежать любой гравитации, и их траектории даже не сильно изменятся при прохождении через них. Это означает, что сверхсветовые объекты представляют меньший риск по сравнению с «медленными» движущимися объектами — первым требуется прямое попадание при их первом и единственном проходе через систему, в то время как вторые могут попасть в гравитационный колодец — двигаясь по кругу, увеличивая свои шансы поразить массивный объект в его центре или некоторые другие объекты, попавшие в этот колодец.

Если вас особенно беспокоят космические сражения, где отсутствие крошечных вражеских истребителей может означать бомбардировку планеты, которую вы защищаете (или ее солнце!), просто пусть эти сражения обычно происходят вдали от планет. С точки зрения строителя мира, вы можете достичь этого двумя разными стратегиями, используемыми независимо или в сочетании:

2. Защитные технологии или обстоятельства

Разумные расы просто должны будут изобрести и внедрить защитные технологии, чтобы выжить против «сверхсветовых идиотов» вселенной.

Так же, как Китайская империя построила Великую Китайскую стену , чтобы окружить всю свою территорию. Любая сверхсветовая цивилизация нуждается в защите:

• Планетарные щиты, которые блокируют, разрушают или телепортируют любые несанкционированные/неожиданные приближающиеся объекты.
• Разбрасывание искусственной "космической пыли"/дронов-перехватчиков/и т.д. вокруг важных систем/площадок/станций - всего, что может поглотить или заглушить сверхсветовые снаряды.
• Планетарные или общесистемные ингибиторы варпа , замедляющие все (или что-либо несанкционированное), движущееся к нему.
• Стратегические позиции (внутри туманностей, рядом с черными дырами и т. д. и т. д.), делающие любой сверхсвет опасным — они могут помочь выжить даже незвездным расам.

3. Ограничения или варианты FTL в реальном космосе

Как создатель мира, вы можете настроить физику или природу сверхсветового полета, чтобы его было сложнее вооружить, по крайней мере, против заселенных планет:

• Никакой сверхсветовой скорости рядом с гравитационными колодцами — это широко использовалось во вселенной «Известного космоса» Ларри Нивена. FTL работает только в относительно «плоском» пространстве, заставляя космические сражения начинаться на цивилизованных скоростях или вдали от солнечных систем.
• FTL основан на деформации , а не просто очень быстром путешествии в реальном пространстве (в этом суть ответа Бумчака ). Это дает кораблям возможность преодолевать астрономические расстояния за разумное время, не набирая при этом безумного количества кинетической энергии. Это также означает, что обломки сверхсветового столкновения не будут двигаться со сверхсветовой скоростью (хотя они все еще могут быть опасно быстрыми...). Типичный вариант этого подхода требует неповрежденного «варп-пузыря» вокруг сверхсветового корабля, который рассеивается, если взаимодействует с другим пузырем (или гравитационными колодцами и т. д.).
• FTL основан на телепортации . Ваши межзвездные цивилизации используют звездные врата или гиперпрыжки, чтобы перепрыгивать из точки А в точку Б, не преодолевая расстояния между ними.
• FTL выполняется в гиперпространстве , а не в реальном пространстве - корабль перемещается в другое измерение, где он не может взаимодействовать ни с чем в этом измерении, и где физика отличается, чтобы обеспечить быстрое перемещение (или расстояния там другие - на самом деле одно и то же). У каждого корабля может быть свой эксклюзивный вариант измерения, или они могут взаимодействовать с другими путешественниками в гиперпространстве (возможно, только с использованием совместимой технологии/частоты и т. д.).

и т.д. и т.п.

Наконец, помните принцип, который иногда называют «Уроком кзинти» :

«Эффективность реактивного двигателя как оружия прямо пропорциональна его эффективности как двигателя».

Если у вас есть действующий межзвездный двигатель, будет очень сложно полностью предотвратить его вооружение.

У Atomic Rockets есть статья о двигательных установках на странице экзотического оружия — ее действительно стоит прочитать.

Во-первых, это неправильно: «Одиночный выстрел весом в 1 г с этого корабля теперь имеет минимальную кинетическую энергию:

Кинетическая энергия рассчитывается как$0.5mv^2$

$v$существование$c = (3 \times 10^8) v^2 = 9 \times 10^{16}$

Таким образом, вы получаете

Но на самом деле это не имеет значения, не так ли?

Теперь вот в чем дело: эта формула не подходит для скорости, близкой к$c$. Это связано с тем, что вблизи скорости света масса объекта меняется. [Редактировать: масса объекта не меняется, формула по-прежнему бесполезна при скоростях, близких к c, причины в комментариях]

Может быть, вы когда-то слышали, что требуется бесконечное количество энергии, чтобы довести объект с массой до скорости света? Используя эту формулу, это не так.

Теперь давайте перейдем к вашей проблеме. Очевидно, что наличие всех видов людей, летающих на ОМУ, довольно проблематично и не принесет галактике никакой пользы. FTL, просто летая очень быстро, уже является нарушением физики, так что просто оставьте это.

Вам нужно, чтобы ваши персонажи могли перемещаться между звездными системами или даже галактиками за короткое время? Дайте им какой-нибудь варп-двигатель, или червоточины, или какое-нибудь другое волшебное средство передвижения, которое перемещает их из точки А в точку Б, не ускоряя их и, следовательно, не вкладывая в них безумное количество энергии.

Изменить: см., например, серию Ender. Я думаю, что FTL представлен в «Говорящей с мертвыми» или «Эндер в изгнании».

Есть ли способ создать вселенную со сверхсветовыми путешествиями, не обрекая половину этой вселенной на полное уничтожение в результате сверхсветовых ударов?

Мой личный любимый ответ на этот вопрос — это FTL-подход Э.Э. «Дока» Смита из серии Lensman : безынерционные приводы.

По сути, вы включаете безынерционный двигатель и сразу принимаете скорость, при которой все силы, действующие на ваш корабль, компенсируют друг друга. Если у вас есть достаточно мощный двигатель, движущийся в одном направлении, это будет означать, что вы будете двигаться с чрезвычайно высокой скоростью, кратной скорости света, потому что именно столько потребуется, чтобы сопротивление межзвездных газов соответствовало мощности вашего двигателя. Но, если вы столкнетесь с планетой, вы мгновенно остановитесь без последствий удара, потому что силы сопротивления планеты достаточно, чтобы нейтрализовать тягу вашего двигателя.

Это также делает большинство снарядов или энергетического оружия бесполезными при использовании атакующим-одиночкой, поскольку удар орудий атакующего или легкое давление их лазеров просто оттолкнет защитника без нанесения ему ущерба. Единственным эффективным средством космического боя является формирование больших флотов в виде цилиндров, конусов или сфер вокруг врага и уничтожение их одновременным огнем оружия со всех направлений.

Когда безынерционный привод отключается, вы сразу же возобновляете исходный вектор.

Хотя это устраняет проблемы сверхсветовых столкновений и случайного опустошения планеты, оно по-прежнему позволяет проводить преднамеренные атаки-убийцы планет, например, находить другую планету, движущуюся по противоположному вектору, считать ее безынерционной и вводить ее на орбиту целевого мира. Кинетическая энергия 20-килограммового снаряда при температуре 0,13°С ничтожно мала по сравнению с лобовым столкновением двух планет при обычных орбитальных скоростях. И, если это недостаточно разрушительно, в более поздних книгах серии они начинают находить планеты из антиматерии, чтобы сделать это, потому что иногда не бывает слишком много излишеств.

Кинетическая энергия при высоких скоростях

Если вы спроектируете вселенную, позволяющую путешествовать со скоростью, превышающей скорость света, вам нужно будет изобрести законы, объясняющие, как работает кинетическая энергия при движении со скоростью, превышающей скорость света.

На протяжении веков мы использовали ньютоновскую формулу кинетической энергии:$KE = \frac{m v^2}{2}$. И это сработало хорошо. Это не неправильно ; это всего лишь приближение, которое справедливо только для скоростей значительно ниже скорости света.

Но для высоких скоростей нам нужно вместо этого использовать версию Эйнштейна:$KE = \frac{m c^2}{\sqrt{1 - v^2/c^2}} - m c^2$. (m - масса покоя в этой формуле, а не относительная масса.)

Мы также могли бы использовать это для низких скоростей, если бы захотели; это примерно равно$\frac{m v^2}{2} + \frac{3m}{8}\frac{v^4}{c^2} + \frac{6m}{16}\frac{v^6}{c^4} + ...$, поэтому все термины, кроме$\frac{m v^2}{2}$будет очень близко к нулю. Но по той же причине нам не нужно возиться ни с каким термином, кроме первого, когда$v << c$, так что это было бы лишним. Вместо этого мы используем простейшее приближение, которое хорошо работает на тех скоростях, которые мы рассматриваем.

Теперь давайте посмотрим, что эти уравнения означают на практике. Предположим, у нас есть масса в 1 кг, и посмотрим, сколько энергии они предсказывают при различных скоростях.

Низкая скорость: 10 м/с

Если он движется со скоростью 10 м/с, то, используя ньютоновское приближение, мы получаем кинетическую энергию$50 J$.

Если мы воспользуемся эйнштейновской версией, мы получим$50.00000000028 J$. Обе версии чрезвычайно точны, поэтому мы могли бы также использовать более простую.

Релятивистская скорость: 0,99c

Ньютоновское приближение дает нам$3.64 \times 10^{16} J$.

Эйнштейновский дает нам$2.58 \times 10^{17} J$.

Ньютоновская версия в восемь раз меньше; при этих скоростях мы больше не можем использовать это приближение.

сверхсветовая скорость: 2c

Ньютоновское приближение дает$1.8 \times 10^{17} J$, но нас это не волнует, потому что мы уже давно прошли скорости, где это отдаленно точно.

Эйнштейновское приближение дает нам$-1.038\;i \times 10^{17} J$. Поскольку наша кинетическая энергия теперь и отрицательная, и мнимая, можно с уверенностью сказать, что это приближение больше не является точным (или даже не имеет смысла) при скоростях выше скорости света. (Это даже не определено точно со скоростью света; есть деление на 0.)

В нашей Вселенной уравнение Эйнштейна может и не быть приближением; насколько нам известно, оно может быть абсолютно точным при любых скоростях. Но если сверхсветовая скорость возможна в вашей вселенной, то это должно быть приближение, действительное только на низких скоростях.

Я не могу сказать вам, какое уравнение вы должны использовать для расчета кинетической энергии на сверхсветовых скоростях; Я могу только сказать, что тот, который вы используете, не даст точных результатов в нашей вселенной, а лучшее приближение, известное современной науке для нашей вселенной, не допускает даже сверхсветовой скорости, так что это тоже будет неправильно. Решите, как вы хотите, чтобы кинетическая энергия работала на сверхсветовых скоростях, а затем будьте последовательны.

Энергетическая шкала

Однако на самом деле вам не нужно составлять новое уравнение, если вы этого не хотите. Вы можете с уверенностью предположить, что ньютоновская физика действует при любой скорости в вашей вселенной, не создавая проблем, которые вы себе представляете.

$10^{13} J$может показаться, что это много, но это по ничтожным земным меркам. Мы испытали ядерное оружие в 20 000 раз больше этого , и мы все еще здесь.

Давайте рассмотрим что-то с немного большей энергией, чем простая водородная бомба. Предположим, что ньютоновская физика верна высокой скорости и что у нас есть корабль размером с Титаник , движущийся со скоростью света. Он будет иметь кинетическую энергию$2.337 \times 10^{24} J$. Это приличное количество энергии, но оно в 100 раз меньше, чем Солнце излучает каждую секунду , и в 100 миллионов раз меньше, чем нам нужно, чтобы взорвать Землю . (Что, в свою очередь, означает, что упомянутая вами сцена была не самым энергичным событием, которое мы видели в «Звездных войнах».)

Чтобы представить вещи в серьезной перспективе, сверхновая может излучать$10^{44} J$. Это$10^{20}$раз больше кинетической энергии нашего корабля. Иными словами , наш корабль, сталкиваясь с чем-то, излучает как минимум в 100 000 000 000 000 000 000 раз меньше энергии, чем что-то, что происходит во Вселенной довольно регулярно.

Тащить

Пространство большое и очень-очень пустое... но оно не совсем пустое.

Между звездами есть тонкий туман из пыли, газа и атомов.

Это не много. В холодных глубинах межзвездного пространства вакуум чище, чем где-либо в земной лаборатории. Но если вы едете достаточно быстро, это действительно имеет значение.

В Солнечной системе с солнечным ветром плотность атомов составляет 2x10^7 на кубический метр, в основном это водород или гелий.

За пределами Солнечной системы она немного меняется в зависимости от температуры и заряда, но если вы возьмете стальной шар и бросите его в холодную темную ночь...

Давай посмотрим что происходит

если вы во что-то попали, легко (уменьшено, чтобы сохранить жизнь фотографу)

Но что, если вы пропустите...

20-килограммовая железная пуля покидает рельсотрон корабля со скоростью 1,3% скорости света.

Слизняк - это чистое железо.

Сфера имеет радиус 8,464 сантиметра.

Он движется со скоростью 1,3% от скорости света, так что давайте подождем на расстоянии около 1,3 световых года и посмотрим, как он будет выглядеть, когда прибудет.

Хм. Немного поздно... не очень поздно, но немного...

Чтобы добраться до нас, сфера должна была пройти через 2,768×10^20 кубических сантиметров «пустого» пространства.

Холодная нейтральная среда (ХНС) в межзвездном пространстве содержит около 20-50 атомов на кубический см, в основном водород или гелий. Мы примем 25 атомов водорода на см ^ 3, чтобы упростить это.

Таким образом, во время путешествия он столкнулся с (2,768 × 10 ^ 20 * 25) атомами водорода ... около 11,58 мг (миллиграммов) водорода.

Если предположить, что он не наткнется на песчинку на длинном пути и не превратится в облако атомов.

Это не так уж много... но к тому времени, как слизняк пролетел 2 245 230 световых лет, он столкнулся с примерно 20 кг атомов водорода. Обратите внимание, что это его собственный вес в водороде.

Это долгий путь, почти расстояние до Андромеды.

Таким образом, к тому времени он теряет примерно половину своей первоначальной скорости, и часть железа, вероятно, оторвалась от этих небольших ударов.

Вселенная не заполняется высокоскоростными обломками, потому что каждый обломок испытывает крошечное и едва уловимое сопротивление при столкновении с тонким туманом атомов между звездами.

tl;wr: На основе канона «Звездных войн»: гравитация высасывает вас из гиперпространства.

По крайней мере, в письменной вселенной «Звездных войн» это канон, что, хотя вы можете путешествовать со скоростью, превышающей скорость света (подробностей о том, как это работает, неизвестно), корабли не могут летать через гравитационные колодцы. Это означает, что перед тем, как корабль, путешествующий по сверхсветовой скорости, столкнется с солнцем или планетой, его высосет из гиперпространства и он должен будет путешествовать по сверхсветовой скорости. То же самое должно относиться к любой материи/частицам/части кораблекрушения, которые переводятся в режим сверхсветовой скорости в результате любого возможного странного «несчастного случая».

Корабли, как правило, недостаточно велики, чтобы создать собственное гравитационное поле, поэтому, в основном, после отключения всех мер безопасности и т. д. адмирал Холдо смог бы выполнить изображенный маневр, что привело бы к взрыву шрапнели, по крайней мере, близкой к скорости света, уничтожив половину флота. И хотя эти шрапнели могут летать в космосе очень долго и на очень большое расстояние, по крайней мере, планеты в относительной безопасности от них благодаря гравитационным колодцам их солнечных систем. Любой обломок замедлился бы до чего угодно STL и хотя бы частично сгорел в атмосфере. Конечно, какие-то повреждения все же могут быть, но общее количество несчастных случаев и, следовательно, осколков следует оценивать довольно небольшим. Однако, если честно, одинокому кораблю в космосе может не повезти.

Мысль на стороне: было бы интересно узнать, были ли Звезды Смерти достаточно массивными, чтобы создавать собственное гравитационное поле.

Кино - к сожалению - другая тема. По крайней мере, в Эпизоде ​​​​7 Дисней разрушил канон, когда «Тысячелетний сокол» путешествовал через гиперпространство прямо над поверхностью базы «Старкиллер», под ее энергетическими щитами. Прыжок фактически невозможен, поскольку гравитация должна была высосать «Сокол» из гиперпространства задолго до того, как он туда попал. Я не могу здесь приводить цифры, но, по моим оценкам, когда дело доходит до планет, вы должны находиться как минимум на геостационарной орбите или выше, чтобы иметь возможность прыгнуть в гиперпространство, то есть вы будете примерно на таком же расстоянии. с планеты, когда тебя высосет из гиперпространства.

Солнца — это еще одна тема, так как они еще более массивны и имеют очень большие гравитационные колодцы. Например, в одной из книг Трилогии Трауна или в одной из книг серии X-Wing шпиона Новой Республики с имперским прошлым как бы возвращают на имперскую службу, помещая его на командный корабль Трауна или имперского военачальника. Им удается удалить некоторые навигационные данные, что приводит к тому, что звездный разрушитель вытягивается из гиперпространства гравитацией солнца и эффективно останавливает корабль на несколько часов или даже дней, отбрасывая план имперского времени и, таким образом, спасая день.

Кроме того, сам гранд-адмирал Траун очень хорошо использует несколько кораблей «Интердиктор», которыми он управляет. Это звездные разрушители, оснащенные мощными проекторами гравитационных колодцев, способными вытягивать корабли из гиперпространства. Конечно, вы должны знать, где пройдет враг, но этот человек был великолепен и таким образом несколько раз заманивал в ловушку неподготовленные конвои Новой Республики или целые флоты прямо перед орудиями его флота, самым ярким и последним примером является битва. Билбринджи, во время которого Траун убит одним из своих инопланетных телохранителей.

Это не "быстрее света", это "короче космоса"

Если ваш сверхсветовой двигатель перемещает ваш корабль за пределы нормального пространства, а затем обратно в обычное пространство на некотором расстоянии, то контрмеры просты: любое устройство, препятствующее повторному входу в обычное пространство, делает это пространство неприступным для вторжения в сверхсветовое пространство.

Шлок Наемник

В первые дни существования комикса сверхсветовые путешествия осуществлялись с использованием Червоточин — огромных порталов, между которыми корабли могли перемещаться мгновенно. В этом случае затраты энергии на червоточины увеличивались экспоненциально с размером червоточины, а это означало, что любая червоточина, достаточно большая для перевозки корабля, нуждалась в собственной инфраструктуре — отсюда и червоточины.

Затем главные герои изобрели новую сверхсветовую систему под названием терапорт . Он работает, создавая смехотворное количество крошечных червоточин, а затем проталкивая отдельные молекулы объекта через червоточины и собирая их на другой стороне. (Отсюда и название « разрывной » «терапорт»). Из-за того, как масштабировались энергозатраты, терапорт был чрезвычайно энергоэффективен по сравнению с червоточиной, а устройство, способное терапортировать человека, можно было держать в руке.

Это сразу же произвело революцию в военном деле, потому что оказалось, что возможность сбросить бомбу в любом месте корабля (или дома) вашего врага делает битву очень короткой. Конечно, они могут сделать то же самое...

Войны Терапортов подошли к концу с изобретением Запрета Зоны Терапорта, который проецирует поле, препятствующее открытию крошечных червоточин, которые использует терапорт. (Червоточины с более высокой энергией могут пробить поле TAD, но вся причина, по которой можно использовать терапорт, заключается в том, насколько низкой энергией обладают отдельные червоточины). А поскольку процесс терапорта требует разбиения перемещаемых объектов на бесконечно малые фрагменты, а затем их повторной сборки, прерывание процесса может быть довольно неприятным для тех, кто в нем участвует.

Независимо от всех конкретных сценариев во вселенной, описанных и рассчитанных до сих пор, я думаю, что в любой установке, где ваша технология позволяет вам ускорить материю, близкую к c (или выше) в обычном пространстве, вы получите приблизительный эквивалент сегодняшних наземных мин и взрывчатых веществ. агрегаты утилизации.

Ваш новичок-стрелок по ошибке выстрелил из главного орудия Эвереста? Вызовите дворников! Они рассчитывают положение снаряда в обычном пространстве и, пока вы шлепаете Стрелка, будут старательно перехватывать и утилизировать снаряд средствами, соответствующими технологическому уровню вашей Вселенной. Для Mass Effect это на самом деле будет включать расчет Врат, к которым он будет ближе всего для практического перехвата, и запланировать его на какое-то время через несколько десятилетий. Для известного пространства Нивена вы можете быть намного точнее и перехватывать внутри облака Оорта за часы или дни.

Скажем, у вас была битва за мэра с большим количеством потенциальных обломков и потерянных патронов. Уборщики победившей фракции рассчитают, где находится сферический фронт обломков и снарядов, на основе известной скорости используемого оружия, секторов сферы, представляющих опасность для эллиптической плоскости близлежащих населенных звезд, и настроят патрули по очистке, охватывающие годы или десятилетия. . Не будет слишком отличаться от усилий по очистке Красной зоны во Франции после Первой мировой войны. Вам не нужно зачищать всю расширяющуюся сферу, только ее части, направляющиеся к известным населенным пунктам, остальное можно интегрировать в навигационные карты с большими красными табличками "Эверест объезжает на свободе. Высаживайтесь в обычное пространство на свой страх и риск".

Чтобы справиться с незарегистрированными авариями, странным Ученым-злом и забытыми обломками цивилизации многовековой давности, вам придется довериться местным мерам защиты со встроенными протоколами для борьбы с поступающим мусором со скоростью c, как указано в ответах выше.

Почему все это никогда не описывается в рассказах? Потому что все во вселенной считают это само собой разумеющимся, и никто не заботится о беспокойстве или дальнейших действиях, точно так же, как мы не видим, чтобы новости начинались с обезвреживания каждого поля наземных мин или случайной бомбы 50-летней давности ... если только вам не нужно эвакуировать половину Гамбурга, потому что этого. На самом деле это могло бы стать хорошим фоновым материалом для истории.

Одна из особенностей путешествия на таких скоростях в «нормальном пространстве» заключается в том, что неподвижные камни фактически движутся с этой скоростью относительно вас, когда вы врезаетесь в них.

Это верно для любой частицы или объекта между точкой отправления и точкой прибытия. Важно отметить, что физике все равно, ударю ли я вас по лицу или вы ударите меня кулаком головой, результат один и тот же.

Другими словами, во Вселенной с нормальным пространством ftl необходимо иметь некую легкодоступную форму сопротивления простым объектам на релятивистских скоростях. Это означает, что привод массы, описанный в вопросе, является бесполезным оружием в бою между кораблями, поскольку он даже не достигнет того же уровня повреждений, что и удар о камень на пути к битве.

Поскольку корабли, как правило, нацелены на планеты и разгоняются до таких скоростей, возможно, не так уж неразумно защищать и ваши планеты.

Вам не нужно беспокоиться о видах, которые не думают об этом или не имеют для этого решения, поскольку они либо никогда не выберутся за пределы собственного облака Оорта, либо взорвут собственную планету задолго до того, как они много хлопот остальным из нас.

Поскольку на него никто не ответил, я возьму ответ со сверхсветовой скоростью из особой вселенной, с которой вы, возможно, знакомы: нашей собственной.

Двигатель Алькубьерре основан на уравнениях теории относительности и позволяет объекту двигаться быстрее скорости света без всех проблем, которые обычно возникают. Ниже вы можете сначала найти публикацию с преимуществами, указанными в этом ответе, но я предлагаю вам также прочитать статью. Ниже видео PBS Space-time на эту тему, я не знаю, насколько они надежны, но, очевидно, спикер проводит исследования в Quasars, поэтому канал должен иметь большую надежность, чем средний сайт.

https://www.researchgate.net/publication/258317793_The_Status_of_the_Warp_Drive

Примечательны преимущества этой бумаги:

Преимущество 1: Удаление барьера межзвездного расстояния, так как больше не ограничивается ограничениями досветовой скорости. Получите скорость, превышающую скорость света, измеренную удаленным наблюдателем за пределами возмущенной области. Это позволит совершать миссии к ближайшим звездам и более тщательно изучать астрофизические явления, чем это возможно сегодня.

Преимущество 2: Это обычная транспортная схема, поскольку она не требует «разрыва» пространства или нетривиальных топологий (т. е. червоточин) и не требует передачи копий объектов через пространство в качестве средства достижения пункта назначения ( т. е. телепортация). Варп-драйв — это простой транспорт от источника к месту назначения через пространство.

Преимущество 3: Отсутствие эффектов замедления времени, как обычно ожидается от других схем космических двигателей из-за специальной теории относительности. Это связано с тем, что транспортное средство может двигаться с субсветовой скоростью, поэтому часы на борту будут синхронизированы с пунктом отправления и пунктом назначения.

Преимущество 4: Отсутствие релятивистского увеличения массы корабля, поскольку корабль, находящийся в центре варп-пузыря, покоится относительно локально плоского пространства.

Преимущество 5: Нет требований к двигательной установке ракетного типа для достижения околосветовой скорости, что обычно ограничивает максимально достижимую скорость из-за специальных релятивистских эффектов, таких как бесконечная тяга для бесконечных масс.

Выгода 6: Технологические и экономические выгоды для человечества.

(1) (PDF) Статус варп-двигателя. Доступно по адресу: https://www.researchgate.net/publication/258317793_The_Status_of_the_Warp_Drive [по состоянию на 29 января 2019 г.].

Для получения некоторой справочной информации вы можете посмотреть это: https://www.youtube.com/watch?v=94ed4v_T6YM

Идк, чувак. Просто используйте обычный двигатель Alcubierre или любой сверхсветовой сверхпространственный искривляющий. Поскольку эти двигатели перемещают пространство вокруг корабля, а не сам корабль, корабль с вышедшим из строя двигателем выйдет из варпа с той же (досветовой) скоростью, с которой он вошел, что может быть даже состоянием покоя.

Что касается части SW, я хотел бы, чтобы вы знали, что таран Shit-do был полностью неверным, и это результат того, что Дисней, как обычно, перепутал гипердвигатели с варп-двигателями. Гиперприводы отправляют корабль в отдельное измерение, где они перемещаются на гораздо большие расстояния в реальном пространстве с каждой единицей, которую они перемещают в гиперпространстве. Конечно, объекты, генерирующие большие массовые тени (вспомните гравитационные колодцы планет, звезд или черных дыр), генерируют в гиперпространстве «массовые тени», которые тянут корабль обратно в нормальное пространство-время входа и могут даже уничтожить его (вот почему корабли нельзя прыгать рядом с планетой). «Превосходство», хотя и большое, не будет генерировать массовую тень даже близко к тому, что требуется, и даже если бы это произошло, «Раддус» столкнулся бы только на субсветовых скоростях. Таким образом, эта сцена очень сильно сломала знания.

С точки зрения RPG Traveler:

Сверхсветовое путешествие больше похоже на путешествие «изломом во времени», чем на «очень-очень быстрое» путешествие. Прыжковый двигатель переводит вас в пространство прыжка, вы летите без изменения скорости или направления в реальном пространстве, а через неделю выскакиваете из пространства прыжка, как будто ничего не произошло, за исключением того, что теперь вы находитесь в нескольких световых годах от того места, где начали. . Почти как побочный эффект чего-то другого.

Тем не менее, даже Traveler борется с эффектом бомбы фракции C-рока.

Сэр! Движущийся объект остается в движении... если на него не действует внешняя сила, сэр!

Вам не нужна космическая пыль.
Уже известны внешние силы в космосе , вызывающие сопротивление . Примером может служить солнечный ветер от нашего Солнца.
С какой бы скоростью ни двигались части корабля, они не будут двигаться с такой скоростью бесконечно.

С практической точки зрения «строительства мира» это не широко известно/понятно/оценено, поэтому я бы предпочел «отсутствие функционирующего гипердвигателя», делающее это неуместным, а не точку зрения physics.stackexchange.com.

Откровенно говоря, на некоторые вещи лучше не обращать внимания.
Например, если вы допускаете сверхсветовую пулю и промахиваетесь по кораблю, но попадаете в планету (или, может быть, она отклоняется от корабля), жители, которые не пострадали, все равно должны иметь дело со вспышкой рентгеновских лучей, гамма-лучей и рассеянных частиц, вызванных когда околосветовые обломки соприкасаются с их атмосферой.

Вы можете увидеть эффекты бейсбольного мяча, движущегося со скоростью 0,9c здесь (https://what-if.xkcd.com/1/), физика которого кажется законной, а затем экстраполировать в своей голове, что будет с предметом большей массы. делать.

Для этого ответа я предполагаю, что вы хотите, чтобы корабль мог добраться до пункта назначения FTL, а не просто мог перемещаться FTL.

Если вам просто нужен способ обеспечить сверхсветовое путешествие, но без кинетической головной боли, почему бы просто не иметь двигатель, который сворачивает пространство на себя, и корабль перемещается в новое место. Это резко снизит эффективность использования сверхсветовой скорости в качестве военного оружия. Защитой от этого будет генератор, который создает поле, вызывающее неправильное свертывание, и отправляет сверхсветовую скорость куда-то еще.

Установка всех/большинства/некоторых планет, оснащенных этими генераторами, не позволит пьяным пришельцам перемещать все, что они хотят, куда угодно на планете. Не смог бы использовать его, чтобы ограбить банк.

Если это все еще слишком мощно, просто сделайте так, чтобы любой тип сверхсветовой скорости нуждался в конечной опорной точке, чтобы направлять его, и что использование ее без нее просто рассеет вашу энергию по вселенной из-за [Insert Tchnobable].

В сверхсветовом приводе корабля может быть пока еще неизведанный физический механизм, позволяющий двигать корабль дальше c. Как бы этот механизм ни работал в деталях, он может воздействовать только на замкнутую систему (такую ​​как космический корабль). Таким образом, даже если ваш сверхсветовой корабль «столкнется» с другим кораблем или даже просто с астероидом: он может передать абсурдное количество энергии/импульса, но столкнувшийся с ним объект может не ускориться выше, чем с. Таким образом, избыток кинетической энергии может быть мгновенно преобразован в тепло или излучение. В худшем случае у вас может быть пылающий шар плазмы, летящий со скоростью света в случайном направлении, но это не совсем «необычно» в нашей вселенной?

Учтите, что черная дыра уже притягивает свет, у нее есть «сверхсветовые» эффекты.

Возможно, ваши черные дыры — ваши межгалактические защитники. Осколки будут поглощены разумными и голодными черными дырами, блуждающими внутри и вне галактик.

Маневр Холдо не имеет смысла даже во вселенной SW. (Я не позволил этому испортить мне фильм, но это глупо.) Вы не можете выйти в сверхсветовой мир и остаться в обычном пространстве; это фундаментальная наука, которую знает каждый гик. Так что вы не сможете протаранить другой корабль, используя свои сверхсветовые двигатели. Возможно, вы могли бы целенаправленно выйти из FTL в том же (нормальном) пространстве, которое занимает другой корабль. Я думаю, что это нанесло бы большой ущерб, вызвало бы пробоины реактора, декомпрессию и т. д. Только не впечатляющий таран. Итак, ответ на ваш вопрос заключается в том, что ваша «проблема» не является проблемой.

Кстати, космический корабль, стреляющий кинетическим оружием с такой большой энергией, должен был бы ПОСТАВЛЯТЬ эту энергию.

Кстати, энергия кинетических снарядов не обязательно вся попадает в цель, а вместо этого пробивает в ней дыры. Энергия накапливается только в том случае, если снаряд сталкивается с достаточно толстой броней, чтобы поглотить всю эту энергию. Таким образом, правильная защита от научно-фантастических рейлганов состоит в том, чтобы строить корабли с довольно тонкими стенками, множеством отсеков, многочисленными резервами и отказоустойчивыми взрывами. Также сделайте корабли очень маневренными. Противодействие этой защите состоит в том, что боеприпасы разбрасываются на множество частей после запуска — дробовик рельсотрона. В противовес дробовику из рельсотрона… броня. ;-)

Не волнуйтесь, шансы попасть в кого-нибудь довольно малы.

Вас беспокоит случайная ультрарелятивистская (или даже сверхсветовая) шрапнель, образовавшаяся при столкновении с кораблем, использующим варп-двигатель. Я предполагаю, что каждый кусок шрапнели имеет разрушительную силу ядерной бомбы, согласно вашим числам в вопросе. Прямое попадание разрушило бы город или космический корабль, но это слишком мало, чтобы повредить астрономическое тело. Если шрапнель способна расколоть планету, то варп-двигатель космического корабля будет иметь выходную мощность, превышающую мощность Звезды Смерти. Если ваши обычные сверхсветовые приводы могут в сотни раз увеличить мощность «Звезды Смерти», то у вас есть более серьезные проблемы с безопасностью, чем просто шрапнель. Поэтому я приму уровни ядерной бомбы разрушительной силы.

Чтобы эта шрапнель действительно причинила вред, она должна поразить инфраструктуру или населенные пункты. Тем не менее, пространство действительно большое . И что еще более важно, вещи в космосе тоже очень большие .

Разумно поспорить, что осколки в конце концов во что-нибудь врежутся . Даже учитывая сопротивление межзвездной среды, как это сделал Мерфи в своем ответе , любой обломок значительной массы имеет эффективный радиус действия порядка миллиона световых лет. Но вопрос в том, что они будут бить.

Большая часть материальной вселенной, по крайней мере та, которая не состоит из пыли и свободных газов, состоит из звезд и планет. Итак, давайте возьмем нашу солнечную систему в качестве примера и предположим, что распределение объектов в нашей солнечной системе такое же, как и в других местах. Вероятность попадания в предмет пропорциональна площади его поперечного сечения. Объекты в нашей Солнечной системе имеют площадь поперечного сечения, начиная с наибольшей,

1. Солнце:$1.519695684 \times 10^{12}$км$^2$
2. Юпитер:$1.535468464\times 10^{10}$км$^2$
3. Сатурн:$1.065303332\times 10^{10}$км$^2$
4. Уран:$2.020769922\times 10^9$км$^2$
5. Нептун:$1.904568191\times 10^9$км$^2$
6. Земля:$1.27516118\times 10^8$км$^2$
7. Венера:$1.15058579\times 10^8$км$^2$
8. Марс:$3.6092848\times 10^7$км$^2$
9. Ганимед:$2.1746610\times 10^7$км$^2$
10. Титан:$2.0830723\times 10^7$км$^2$
11. Меркурий:$1.8699187\times 10^7$км$^2$
12. Каллисто:$1.8254256\times 10^7$км$^2$
13. Ио:$1.0423372\times 10^7$км$^2$
14. Луна:$9.484174\times 10^6$км$^2$

Мы могли бы продолжать двигаться вниз по списку, но объекты будут становиться все меньше. Здесь у нас есть$1.519695684 \times 10^{12}$км$^2$звезда,$2.993305607\times 10^{10}$км$^2$газовых гигантов,$2.97366732\times 10^8$км$^2$каменистых планет, и я перечислил$8.0739135\times 10^7$км$^2$лун, хотя лун больше, что немного увеличило бы это число. Общая площадь в этом списке$1.550006846\times 10^{12}$км$^2$.

Мы можем видеть, что по площади Солнечная система в подавляющем большинстве состоит из Солнца, на 98%. Газовые гиганты составляют всего 1,9%. Скалистые тела, такие как Земля, составляют всего 0,1%. Шансы попасть в изолированный космический корабль или космическую станцию ​​настолько астрономически малы, что не вызывают беспокойства.

Мы можем разумно предположить, что газовые гиганты и звезды не населены (по крайней мере, ничем, кроме нескольких космических станций), поэтому у нас есть только 1 осколок из 1000, поражающий все, на чем могут быть люди . Глядя на снимок маневра адмирала Холдо, кажется, что там может быть несколько тысяч осколков. Итак, мы перешли от «уничтожить половину известной вселенной» к «поразить пару планет». Это существенное улучшение по сравнению с первоначальным прогнозом.

Однако ситуация улучшается. Большинство обитаемых планет, вероятно, имеют атмосферу. Эти атмосферы поглотили бы большую часть энергии этой шрапнели посредством ядерного синтеза, управляемого ударом ( соответствующий xkcd ). Любые мелкие осколки даже не доберутся до поверхности. Только большие куски могут представлять угрозу населению планеты. Большая часть ультрарелятивистской шрапнели, скорее всего, состоит из мелких кусочков, поскольку более крупные фрагменты труднее разогнать. Таким образом, мы, вероятно, могли бы уменьшить количество столкновений в несколько раз. Таким образом, мы переходим от «попадание в пару планет» к «возможно, удар по поверхности планеты».

Если вы спросите о планетах без атмосфер, вероятно, разумно предположить, что лишь небольшая часть планет без атмосфер имеет какое-либо значительное обитание, и даже тогда плотность их населения, вероятно, намного меньше. Эти факторы, вероятно, аналогичны смягчающим факторам атмосферы.

Однако, даже если вы упадете на поверхность планеты, вы все равно, скорее всего, пропустите людей. Земля на 70% состоит из океана и на 30% из суши, и люди живут только на суше. И из этой площади только 3% урбанизированы. Это означает, что если вы бросите свою шрапнель в случайную точку на поверхности Земли, у вас будет только 3 из 10 шансов поразить кого-либо вообще и только 0,9% шанса попасть в городской район, что приведет к значительным потерям. жизнь. Некоторые научно-фантастические планеты значительно более урбанизированы, но некоторые и значительно менее урбанизированы, так что это, вероятно, уравновешивает ситуацию.

В ходе этого вопроса я понизил серьезность маневра адмирала Холдо с «вселенского катаклизма» до «умеренно небольшой шанс нанести ядерный удар по одному городу». Конечно, это все еще нехорошо, так что неназванный начальник артиллерийского огня по-прежнему прав, говоря своим новобранцам не стрелять вслепую в космос. Но вряд ли это апокалипсис, разрушающий вселенную, о котором вы подумали сначала.

Я тут предположил, что многие планеты обитаемы (а-ля Звездные войны). Поскольку у вас так много населенных планет, потеря одного случайного города на случайной планете вряд ли повлияет на галактическое население. Если вы предполагаете, что населено лишь небольшое количество планет, то вероятность того, что вы случайно заденете обитаемую планету, пропорционально уменьшится.

Вот если бы в каждом космическом бою происходили сотни таких столкновений, то у нас был бы повод для беспокойства. Но использовать это в качестве своей намеренной стратегии было бы преднамеренно безрассудным и неэтичным. Однако если мы предположим, что такое столкновение совершает лишь случайный идиот или отчаянный герой, то в глобальном масштабе риски весьма невелики. Я по-прежнему не хотел бы оказаться в одном из тех крайне несчастливых городов, разрушенных осколком шрапнели, но это гораздо, гораздо лучший прогноз, чем «осудить полвселенную на полное уничтожение».

Энергия сохраняется.

Это один из законов физики, открытых Ньютоном. Остальная часть физики Ньютона была изменена как относительностью, так и квантовой механикой, но этот основной факт остается неизменным.

Сверхсветовое путешествие должно означать, что физика в том виде, в каком мы ее знаем, еще не завершена, но самая безопасная ставка состоит в том, что энергия все еще будет сохраняться в новой физике. Конечно, вы как автор можете просто констатировать это как факт, если хотите.

Что это значит? Это означает, что вы не можете получить больше энергии от сверхсветового столкновения, чем вы вкладываете в качестве топлива для звездолета. Это делает вселенную безопасной.

Самое энергоемкое топливо, которое мы знаем, — это антиматерия. Если их ввести в контакт с одинаковым количеством обычной материи, то обе они полностью преобразуются в энергию. Максимум можно найти, используя знаменитую формулу Эйнштейна.$E=mc^2$.

Вы получаете энергии, которые могут быть очень плохими для одной планеты, но не заметными для звезды.

Однако просто хранить такое же количество антиматерии и попасть в аварию с этим было бы так же плохо , как если бы осколки звездолёта попали под дождь.

Я читал книгу (не помню какую, но она была из эпохи первых книг Азимова), в которой эта проблема была аккуратно решена: в сверхсветовой вселенной в той вселенной использовался какой-то «физический пузырь» (сравните с варп-поле в «Звездном пути»), которое простиралось на несколько световых секунд вокруг корабля-производителя. Эти пузыри не могли взаимодействовать, поэтому каждый раз, когда два корабля оказывались ближе, чем эта световая секунда друг к другу, сверхсветовая скорость автоматически выходила из строя, и корабли разгонялись до субсветовых скоростей до тех пор, пока они не удалялись достаточно далеко.

Заставить FTL работать подобным образом действительно ограничит опасность таких идиотов, поскольку сверхсветовые столкновения невозможны по определению.

(для справки, световая секунда примерно равна расстоянию между Землей и Луной)

Роботех!

Я удивлен, что еще не видел этого ответа, но если кто-то помнит американизированное аниме-шоу 1980-х годов, Robotech, у них был уникальный и интересный взгляд на сверхсветовые путешествия. По сути, сверхсветовой двигатель во вселенной Robotech представлял собой устройство, которое могло создавать вокруг себя сферу энергии и, по сути, телепортировать все, что находится внутри этой сферы, в место, потенциально удаленное на много световых лет. Это похоже на концепцию «пространственной складки». Корабль вовсе не достигает сверхсветовой скорости, он просто меняет свое место с тем, что находится в другом месте.

В самом первом эпизоде ​​сериала мы видим потенциал для использования этого типа сверхсветового двигателя в качестве оружия, когда SDF-1 вынужден совершить экстренную космическую операцию, все еще находясь в атмосфере Земли, недалеко от острова в южной части Тихого океана. . В результате корабль непреднамеренно телепортирует значительную часть острова вместе с собой в космос. Ясно, что такого рода вещи могут повредить планеты, разрезать вражеские корабли пополам и т. д., но общий потенциал разрушения довольно ограничен размером поля, которое может генерировать двигатель. В интересном примечании размер поля сверхсветовой скорости, которое может быть сгенерировано, кажется, пропорционален размеру корабля, создающего поле, что имеет смысл (это '

В любом случае, эта базовая концепция: двигатели корабля (все, что позволяет ему перемещаться в пространстве) — это полностью отдельная система от сверхсветового «складчатого двигателя», который в основном телепортирует корабль в другое место, — это основа, которую можно использовать для спланировать вселенную научной фантастики/космической оперы. Я понятия не имею, как создатели Robotech намеревались справиться с заведомо маловероятным случаем, когда два корабля решили свернуть в одно и то же место в одно и то же время. Я думаю, они так далеко не продумали. Я бы предположил, что либо обе складки провалятся, либо будет огромный взрыв: как интереснее для истории.

Сохранение энергии

Просто установите следующее для вашего FTL-привода:

• Корабль переходит в альтернативное пространство или альтернативную фазу, или как бы вы это ни называли, в котором происходят все сверхсветовые путешествия;
• В этом пространстве или фазе расстояния каким-то образом «короче», чем в обычном пространстве, так что путешествие может быть совершено гораздо быстрее, даже на корабле, движущемся с подсознательной скоростью.
• Требуется определенное количество энергии, чтобы вывести судно в сверхсветовое пространство; энергия линейна к массе сосуда и обратно пропорциональна плоскостности пространства.
• Судно может выйти из сверхсветового пространства только в точке, скорость выхода которой в нормальном пространстве равна скорости выхода точки входа.

Все это означает, что вашим двигателям нужно только доставить вас достаточно далеко туда, где будет работать ваш сверхсветовой двигатель, и не более того (поэтому никто не будет их строить). Не будет опасности от кораблей, движущихся с релятивистскими скоростями, потому что в обычном космосе не будет кораблей, движущихся с такой скоростью.

Мир и отсутствие доступа

Прямо сейчас у нас есть доступ к технологиям, которые могут уничтожить человечество, но у нас его нет. Причины двоякие: крупных (прямых) войн между ядерными державами не было, и ни у кого больше нет доступа к этим технологиям. Чтобы перевести их через, нам нужно:

Во-первых: человечество достаточно сплочено и не сталкивалось с враждебными инопланетными расами, поэтому не было никаких серьезных войн, чтобы стереть с лица земли огромные куски карты.

Во-вторых: сверхсветовые технологии невероятно сложны и дороги в производстве, вплоть до того, что они являются исключительной прерогативой крупных правительств/возможно, одной или двух крупных корпораций. Таким образом, никаких идиотов, летающих со сверхсветовой скоростью и уничтожающих планеты. Это не означает, что у вас не может быть гражданских межзвездных космических полетов: возможно, сверхсветовая технология представляет собой стабильные червоточины, поддерживаемые правительством, или космические станции, которые располагаются в удобных точках соединения, взимая плату за ускорение кораблей до сверхсветовой скорости. к другой такой станции, и замедление любого корабля, брошенного к ней со сверхсветовой скоростью, возвращается к чему-то безопасному. Что бы ни.

В-третьих: создание сверхсветовых систем совершенно очевидно, и существует активная и эффективная следственная группа, которая выявляет всех, кто пытается это сделать, и предотвращает их с крайним предубеждением.

В-четвертых: какими бы они ни были, существующие сверхсветовые объекты чрезвычайно безопасны и хорошо защищены, что предотвращает их уничтожение террористическими атаками.

Между ними у нас есть ситуация, в которой единственные люди, способные использовать сверхсветовые системы для создания огромного количества хаоса, не имеют причин хотеть этого, а люди, у которых есть причины хотеть этого, более простые пути к этому.

Фактической сверхсветовой скорости нет.

Вам не нужно беспокоиться о сверхсветовых обломках, если ваш метод сверхсветовой транспортировки действительно требует, чтобы функционирующее устройство прибыло в пункт назначения до того, как это сделает свет, и он также не требует, чтобы корабль делал какие-либо релятивистские рекорды скорости. Любой вид, использующий какой-то четырехмерный сокращенный метод (гиперпространство, червоточины, путешествие по адскому измерению, сморщивание пространства-времени для фактического сокращения расстояния и т. д.), будет работать очень хорошо, и единственное, что у вас будет беспокоиться о телефрагментации чего-то по прибытии - но просто вытолкните разрешенные точки выхода за пределы гравитационных колодцев, и шансы на такое столкновение мгновенно сводятся к астрономически редкому событию, поскольку вы теперь можете случайно пересечься только с камнями и другие корабли,