Может ли эта волшебная система напрямую нарушать законы термодинамики и сохранения энергии?

В этом есть две половины. Энергия, просачивающаяся во Вселенную, и наниты, которые ее используют. Сначала наниты.

Когда вы делаете дыру в пространстве, в нее течет случайная энергия, сложные субатомные наниты, которые собирают энергию и управляют ею.

Какую бы энергию ни ловил ваш космический волшебник в этих нанитах, она должна подчиняться законам физики. Самым большим ограничивающим фактором является плотность энергии и направление этой энергии. Давайте посмотрим на некоторые верхние пределы.

Если наниты высвободят свою энергию путем синтеза, вы получите 500 МДж на миллиграмм нанита. Это примерно половина энергии молнии. Этой энергии достаточно, чтобы выстрелить в космос около 10 кг.

Если они используют антиматерию, вы получите около 90 000 МДж на миллиграмм нанита. Этой энергии достаточно для работы автомобиля в течение года. Его энергия в два раза больше, чем у самой большой обычной бомбы .

И это примерно настолько плотная энергия, насколько вы можете получить.

Энергия не берется из ниоткуда, хотя неизвестно, откуда она берется.

Это делает вещи интересными. Некоторые из них, такие как сохранение энергии, применимы только к закрытой системе, а ваша система не является закрытой. Он получает больше энергии... откуда-то из-за пределов вселенной . Вероятно, лучше не объяснять, где, держитесь за это как за основную сюжетную точку .

Законы должны применяться только к нашей Вселенной, а не к другой стороне .

Пройдемся по законам.

Нулевой закон

Если две системы находятся в тепловом равновесии с третьей системой, то они находятся в тепловом равновесии друг с другом.

Если а = с и b = с, то а = b. Может показаться очевидным, но важно сформулировать свои аксиомы. Здесь неактуально.

Первый закон / Сохранение энергии

В замкнутой системе (т. е. нет переноса вещества в систему или из системы) первый закон гласит, что изменение внутренней энергии системы (ΔUсистем) равно разнице между теплом, подведенным к системе (Q ) и работу (W), совершаемую системой над окружающей средой.

Ваша энергия поступает извне системы, она не замкнута, здесь не действует Первый закон.

Второй закон

Проще говоря (и я извиняюсь перед любыми настоящими физиками, читающими это), энергия течет от горячего к холодному и в конечном итоге достигает равновесия.

Независимо от того, применим ли второй закон к другой стороне, наша Вселенная считает себя «холоднее». Это хорошо работает с идеей, что это работает только в вакууме.

Это также означает, что если вы проткнете отверстие в месте, которое является более «горячим», энергия может течь в другом направлении.

Третий закон

Энтропия системы приближается к постоянному значению, когда ее температура приближается к абсолютному нулю.

Не имеющий отношения.

От этих пунктов зависит правильность вашей установки.

Энергия исходит откуда-то из-за пределов Вселенной

Это позволяет избежать проблемы сохранения энергии, когда космические волшебники собирают свою энергию.

Космические волшебники не могут использовать больше энергии, чем они могут хранить

Это позволяет избежать нарушения закона сохранения энергии.

И это накладывает ограничение на то, сколько энергии могут использовать ваши космические волшебники. Это важно для целей повествования и ограничения силы ваших персонажей.

Энергия лучше всего течет в «холодных» областях, таких как вакуум.

Это поддерживает второй закон в хорошем состоянии, даже если точно не определено, что означает «холодный».

И это накладывает еще одно ограничение на то, когда и как быстро ваши космические волшебники могут перезаряжаться. Также важно для повествовательных целей и ограничений.

Не объясняй того, чего не надо.

По обычным причинам: если вы этого не объясните, вы не ошибетесь.

Это также оставляет открытые возможности для интересных сюжетных поворотов в будущем. Что это за другая вселенная? Какие там правила? Что еще может пройти? Дырки в одну сторону или в две? Что произойдет, если вы проткнете дырку в месте, которое «горячее», чем другая сторона?

Это, вероятно, гораздо менее захватывающе, чем вы говорите.

Я не знаю, что вы имеете в виду под разрывом в пространстве-времени или изоляцией пространства . Но это звучит как энергия вакуума, когда на большой площади так называемого пустого пространства распределен небольшой ненулевой потенциал. Итак, если вы возьмете кубическую милю пространства и посмотрите на каждую точку сразу, то с вероятностью 0,000001% вы найдете где-нибудь электрон. Тогда получается, что ваши наниты каким-то образом собирают эти электроны и используют их для питания чего-то.

Вероятно, это нарушает термодинамику.

Сбор этой нулевой энергии звучит как нарушение термодинамики из учебника, поскольку энергия присутствует везде, в том числе внутри нанитов, поэтому перемещение ее из одного места в другое было бы похоже на использование тепла в комнате со стоградусной температурой, даже не выходя из комнаты. Да, если бы вы были за пределами комнаты, вы могли бы выпустить тепло и использовать его для кипячения воды. Но если вы находитесь в комнате, вы не можете вскипятить воду, так как вся вода уже вскипячена и так далее.

Термодинамике позволено сломаться.

Конечно, квантовые вещи часто нарушают термодинамику, поскольку термо — это просто набор эмпирических законов, которые в среднем верны. Так что это не проблема сама по себе.

Проблема в том, что энергия вакуума ОЧЕНЬ мала. Поэтому, если вы где-то найдете электрон, вам, вероятно, придется переместить его на несколько миллиардов световых лет туда, где он будет полезен.

Кроме того, тот факт, что эти штуки являются нанитами, кажется совсем не важным. Идея в том, что нанит имеет тот же размер, что и электрон?

Другие вселенные.

Что-то, что звучит немного более последовательно, — это использование энергии вакуума из других вселенных. Это тот же принцип, что и отвод тепла из этой жаркой комнаты. Найдите вселенную с огромной вакуумной энергией (жители этого не заметят) и каким-то образом выпустите энергию в нашу вселенную. Конечно вопрос Нарушает ли это законы физики тогда становится спорным.

Вы должны рассмотреть эту знаменитую формулу:

$E = mc^2$

Энергия не просто появляется. Возможно, вы имели в виду виртуальные частицы , но они не создают энергию из ничего. Если вы хотите иметь пригодную для чего-то энергию, вы должны собрать ее оттуда, где она уже существует в другой форме. Итак, если вы хотите получить джоуль, либо возьмите его с собой, либо переведите в него 1/90 000 000 000 000 000 грамма вещества.

И здесь кроется нарушение термодинамики: ваша магия позволяет вам призывать бесконечное количество энергии где угодно.

Используйте теорию поля Хиггса

То, о чем вы говорите, примерно напоминает теорию поля Хиггса в квантовой механике. По сути, поле Хиггса представляет собой энергию во Вселенной, которая настолько равномерно распределена, что не создает локальных суммарных эффектов, но различные теории связывают его с гравитационным сопротивлением, эффектами темной материи и темной энергии, расширением Вселенной, и даже происхождение большого взрыва.

Сколько энергии находится в «ложном вакууме» космоса, неизвестно, но потенциально оно может быть огромным (мы просто не знаем, потому что не можем измерить эффект нулевой суммы). Но то, что вы предлагаете, возможно, связано с подключением к этому энергетическому полю.

Проблема в том, что вы не можете подключиться к этому полю как к источнику энергии по законам термодинамики, потому что вся энергия в этом поле уже максимально рассеяна. Наше нынешнее понимание термодинамики состоит в том, что вещи движутся от того, где энергия высока, туда, где она низка; таким образом, нет ничего, что можно было бы использовать, используя наше нынешнее понимание технологий и энергии.

Как это проболтать:

Энергию Вселенной можно сравнить с Океаном. На поверхности есть волны, которые поднимаются и опускаются и передают энергию туда и сюда. Нижние впадины представляют космический вакуум, а пики представляют концентрации массы. Термодинамика подобна объяснению того, как вы можете перемещать предметы по поверхности этого океана. С точки зрения листа, плавающего на его поверхности, вещи могут двигаться только так, как движутся волны, и вы никогда не можете двигаться так, как не движутся эти волны.

Но Океан гораздо сложнее, под волнами есть течения, которые нельзя наблюдать с поверхности. Корабль с достаточно глубоким килем, как известно, дрейфует в направлениях, отличных от тех, которые, по-видимому, подразумевают волны; Итак, ваши маги распространяют свое влияние на подпространство поля Хиггса, чтобы найти потоки, движущиеся в других направлениях от поверхностных волн, которые мы можем видеть и чувствовать. Эти потоки представляют собой разницу в энергии, которую они используют. Таким образом, вы вроде бы нарушаете закон сохранения энергии и термодинамику, но на самом деле вы следуете им, просто находя энергетические обмены в местах, которые современная наука просто не знает, как использовать.