Насколько плоским является «Плоское пространство»?

Совсем не ясно, что внутри Солнечной системы нет ничего, что обладало бы нужными свойствами. Например, есть место сразу за точкой L1 Земля-Солнце (ближе к Земле), где объекты будут мгновенно двигаться прямо относительно координат Солнца: будет казаться, что они падают на Землю, когда она движется по своей собственной орбите. . Эта точка над L1 быстро пронесется, поэтому объект находится в ней лишь короткое время, но он там.

К сожалению, если уж нужен "ноль", то придется включать влияние Юпитера, Сатурна, других тел, даже этой Галактики и еще других. Это становится несостоятельным в качестве расчета.

Если вы можете измерить плоскостность и вам это нужно только на мгновение, вы можете искать ее среди больших тел. Кривизна (компонент) будет менять знак по мере приближения к одному или другому, и, поскольку это непрерывная функция, она должна проходить через нуль.

К сожалению, вы, вероятно, ищете что-то «плоское» по всем компонентам: по линии между телами и по двум ортогональным направлениям. Из некоторых примеров кажется, что "плоская" точка для всех них все еще может быть найдена около L1, если тела создают достаточную собственную кривизну, чтобы компенсировать, например, Юпитер, но доказать это кажется большой болью. Если это правда, это просто означает, что ваши вычисления и поиск могут занять больше времени; если оно ложно, такой точки может вообще не существовать.

С точки зрения физики

Сама наша галактика оказывает искажающее воздействие на кривизну пространства-времени, и буквально каждая частица материи во Вселенной действует на нас с бесконечно малой силой, пока мы говорим. Проще говоря, гравитационное воздействие одного объекта на другой является фактором массы каждого из объектов по отношению к их расстоянию друг от друга. Это означает, что количество гравитационного воздействия, которое что-то оказывает на вас, никогда не будет равно нулю, оно просто будет настолько незначительным, что практически равно нулю.

Найти место, где пространство-время «достаточно плоское», тоже невозможно. Хотя «плоский» - это неправильное название, поскольку пространство не является двумерной плоскостью. Эти красивые каркасные компьютерные изображения, показывающие конусообразные гравитационные колодцы, — просто удобный способ продемонстрировать, как искривляется пространство, это действительно сфера влияния. Даже пространство между галактиками довольно загромождено. Вот гравитационная картина части нашей Вселенной. Маленькие точки — это галактики и скопления галактик, а все нити и поля — темная материя.

Единственная причина, по которой мы можем обнаружить темную материю, заключается в том, что ее гравитационное влияние настолько велико, что она слегка искажает свет при прохождении, поэтому мы не можем на самом деле увидеть темную материю, мы можем просто сказать, где она находится, благодаря тому, что свет огибает ее. Короче говоря, даже в самой отдаленной части нашей вселенной вы все еще находитесь внутри гравитационного колодца.

Покинуть нашу солнечную систему, чтобы избежать гравитационного колодца, это все равно, что выползти из колодца в подземелье серийного убийцы только для того, чтобы оказаться в его доме. Покинуть галактику — все равно, что покинуть подвал только для того, чтобы оказаться в лесу с привидениями, окружающем его дом. Ты просто не умеешь побеждать. Так что я бы предложил что-то вроде махания рукой, когда компьютер вашего корабля находит место за пределами Солнечной системы, где он обнаруживает и вычисляет все различные гравитационные эффекты, а затем компенсирует те, которые достаточно велики, чтобы повлиять на что-либо в прыжке.

Идея «Плоского пространства», области пространства-времени с минимальной, предпочтительно нулевой, гравитационной кривизной, является важной концепцией во многих научно-фантастических вселенных, часто во вселенных со сверхсветовым перемещением на основе «прыжкового двигателя».

Так делают другие, и что? Это ваша история, и вы можете сделать что-то еще. Не зацикливайтесь на том, что сделали другие люди.

Помните также, что FTL любого типа — это handwavium с точки зрения физики. У нас нет причин думать, что это вообще возможно, а у некоторых — нет.

Так что, настаивает ли какая-то история на использовании «плоского пространства» в качестве источника или пункта назначения, не имеет значения, ИМО.

Физика

TCAT117 уже объяснил, что на самом деле абсолютно плоского пространства быть не может. Однако имейте в виду, что все концепции, связанные с искривлением пространства, также говорят о том, что у вас не может быть сверхсветовой скорости, так что, с одной стороны, вы пытаетесь подчиняться правилам, которых не существует (насколько нам известно), и игнорируете правила, которые существуют.

Так что с точки зрения физики, если вы собираетесь разрешить FTL, вам нужно только обратить внимание на то, чтобы не создавать противоречивых правил для вашей истории. Но эти правила не должны соответствовать любой другой истории.

Если вы хотите использовать это понятие, конечно, не глупо будет предположить, что слишком близкое приближение к гравитационному колодцу, например, затруднит точную навигацию. Проще говоря, на неровной поверхности труднее ориентироваться, чем на плоской.

Плоский не означает отсутствие сил

Также помните, что «ровный» не означает «не на холме». Если гравитационное поле более или менее постоянно, вы находитесь в плоской области. И это большая часть пространства, за исключением очень близких вещей.

Чтобы представить это в перспективе, вы живете на поверхности Земли (надеюсь, мы оба можем согласиться с этим :-)) и проживаете свою жизнь в том, что выглядит как довольно неискаженная вселенная в$9.8\, ms^{-2}$гравитационное ускорение.

Земля вращается вокруг Солнца, так что можно предположить, что она довольно мощная. Фактическое гравитационное ускорение на расстоянии Земли от Солнца составляет всего лишь$0.006\, ms^{-2}$. Да такой маленький. Гравитация считается самой слабой силой, так что не отвлекайтесь на нее.

Если это так и некоторые из оценок размера этой области верны, то внешний край гравитационного влияния Солнца на самом деле находится в пределах гравитационного колодца Альфы Центавра.

Альфа Центавра представляет собой сложную систему, состоящую из трех звезд общей массой около 2,1 массы Солнца. «Гравитационная половина пути» между Солнцем и этой системой находится примерно в 1,25 световых года от Солнца, поскольку совокупные массы системы Альфа Центавра имеют большее влияние, чем Солнце на этом расстоянии.

Гравитационный «край» нашей Солнечной системы считается внешним краем Облака Оорта.

Нет такого края. Вещество в Солнечной системе имеет гравитационное влияние на протяжении примерно 4 миллиардов световых лет, этот предел выбран потому, что примерно до этого временного масштаба Солнечной системы не существовало. Но и раньше материал, который стал нашей Солнечной системой, существовал где-то в регионе, частью которого он был.

Солнечная система совершила около 50 оборотов вокруг галактики Млечный Путь с момента своего образования, поэтому мы ограничены относительно небольшой областью (в космологических масштабах) вокруг «центра» Млечного Пути.

Если мы используем радиус в 4 миллиарда световых лет в качестве предела гравитационного влияния Солнечной системы, вы получите что-то порядка 2-3% объема известной Вселенной, находящейся под (очень слабым) влиянием Солнечной системы.