Нелетальное поле замедления времени

Звездные врата в мир рядом с черной дырой.

Вот как они сделали это на Stargate SG1. Я не могу найти видео, которое показывает отличное начало эпизодов 2-15, но вы можете посмотреть все это здесь за 1,99 доллара. https://www.youtube.com/watch?v=4n2xxesfLDw

Короче говоря, команда SG10 исследует планету, когда двойная звезда этой планеты конденсируется в черную дыру. Команда видит, что в небе падают плохие вещи, и начинает бежать к звездным вратам, которые для тех, кто не знаком с сериалом, представляет собой технологически усовершенствованную червоточину. Они передают через ворота, и их передачи становятся все медленнее и медленнее. Поскольку время для SG10 замедляется, они никогда не доберутся до ворот, чтобы сбежать. Мне нравится думать, что они никогда не осознают этого.

Остальная часть этого эпизода посвящена последствиям подключения к точке рядом с черной дырой через червоточину Звездных врат. Возможность подключиться к черной дыре через Звездные врата вновь рассматривается в более позднем (таком классном!) эпизоде.

Для ваших целей: медленная земля — это область, достаточно близкая к черной дыре, где время идет медленно. В качестве альтернативы это может быть пункт назначения, который движется очень быстро по сравнению с начальным пунктом назначения. Переход от нормальной временной земли к медленной земле должен быть каким-то технологически улучшенным космическим искривлением, подобным Звездным вратам, через специальное пространство, которое соответствует скорости и т. Д.

проверка... трудная научная метка? Нет! Все хорошо.

Выход на поле

Итак, вы беспокоитесь о том, что разница во времени причинит вред или убьет людей. Решение состоит в том, что временной градиент всегда будет постоянным на твердом объекте. Таким образом, если центр масс вашего человека находится на полпути через пограничный слой, он движется со скоростью 1/10 скорости ¹ , как это видно из внешнего мира. Каждый их кусочек. Вы можете взять внутрь электронику, и она не выйдет из строя из-за транзисторов, работающих на разных скоростях.

Это поможет людям не заметить, если пограничный слой очень толстый. (Если у вас есть разница в 1% на метр, то пограничный слой должен иметь толщину ~ 463 метра.) Люди, заметившие, что что-то не так, могут нарушить требование № 1 (похоже на обычное пространство), но невероятно толстый пограничный слой не является проблемой. требование для этого решения, чтобы сохранить кого-то в живых.

Это вызвало бы интересные эффекты для механических устройств, состоящих из множества различных твердых частей, движущихся по пограничному слою.

Проблемы с воздухом

Повышение давления внутри зоны потребует отдельной системы для устранения. Освобождение воздуха от замедления времени приведет к раздавливанию людей, а включение его, как вы уже поняли, заключается в том, что люди умирают под давлением в 100 атмосфер.

Что касается более сложной стороны идей, то область внутри зоны замедления времени представляет собой барокамеру. Когда люк открыт, он может откачать лишний воздух.

Что касается более мягкой стороны вещей, рассмотрите что-то вроде аэрокинетического ядра Красного Торнадо из «Неограниченной Лиги Справедливости» и «Молодой Справедливости». Аэрокинетическое ядро ​​— это то, что позволяет роботу Red Tornado создавать торнадо и ветер. Подобная система механического аэрокинеза позволила бы поддерживать эффективный градиент давления в пограничном слое.

1: Я бы на самом деле предположил, что пограничный слой замедления времени будет иметь экспоненциальную кривую, поэтому, чтобы возвести скорость в квадрат, толщина пограничного слоя удваивается.

Единственное решение — махать руками. Нет никакого реального способа, чтобы это не было смертельным. К счастью, такие вещи постоянно появляются в телевидении/фильмах/книгах, так что вам даже не нужно это объяснять. Просто делайте это и относитесь к этому так, как будто это совершенно естественно. Что касается того, почему это невозможно, это сводится к тому факту, что 100-кратное замедление времени на самом деле довольно велико, и это влияет на все . Для справки, чтобы испытать 100-кратное замедление времени из-за специальной теории относительности, вам нужно двигаться со скоростью примерно 99,995% скорости света. Для сравнения, бейсбольный мяч, летящий со скоростью 0,9с, — это событие, заканчивающееся в городе . Это сумасшедший высокий коэффициент замедления времени. Вот что он делает:

1. Атмосферное давление: дело не только в CO2. Воздух с одной стороны вашего барьера будет поступать быстрее, чем воздух с другой стороны вашей границы. Если бы граница внезапно «включилась», воздух внутри фактически действовал бы так, как если бы он имел часть давления. В итоге вы получите гигантский вакуум, всасывающий воздух в зону замедления времени, пока «давление» с обеих сторон не уравняется. Я не уверен на 100% в том, как будет применяться математика, но давайте предположим, что применяется закон идеального газа и что воздух внутри барьера фактически движется со скоростью 1% скорости воздуха снаружи. Температура пропорциональна кинетической энергии , а кинетическая энергия пропорциональна velocity^2. Следовательно, воздух с 1 % скорости имеет 0,01 % температуры и 0,01 % давления (PV=nRT). Наивно это означает, что давление внутри вашего купола фактически составляет 1/10000 давления снаружи. Поэтому наш гигантский вакуум будет продолжаться до тех пор, пока эта большая разница давлений не сравняется с очень большим изменением плотности или температуры внутри пузыря. В конце концов, давление воздуха в пузыре должно быть 10000 атм (1 гигапаскаль), чтобы выровняться, что невероятно высоко. Для справки, прочность бетона на сжатие измеряется в мегапаскалях. Давление в ядре Земли составляет около 360 гигапаскалей.
2. Интенсивность света: У света, конечно, та же проблема, хотя люди внутри могут пережить это. Внутри вашего временного пузыря время движется со скоростью в 100 раз. Это означает, что свет движется в 100 раз медленнее. Как и в случае с воздухом, это создает проблему на границе: свет входит намного быстрее, чем уходит. На самом деле, когда поле впервые «включается», может показаться, что оно на короткое время становится черным, поскольку входящий свет не может мгновенно отразиться обратно, чтобы вы могли его увидеть. Предположительно, объекты внутри барьера изначально будут казаться в 100 раз тусклее. Глаз — это логарифмический детектор, так что эта разница не будет столь значительной .очевидно, как вы могли бы подумать, но это было бы совершенно очевидно. Речь пойдет о разнице между яркой звездой ночью и самой тусклой звездой, которую вы можете увидеть. Однако этот эффект будет временным (я думаю). «Плотность энергии» света внутри зоны всегда будет в 100 раз выше, чем снаружи, но как только у света будет шанс добраться до центра и отразиться обратно, он станет видимым при нормальной «яркости» (для той же причиной того, что ваш вакуум останавливается, когда давление с обеих сторон выравнивается).
3. Частота света: Конечно, изменится не только интенсивность света, но и его частота. Это более или менее похоже на то, что происходит с эффектом Доплера.. Свет, попадающий в пузырек, будет «смещен в сторону синего» в 100 раз, превращая видимый свет в высокоэнергетический ультрафиолетовый свет. И наоборот, свет, выходящий из пузыря, будет смещен в красную сторону, перемещая видимый свет в ближний инфракрасный диапазон. Это означает, что если бы вы были внутри и смотрели наружу, вы бы увидели не видимый свет, а инфракрасный (вы могли бы видеть, как все светятся!), а если бы вы были снаружи и смотрели внутрь, вы не смогли бы увидеть какие-либо источники света внутри. Технически вы могли бы видеть любые источники ультрафиолетового света, но на самом деле мы их не используем, поэтому вы ничего не увидите, если только это не будет освещено светом, исходящим извне.
4. Импульсы: обмен силами снаружи внутрь барьера становится интересным. Я предполагаю, что энергия все еще сохраняется. Если вы представите, что находитесь внутри барьера и ударяете молотком по объекту сразу за барьером, количество передаваемой вами энергии, по-видимому, останется прежним. Однако с точки зрения того, что находится снаружи, эта энергия передается за период времени, в 100 раз меньший. Та же энергия, меньше времени = больше импульс, больше сила. Здесь я предполагаю дикие предположения, но это может означать (например), что если поле находится в середине высотного здания, люди, идущие внутри пузыря, могут в конечном итоге треснуть и сломать пол сразу за пределами пузыря, что тоже не имеет смысла. Я не уверен, какие другие последствия это может иметь.

К сожалению, градиент здесь ничему не помогает. Градиент может превратить ваш вакуум в небольшой ветер, но, в конце концов, атмосфера внутри не стабилизируется, пока давление в центре не станет в 10000 раз выше, чем снаружи. Я просто не думаю, что есть способ свести на нет все эффекты такого экстремального замедления времени, не нарушив полностью законы физики. В этот момент ответ действительно просто «магический», так что просто примите его и придумайте свое собственное забавное объяснение.

Опять же, я лично не думаю, что это имеет большое значение, даже как человек со степенью в области физики, который чрезмерно критикует фильмы / книги за плохую физику. Эта зона замедления времени работает и не убивает людей внутри, потому что вы говорите, что это не так (точнее, вы ничего не говорите, и люди в ней не умирают). Посмотрите этот клип , особенно начиная с 1:10.

Что касается атмосферы, если я что-то не упустил, CO2 не будет поступать в зону замедления времени с какой-либо другой скоростью, чем любой другой компонент атмосферы? Таким образом, отравление CO2 не должно быть проблемой, но неконтролируемое повышение давления все еще может быть, но вы можете исправить это, просто используя большой воздушный насос, перемещающий избыточный воздух обратно из зоны расширения. Это потребует много энергии для питания, но, к счастью, вы можете генерировать много этой энергии, установив кольцо из ветряных турбин по окружности зоны расширения, чтобы использовать преимущества сверхразогнанного воздуха (они также имеют то преимущество, что несколько замедляют этот воздух).

Проблемы и решения

Безопасный вход в зону Чрезвычайно внезапная разница с резким изменением, вероятно, повредит большинству намеков на выход на поле. Из-за этого вам, вероятно, следует использовать один из следующих методов. Поле имеет градиентный барьер, или объекты, которые входят частично, получают аналогичное поле вокруг своего тела, когда они входят. Они позволяют нанести меньший вред от резкого изменения между двумя частями тела, либо делая изменение медленнее на расстоянии, либо слишком быстро, чтобы оно причинило ему вред.

Давление воздуха К счастью, это не будет серьезной проблемой. Когда газ приближается к батарее/входит в нее, частицы сохраняют прежнюю энергию. Поскольку время идет медленнее, кажется, что они замедляются, если смотреть снаружи. Перепады давления не существуют из-за барьера, связанного не с замедлением частиц, а со временем. Газы должны по большей части нормально диффундировать. Один из способов представить это — бросить шар для боулинга в барьер. Один мяч лежит прямо внутри барьера. Если оба имеют одинаковую массу, шары для боулинга столкнутся и оба будут иметь половину скорости первого движущегося шара.

Свет Свет, проходящий внутрь, а затем выходящий, будет казаться тем, кто находится снаружи, нормальной длиной волны. Свет, отраженный от объектов внутри, будет иметь красное смещение. Для тех, кто внутри, внешнее смещается в синий цвет в 100 раз: противоположно взгляду тех, кто снаружи. Амплитуда света также увеличится. Благодаря этому энергия света и звука становится сильнее при входе. Однако, когда он уходит, он слабеет. Эти эффекты, вероятно, могут сбалансироваться. В этом случае это похоже на то, как космические пустоты и скопления влияют на длину волны света.

Сохранение энергии. Чтобы частично переместить объект внутри области, требуется больше энергии, поскольку разница приведет к 100-кратному увеличению энергии, чтобы заставить объекты внутри двигаться с той же скоростью. (Например, мяч катится со скоростью 1 см/с снаружи, а другой катится со скоростью 1 м/с внутри.) Ускорение легче приложить снаружи чем-либо внутри по той же причине, но в обратном порядке.

Я вижу, что @Willk уже имел в виду черную дыру, о чем я и думал.

Стороннему наблюдателю часы, находящиеся рядом с черной дырой, могут показаться медленнее, чем те, что находятся дальше от черной дыры.[78] Из-за этого эффекта, известного как гравитационное замедление времени, кажется, что объект, падающий в черную дыру, замедляется по мере приближения к горизонту событий, и для его достижения требуется бесконечное время.[79] В то же время все процессы на этом объекте замедляются с точки зрения неподвижного внешнего наблюдателя, в результате чего любой свет, излучаемый объектом, кажется более красным и тусклым, эффект, известный как гравитационное красное смещение. В конце концов, падающий объект исчезает до тех пор, пока его больше не видно. Обычно этот процесс происходит очень быстро, когда объект исчезает из поля зрения менее чем за секунду.[81]

Через https://en.wikipedia.org/wiki/Black_hole#Event_horizon

Мы знаем, что жизнь не может существовать внутри черной дыры, какой бы ни была ваша история, поэтому вы могли бы иметь что-то вроде очень маленькой, спонтанной черной дыры, формирующейся на планете, и если кто-то входит в нее, существует временной градиент. как и выше, и поскольку это ваша история, жизнь возможна, но мы не знаем, потому что разница во времени делает так, что любой, кто входит, а затем уходит, даже через пару минут, опережает временные рамки наблюдателя на несколько дней. Не знаю, поможет ли это или подойдет для вас? надеюсь ссылка работает

Что ж, в соответствии с теорией относительности Эйнштейна (замедление времени — видео об этом находится по ссылке ниже), время относительно, но чем быстрее что-то движется, тем меньше времени требуется (т. е. чтобы пройти милю, нужно 30 минут, чтобы пробежать милю, нужно 15 минут). ). Таким образом, это поле времени может заставить людей/жизнь двигаться экспоненциально быстрее, из-за чего время внутри поля будет казаться коротким, а время снаружи — длинным. И поскольку это собственное поле, этот переход потенциально может казаться нормальным для тех, кто внутри него.

Видео о теории относительности Эйнштейна

Есть еще одна научная возможность. Ход времени на Земле в основном определяется солнцем (т.е. один оборот = 1 год, 12 месяцев в году, 1 оборот земли = 1 день, 24 часа в сутки, 60 минут в час, 60 секунд в минуту). Так что, если время нашей планеты основано на солнце в нашей Солнечной системе, это можно легко сделать с другими солнечными системами (учитывая, что только в нашей галактике не менее 200 миллиардов звезд). Но это с Земли. Если бы мы колонизировали Плутон, один год на Плутоне был бы равен 248 земным годам.

Итак, если у вас есть звезда в солнечной системе, которая используется для теории относительности, вы можете создать своего рода межпланетное поле времени. Таким образом, четыре дня на одной планете могут равняться часу на другой планете.

Хотя путешествие через это планетарное поле относительности времени потребует высокотехнологичных космических технологий.

Но если бы это не нужно было объяснять... казалось бы, на ум пришли пузыри и деревья. Я не знаю почему. Но, может быть, у вас просто есть эта странная плоская равнина из деревьев, сделанных из пузырей. Пузыри, которые держатся очень долго и не лопаются очень часто (если их не трогать), что стало решающим фактором времени. Итак, когда пузыри лопаются, прошел час или что-то в этом роде (и пузыри просто восстанавливаются).

Большинство ответов касалось атмосферного давления. Рассуждения выглядят так: надо увеличить скорость -> молекулы воздуха должны двигаться быстрее -> давление воздуха другое -> воздух будет просачиваться с границы поля . Но я полагаю, что это неправильно во многих отношениях.

Разность атмосферного давления необязательна.

Не только молекулы воздуха будут двигаться быстрее. Что угодно и кого угодно. А скорость человека? Люди тоже двигаются в 100 раз быстрее?
Кроме того, в общей теории относительности время может замедляться не из-за быстрого движения, а из-за сильной гравитации. В этом случае давление воздуха внутри должно быть увеличено .
Поскольку барьер нарушает лоренц-инвариантность, мы можем легко сказать, что он нарушает непрерывность скорости (или непрерывность гравитации ). Просто потому, что скорость является компонентом импульса , который, как вы полагаете, не сохраняется.

(Волшебные) Врата

Что, если граница состоит из множества что-то вроде шлюзов? Каждый шлюз не такой большой, всего 1 метр. Его можно построить с помощью волшебной технологии махания руками из полей, а не из стали. Таким образом, когда человек путешествует через границу, он проходит через десятки небольших шлюзов. Возможно, он даже не замечает этих шлюзов. Если трафик людей низкий, то помните, что животные, птицы и насекомые будут путешествовать через аналогичные шлюзы. Таким образом, мы можем сказать, что существует достаточное воздушное движение между внутренней и внешней зонами, чтобы обеспечить вентиляцию CO2 .

Система вентиляции здания

Если мы говорим о размере здания, давайте посмотрим, как та же проблема решается в зданиях. Большинство из них имеют систему вентиляции (пропеллерную или пассивную). Допустим, входы и выходы этой системы проходят через барьер . Как-то.

Ваше поле имеет гелеобразную кожу, которая препятствует тому, чтобы что-либо проходило через него без усилий. Как это будет работать, так это то, что любой объект, пытающийся пройти через него, выталкивает пузырь, и когда весь объект оказывается за порогом поля, поле восстанавливается позади них, и пузырь, который они вытолкнули, эффективно мгновенно лопается, делая их частью нового времени. с какой бы стороны они ни находились.

Для большинства других эффектов (например, солнечный свет проникает в поле в 100 раз медленнее, чем обычно, из-за чего свет снаружи кажется тусклым). снаружи с нормальной скоростью изнутри, корректируя гравитацию, потому что я не уверен, как на это влияет замедление времени.

Один интересный побочный эффект этого заключается в том, что с точки зрения людей в пузыре любой, кто проталкивается внутрь, войдет почти мгновенно, тогда как люди, выходящие, могут часами наблюдать, как люди снаружи проталкиваются внутрь (и, возможно, отталкиваются обратно внутрь).

Требуется много времени, чтобы войти или выйти из поля

Эта особенно плотная область пространства-времени оказывает сопротивление любому входу или выходу. Граница толщиной всего в метр или около того. Но ходить по нему — все равно, что толкать слизь из кукурузного крахмала (гель времени). Барьер состоит не из твердой материи, а из некоего пространственно-временного градиента. Вы не можете прорваться силой. Вам просто нужно двигаться очень медленно в течение примерно десяти минут, пока вы не преодолеете барьер.

Это делает переход безопасным для людей, поскольку худшее, что может случиться, это то, что вы устанете толкаться и вам придется отдохнуть на полпути через барьер, а затем двигаться медленнее.

Однако у быстро движущихся объектов есть проблемы. Ракета, запущенная через барьер, будет разорвана, поскольку градиент внезапно замедлит ее. Быстро движущиеся частицы света и воздуха с трудом проходят сквозь него, но статистически некоторая их часть все же проходит.

По какому-то чудесному стечению обстоятельств эта доля составляет около 98%. Это почти сводит на нет тот факт, что в 100 раз больше света/воздуха пытается войти, чем выйти.

Визуально я ожидаю, что большая часть света будет преломляться и/или отражаться от барьера. Так что со стороны это выглядит как крайне запотевшее зеркало.