Сдерживание антивещества

Этот комментарий слишком длинный, поэтому я публикую его в области ответов. Это не ответ на главный вопрос , но, надеюсь, он будет поучительным.

Примечание: я не верю, что верный ответ возможен, когда в игре используется тег « Научная основа».

В своем вопросе вы говорите о растяжении пространства и времени, пока не создадите разрыв. Очевидно, что сама слеза сделана из области научной фантастики и не может соответствовать тегу « научно обоснованный », но давайте позволим этому одному аспекту остаться в силе.

Как появилась слеза: создайте нечто более плотное, чем черная дыра (научная фантастика)

Черные дыры настолько растягивают пространство-время до такого предела, что наша современная математика начинает рассматривать многие аспекты как «бесконечность». Давайте на мгновение применим научную фантастику и предположим, что вы создали что-то «более массивное на единицу площади, чем черная дыра», выведя эти числа за пределы бесконечности и проделав дыру в пространстве-времени.

На данный момент физики и математики не могут определить, что произойдет. В конце концов, мы можем только создать гипотезу об наблюдаемой Вселенной, но это будет — по определению — взгляд на что-то за пределами известной Вселенной. Тот факт, что он вообще подчиняется нашим физическим законам, откровенно поразителен.

Вот где мы начинаем (небрежно) использовать тег Science-Based. Давайте поговорим о взаимодействии антиматерии и гравитации (см. ссылку для следующих трех случаев).

Предостережение 1: Как только мы начнем говорить о дыре в пространстве-времени, я собираюсь предположить, что не существует непредвиденных последствий, таких как гравитация или остановка/искривление времени повсюду. Это были бы интересные темы, на которые можно было бы написать, но похоже, что вы везде ведете себя как обычно. Итак, давайте предположим, что дыра имеет только локальное значение.

Предостережение 2: Все, что существует за пределами слезы, по определению не из нашей вселенной, поэтому, честно говоря, я удивлен, что оно проявляется как что-то, что следует тем же законам физики, что и наша собственная вселенная (это не обязательно). Но, возможно, для этого есть метауниверсальная причина, о которой мы просто не знаем. Итак, я предполагаю, что в другой вселенной действуют те же законы физики... просто она полна антиматерии.

Случай 1: Ведущая теория антиматерии/гравитации верна*

В настоящее время стандартная теория взаимодействия антиматерии и гравитации состоит в том, что антиматерия реагирует на гравитацию так же, как и обычная материя. Мы еще не смогли это продемонстрировать, но это основная теория.

Если это так, то на нашей стороне созданной вами сверхплотной области мы видим ее как черную дыру. С другой стороны они увидят примерно то же самое. Тогда черная дыра будет всасывать как материю, так и антиматерию. Предполагая (как это звучит) другая вселенная представляет собой сплошную антиматерию и что дыра на нашей стороне открылась в космосе (где материи очень мало), черная дыра будет быстро поедать антиматерию, пока не потеряет так много массы. что он перестал быть черной дырой.

В этот момент либо закрывается дыра в другую вселенную, либо остается открытой. Стоит отметить, что если дыра остается открытой, дверь между этой вселенной и другой имеет размер, равный размеру черной дыры, из-за которой образовался разрыв... где-то между 0,1 мм - 400 а.е.

Случай 2: Антиматерия отталкивается гравитацией

В этом случае в другой вселенной внезапно образовалась бы дыра, которая отталкивает стандартный состав этой вселенной (антивещество), поэтому, по-видимому, никто не ударится в черную дыру, чтобы изнашивать ее. В результате не будет никакой «утечки» между вселенными.

Случай 3. Антиматерия притягивается гравитацией, но с другой скоростью, чем материя

В конце концов, я думаю, что это в основном возвращается к Случаю 1. Пока существует притяжение и достаточный запас антиматерии, черная дыра в конечном итоге заставит черную дыру испариться.

последствия

Это более или менее диапазон возможностей, доступных для вашей истории. Если вы создадите очень большую черную дыру (например, 400 а.е.) на Земле или где-нибудь поблизости, вы уничтожите нас всех в одно мгновение. С другой стороны, если вы сделаете булавочный укол, вы получите из него очень мало антиматерии, так что это тоже может быть не совсем то, что вам нужно.

Другой, гораздо более тревожной областью является то, что происходит, когда черная дыра испаряется в результате антивещества. Согласно Википедии , «черная дыра, живущая 1 секунду, имеет массу 2,28 × 10 ^ 5 кг, что эквивалентно энергии 2,05 × 10 22 Дж, которая может быть высвобождена 5 × 10 ^ 6 мегатонн тротила» — хотя мы могли бы уменьшить ее вдвое. что, если мы предположим, что половина энергии была высвобождена в другую вселенную (мы видим 2,5 x 10 ^ 6 мегатонн тротилового эквивалента взрыва). Давайте рассмотрим это в перспективе. Самое крупное теоретическое ядерное оружие может доставить только 1300 мегатонн взрывчатки, что на несколько порядков меньше, чем разрушение этой черной дыры .

Хуже того, черная дыра весом 228 000 кг будет иметь радиус горизонта событий только 3,386 x 10 ^ -22 м (1,333 x 10 ^ -20 дюймов), что, возможно, не очень хорошо, если учесть, как мало антиматерии уходит . пройти через дыру такого размера в реалистичное время ... особенно когда ему нужно выйти из дыры на ОЧЕНЬ БОЛЬШОМ РАССТОЯНИИ от Земли.

В заключение

Даже допуская некоторые манипуляции, чтобы создать разрыв во вселенной с помощью черной дыры, я просто не могу оправдать научно обоснованный тег . Так что вам придется найти другой способ разорвать ткань вселенной. Вы, вероятно, все равно собирались, но, надеюсь, этот мысленный эксперимент демонстрирует, почему у этого конкретного маршрута не будет хорошего научно обоснованного конца.

В настоящее время антиматерия хранится с использованием электрических полей в масштабах времени минут. Чтобы сохранить его с помощью гравитации, вам нужно изобрести устройство, которое может генерировать гравитацию (или отрицательную гравитацию, если это так?) . Вот статья о теориях для машины, генерирующей гравитацию, хотя в ней довольно мало фактов. .

Запрашивать научно обоснованный ответ на этот вопрос — это слишком для темы, которая находится на самых дальних краях горизонта событий теоретической физики. Кроме того, ваше описание «ткань пространства/времени является барьером между материей и антиматерией во Вселенной» звучит так, как будто оно концептуально грубо ошибочно. Звучит так, как будто вы описываете сон как границу между нашим миром и миром Фей... то есть это звучит так, как будто вы описываете фантазию.

Античастицы не просачиваются в нашу вселенную из своей собственной антивещественной вселенной... ну, если и просачиваются, то мы об этом не знаем. Они существуют в нашей Вселенной и создаются определенными высокоэнергетическими взаимодействиями. Большой космологический вопрос, связанный с антиматерией, заключается в следующем: почему Вселенная в основном состоит из материи, а не из равных частей материи и антиматерии? Эта область исследований называется бариогенезом .

Такая экзотическая технология, как хранение антивещества с помощью гравитационных полей, выходит за рамки науки, основанной на этом сайте, так что, как говорит Сепаратрикс, придерживайтесь научной фантастики и пусть это происходит.

Используя достаточно известную физику, вы можете использовать гравитацию для создания ловушки из антиматерии, но не так, как вы описываете.

Роберт Л. Форвард писал об этом в своей книге « Магия будущего », описывая различные способы манипулирования гравитацией. Ньютоновские манипуляции включают в себя такие вещи, как сжатие 4 миллионов тонн астероидов в сферы диаметром около 30 см, чтобы создать на поверхности сферы поле массой 1 г. ЕСЛИ вы делали это несколько раз, вы могли бы создать кольцо из сфер, где гравитация уравновешивается в центре сферы. Потребовалась бы какая-то вспомогательная система, помогающая стабилизировать антиматерию, потому что даже небольшое возмущение или неравномерность гравитационных полей заставили бы антиматерию двигаться к одной из сфер со все возрастающей скоростью.

представьте себе, что каждая планета на картинке имеет диаметр всего 30 см, а антиматерия находится в подвешенном состоянии в центре

Форвард также предложил более элегантные способы управления гравитацией. Представьте кольцо дыма. Теперь представьте, что частицы дыма заменены нейтронием, а кольцо вращается со скоростью, близкой к скорости света. Перетаскивание кадра создаст область в центре, где гравитация захватит объект и выбросит его через центр кольца с высоким ускорением, но объект, ускоряемый, будет казаться в свободном падении. Объект, приближающийся к центральному кольцу, также мог замедляться, если двигался против направления вращающегося кольца. На картинке ниже кольцо дыма будет вращаться в таком направлении, что объект, движущийся снизу кадра, будет ускоряться вверх, а объект, приближающийся к кольцу сверху, будет замедляться, не достигнув низа.

Держитесь подальше от нейтрониевого облака внизу!

Опять же, серию этих «дымовых колец» можно использовать для удержания антивещества. Если бы кольца были в вакууме и устроены так, что антивещество либо перемещалось туда-сюда, как мячик для пинг-понга, либо в большом кольце, тогда антивещество двигалось бы через центры, как автомобиль на гоночной трассе. тогда вероятность взаимодействия антиматерии с обычной материей будет гораздо меньше.

Кажется, я уже отвечал на этот вопрос раньше… да, в этом ответе . Ваш вопрос касается использования гравитации, но это совершенно непрактично. Для количества энергии, необходимой для управления гравитацией в любой форме, вместо питания этого механизма вы можете просто использовать электрические и магнитные силы непосредственно для сдерживания!

Я вижу, что еще один фанат «Форварда» уже ответил, но я хочу указать на «чип-ловушку» и другие более общие вопросы о содержании антивещества.

Что же касается вашей необычной физики, то в реальной вселенной больше всего похоже на эту статью (боже, пришлось долго искать, просто вспоминая общую идею!) «Производство антивещества на потенциальной границе» от 2001 года.

Очень интересно читать в качестве фона, если вы будете использовать антивещество в своей истории, несмотря ни на что. Проверьте это!