Физика и термодинамика порталов

[Lestarh]

Тема посвящена попыткам сделать "умеренно-твёрдую" модель НФ межмирового портала. Понятно, что авторский произвол - дело святое и портал в худлите может быть любой, но можно же и теорию подвести?

Итак. Портал межмировой. То есть нечто обеспечивающие переход между двумя вселенными (или двумя частями одной).

Если вселенные трёхмерны, то можно трактовать портал как область их пересечения друг с другом. То есть набор точек пространства, принадлежащих сразу обеим вселенным одновременно. (В случае внутримирового портала ситуация будет сложнее - некий самопересекающийся в условном четвёртом измерении мир.)

С точки зрения геометрии портал в этом случае является бесконечно тонкой двумерной поверхностью. Объекты располагающиеся непосредственно на этой поверхности находятся одновременно в двух реальностях. Попадая в портал из одной реальности выйти из него они смогут уже в любой из двух, ибо принадлежат обеим. Фигурально портал можно представить пересечением двух дорог - можно продолжить идти по той, по которой шёл раньше, можно свернуть на другую.

При этом, поскольку физические объекты не являются бесконечно тонкими (в отличие от портала), то реально они будут не находится на этой поверхности а лишь пересекать её. Если при этом предположить, что вероятность выхода равна для любой из двух реальностей, то объект при пересечении будет иметь 50% шанс "телепортироваться" в пересекающуюся реальность. Теоретически даже частично. Половина перешла портал, половина осталась... Впрочем сильное, слабое и электромагнитное взаимодействие никто не отменял, поэтому логично допустить, что твёрдые дела разбираться в фарш не будут - для этого необходимо совершение дополнительной работы по разрушению атомов и молекул, а демона Максвелла мы к порталу не приставляем. Соответственно твердое тело будет перемещаться через портал скорее всего целиком. С жидкостями несколько сложнее, но можно допустить, что силы поверхностного натяжения тоже скажут своё слово. Газовые среды будут диффундировать свободно.

Отдельный вопрос  это "проблема банки с огурцами". Предположим, что мы перемещаем через него банку маринованных огурцов. Существует ли вероятность того, что банка пройдёт в другую реальность, а рассол и огурцы останутся в старой? Ну или в любом другом наборе - переместится только рассол или только огурцы...

Этот вопрос напрямую упирается в вопрос вероятности порталирования. Выше мы предположили, что вероятность "выбрать другую дорогу" (с) О.Генри - равна 50%. Но насколько это справедливо? Очевидно, что в каждой из вселенных объекты находятся во взаимосвязи с окружающим миром (поле силы тяжести, электромагнитные, температура, контакт с соседними объектами и т.д.). Как это будет влиять? Например - будет ли переход в мир с более высоким уровнем гравитации означать увеличение потенциальной энергии объекта (соответственно требовать совершения некоей работы, ибо законы сохранения и термодинамики мы не отменяем)?

Собственно на этой стадии я готов запросить помощь клуба и запустить обсуждение.

[Сеня]

так полагаю что при начале работы портала начнётся такое по сравнению с которым визит Нечто покажется утренником в начальной школе

Изменено 25 Sep 2022 пользователем Сеня

[Magnum]

Например - будет ли переход в мир с более высоким уровнем гравитации означать увеличение потенциальной энергии объекта (соответственно требовать совершения некоей работы, ибо законы сохранения и термодинамики мы не отменяем)?

Излишки накопляются в аккумуляторах, которые поддерживают работу портала (это я не сам придумал. а где-то прочитал). 

 

[Нкоро_]

В рамках нам известного - любой сверхсвет ломает или причинность, или сохранение, или даёт жуткие гравитационные эффекты, или все вместе.

 

Так что это бесполезно обсуждать, если на это не завязана сюжетно важная механика. Если для сюжета не нужны свойства портала кроме как портала, просто используйте вариант "как работает непонятно, должно бы раздуплить всю галактику но не раздупляет". Это может быть творение древней цивилизации, естественное образование, магическая НЕХ из 666го измерения, случайное и пока не объясненное открытие, в зависимости от жанра.

[Vasilisk]

любой сверхсвет ломает или причинность

Так ведь это не физический закон, а всего лишь абстрактный принцип:

 

Принцип причинности — эмпирически установленный принцип, справедливость которого неопровержима на сегодняшний день^[1], но нет доказательств его универсальности.

 

 

Почему причинность вообще существует — никто не знает. Соответственно, неизвестно также, возможно ли его нарушение и как беспричинный процесс будет согласовываться с обычными, причинными.

 

или сохранение

 

Ну и что? Некоторые из них вообще не обязательны и выполняются так себе:

 

Некоторые из законов сохранения выполняются всегда и при всех условиях или, во всяком случае, никогда не наблюдались процессы, противоречащие этим законам. Другие законы являются лишь приближёнными и выполняющимися при определённых условиях.

[Vasilisk]

Кстати, как причинность, так и все законы сохранения существуют лишь в замкнутой системе. Если добавить внешнее воздействие, то внутренний наблюдатель воспримет его как нарушение как первого (нечто произойдёт без причины в этой системе, поскольку причина находится вне системы), так и второго (добавится нечто, будь то материя, энергия, импульс и т.д. извне). Так что в каждом из миров, соединённых порталами, законы природы действительно будут нарушаться каждый раз, когда портал активирован. Однако если взять систему из двух миров, то для неё в целом все законы будут выполняться.

[Нкоро_]

Кстати, как причинность, так и все законы сохранения существуют лишь в замкнутой системе

Тогда надо из стартового поста выкинуть "или двумя частями одной", и все будет ОК

Изменено 25 Sep 2022 пользователем Нкоро_

[Lestarh]

Так что в каждом из миров, соединённых порталами, законы природы действительно будут нарушаться каждый раз, когда портал активирован. Однако если взять систему из двух миров, то для неё в целом все законы будут выполняться.

Именно.

 

Тогда надо из стартового поста выкинуть "или двумя частями одной", и все будет ОК

Не проблема, оно и вводилось как возможная и необязательная фича. В основе идея многомерного мира, в котором наша трёхмерная реальность - одна из многих. А порталы - артефакты взаимодействия двух реальностей в месте их пересечения (где координаты точек во внешней многомерной системе совпадают).

Как аналогию можно представить себе "мир плоскатиков" - двумерную реальность без третьей координаты. В произвольный объём нашей вселенной можно напихать довольно много независимых двумерных миров, при этом условные плоскатики, живущие в одном из них, не будут никак взаимодействовать с другими, даже лежащими рядом. Но можно допустить, что две двумерные вселенные пересеклись (соответственно там портал будет одномерной кривой). Тогда точки на портале будут иметь общие координаты в трёхмерности и объекты в них будут принадлежать обоим мирам.

Соответственно законы сохранения и причинности будут работать относительно внешней системы. Для пересекающихся же миров всё это будет вполне себе магией...

 

Если для сюжета не нужны свойства портала кроме как портала, просто используйте вариант "как работает непонятно, должно бы раздуплить всю галактику но не раздупляет".

Ну это слишком просто, хотелось бы чего-нибудь хоть как-то обоснуйного. Ну или просто внутренней логики.
Меня заинтересовал вопрос о том насколько подобные системы без совсем уж авторского "да будет так" могут функционировать - соблюдать цельность порталируемого объекта, быть односторонними/обоюдосторонними, стабильными, привязанными к локальным системам координат (планете, а не центру Галактики/Вселенной, условно говоря).

Опять же - портал как "дырка" в другую реальность вещь с одной стороны избитая, с другой не лишённая ряда явных проблем (самая простая - можно ли порезаться об его апертуру?)

 

[Qwestor]

Ну вобщем то магия в таких вселенных как Warhammer и Dragon age( и многих других) работает именно на этих принципах, как и многие порталы/варп-прышки. 

Вообще, провести портал в паралельную реальность физически, видимо намного проще, чем в одном измерении

 

[Нкоро_]

Меня заинтересовал вопрос о том насколько подобные системы без совсем уж авторского "да будет так" могут функционировать

Вполне. Например ограничивать места куда можно влезть или вводить дополнительные логистические параметры.

 

Например в сеттинге Orion's Arm порталы должны располагаться за пределами звёздной системы, их мировые линии не должны пересекаться, да и создание портала процедура которая требует сверхразума и должна проводиться в какой-нибудь ненужной системе подальше, ибо требует управляемого коллапса в сингулярность массы порядка звездной. Посему они абсолютно вне контроля обычных понятных нам существ, это нужно учитывать в тамошних приключениях.

Изменено 25 Sep 2022 пользователем Нкоро_

[Lestarh]

Ну вобщем то магия в таких вселенных как Warhammer и Dragon age( и многих других) работает именно на этих принципах

Ну мысль использовать это для псевдомагии у меня тоже была...

[VIR]

сверхсвет

А это что такое? 

[de_Trachant]

что такое? 

Это как сверхчеловек, только свет.

[prostak_1982]

Хм, если говорим о межмировом портале, то возникает вопрос, а чем миры отличаются друг от друга, чтобы это привело к их неслиянию?

То есть, например, если миры отличаются друг от друга зарядом протон/антипротон и электрон (негатрон)/ позитрон, то контакт двух объектов из этих миров приведет к взаимной аннигиляции.

Если миры отличаются по одной из постоянных или взаимодействий, то возможно ли существование объекта из одного мира в другом? Напомню классическую вещь: "Сами боги", Азимова. За счет различия силы взаимодействия, объект, перемещенный из одного мира в другой, постепенно разрушался, выравниваясь свойствами с объектами мира-получателя.

Я все пытаюсь найти табличку-диаграмму, где давались различные взаимодействия и к чему приводило бы их изменения с точки зрения нашего мира. То есть, при другом ядерном взаимодействии невозможны наши тяжелые элементы, при ином электрослабом взаимодействии вообще невозможно появление нуклонов, и т. д.

[VIR]

если миры отличаются друг от друга зарядом протон/антипротон и электрон (негатрон)/ позитрон, то контакт двух объектов из этих миров приведет к взаимной аннигиляции.

При такой аннигиляции не сохраняется заряд

[Antabus]

Почему причинность вообще существует — никто не знает.

Причинность беспричинна.

[Lestarh]

Хм, если говорим о межмировом портале, то возникает вопрос, а чем миры отличаются друг от друга, чтобы это привело к их неслиянию?

Координатами. Это набор трёхмерных объектов в четырёх- (и более) мерном пространстве. Что приводит к неслиянию двух несовпадающих поверхностей? Разное местоположение в объёме. В области же их пересечения, где координаты общие они вполне совпадают. Собственно эта область совпадения и есть портал.

Изменено 26 Sep 2022 пользователем Lestarh

[prostak_1982]

Координатами. Это набор трёхмерных объектов в четырёх- (и более) мерном пространстве.

То есть, для 4-мерного мира имеем банальное путешествие во времени, раз два 3-мерных мира нет совпадают координатами.

Тогда говорить о только двух мирах не имеет смысла, потому что время не имеет конечной минимальной дробности измерения.

[Lestarh]

То есть, для 4-мерного мира имеем банальное путешествие во времени, раз два 3-мерных мира нет совпадают координатами.

Почему во времени?

Во-первых, как раз скорость течения времени в мирах должна быть одинаковой или портал не получится (объект не может находится в ситуации когда у него два несовпадающих времени)

Во-вторых, четвёртое и последующие измерения тоже пространственные...

[Crusader]

можно ли порезаться об его апертуру?

 А тут, как мне кажется, имеется забавный физико-биологический вопрос: если портал - объект, толщина плоскости которого стремится к нулю - то будет ли результат такого "пореза" заметен живым существом? 

 Хотя, вопрос о взаимодействии предметов, пересекающих плоскость портала извне или изнутри - остаётся.

[no data]

Звучит не слишком надёжно в качестве личного транспорта, но для перемещения энергии сойдет

[prostak_1982]

Во-вторых, четвёртое и последующие измерения тоже пространственные...

Это как?

[GromoBoy]

Это как?

А какими ещё они могут быть? Измерения же, насколько я понимаю, вообще явления пространственные (даже время в ранней сверхплотной и сверхгорячей Вселенной было пространственным измерением, и приобрело современный вид по мере её, Вселенной, расширения и остывания, и до сих пор связано с "классическим" пространством).

[Tungsten]

При этом, поскольку физические объекты не являются бесконечно тонкими (в отличие от портала), то реально они будут не находится на этой поверхности а лишь пересекать её. Если при этом предположить, что вероятность выхода равна для любой из двух реальностей, то объект при пересечении будет иметь 50% шанс "телепортироваться" в пересекающуюся реальность. Теоретически даже частично. Половина перешла портал, половина осталась...

Точнее , для каждого слоя толщиной в Планковскую величину будет с вероятностью 50/50 решаться , где он выйдет . Получим фарш и вспышку самых разных излучений из-за распада связей внутри частиц . Энергии на пересечение такого портала потребуется ... Как половина массы объекта .

 

Впрочем сильное, слабое и электромагнитное взаимодействие никто не отменял, поэтому логично допустить, что твёрдые дела разбираться в фарш не будут - для этого необходимо совершение дополнительной работы по разрушению атомов и молекул, а демона Максвелла мы к порталу не приставляем. Соответственно твердое тело будет перемещаться через портал скорее всего целиком.

Вернее , его вообще невозможно запихнуть в портал , не приложив необходимое количество энергии .

 

Например - будет ли переход в мир с более высоким уровнем гравитации означать увеличение потенциальной энергии объекта (соответственно требовать совершения некоей работы, ибо законы сохранения и термодинамики мы не отменяем)?

А закон не распространяется на открытую систему . Другая Вселенная - очевидно не тот случай , где закон работает , ведь у нас система становится открытой и возможен приток энергии извне . С порталом внутри Вселенной сложнее , так как меняется энергия предмета , и может измениться его импульс ( если порталы движутся относительно друг друга ) .

 

Но на фоне п. 1 , это всё абсолютно несущественные мелочи .

[de_Trachant]

Энергии на пересечение такого портала потребуется ... Как половина массы объекта

придётся разгонять объект до некоторой скорости. Нам же любая энергия подойдёт - например, кинетическая?