Indhold
- I stedet for at fortælle dig, hvad denne serie af artikler handler om, hvad sker det med, at vi bare dykker ind?
- Forstået? Fordi vi kommer til at blive dybere.
- Quantum Break handler virkelig om mini sorte huller.
- Men alt begynder at falde fra hinanden, når vi taler om, hvordan man styrer disse mini sorte huller.
Kan en person afgive både Carl Sagan og Shigeru Miyamoto? Kan nogen nyde at se Neil DeGrasse Tyson og TotalBiscuit? Er det muligt for den samme person at være interesseret i at læse Fundament serier og Klar spiller en?
Jeg tror svaret er ja, og jeg er en af disse mennesker. Og hvis dine YouTube-abonnementer omfatter Hank Green, Smosh Games, Phil Plait, Ekstra Credits og Veritasium, så vil du ligesom Sciencing the Shit Out of Videospil.
I stedet for at fortælle dig, hvad denne serie af artikler handler om, hvad sker det med, at vi bare dykker ind?
Tirsdag, Quantum Break frigivet. Vi har været wowed af sin tidstopmekanik og dens tankevækkende historie. I et interview med Nerdist sagde stjernen til tredjepersonsskytten Shawn Ashmore, at udviklerne havde faktiske astrofysikere på personale for at holde historien i overensstemmelse med den faktiske videnskab. Mange mennesker vil bøjle på en sådan erklæring. Vi taler om tidsrejse, ikke? Det er science fictionens ting; der er ingen måde for os at rejse gennem tiden, ikke?
Nå, det er ikke science fiction. Faktisk, det er muligt, at selv tidstopboblerne fra spillet har deres plads i videnskaben. Men før vi kommer ind i det, skal vi se på, hvordan rummet og tiden fungerer, fordi de ikke nødvendigvis arbejder som du tror.
I går så jeg på en stor episode af SHIELDs agenter, og det illustrerede plads og tid på en meget interessant måde. Tiden betragtes ofte som den fjerde dimension. Selvom det nok ikke er den mest nøjagtige måde at beskrive, hvad tiden er i generel relativitet, vil det fungere for denne illustration.
Forestil dig straks, at vi ikke længere er tredimensionelle væsener. Vi opfatter ikke længere dybden. Vi er flade, som et stykke papir. Forestil dig nu, at vi er en del af en stak papir på et bord med hvert stykke papir, der repræsenterer et øjeblik i tiden.Hvis nogen skulle tegne en diagonal linje på ydersiden af papirbunken, ville den person, der tegner linjen, se den som en enkelt linje, men vi ville være todimensionelle væsener, der ville se en prik, der flyttede i tide.
Forstået? Fordi vi kommer til at blive dybere.
Vi ved alle, at alt materie har masse, og at massen har tyngdekraften. Vi ved også, at objekter med højere masse tiltrækker objekter med lavere masse. Det er gravitationsmæssige grunde, ikke? Men vidste du også, at tiden faktisk sænker jo tættere du kommer til et højere masseobjekt? Det er sandt.
På Jorden snakker vi om nominelle forskelle. Dine fødder opfatter tiden lidt langsommere end dit hoved, men det er så lille, at du ikke engang mærker det. Faktisk vil du sandsynligvis ikke være opmærksom på tidsforskellen, selvom du kredser om jorden på samme måde som satellitter gør, men din GPS gør det. Vidste du, at dit ur på jorden flår omkring 38 mikrosekunder om dagen langsommere end uret på din GPS-satellit? Jeg ved det ikke lyder som meget. Men det tilføjer helt sikkert, og det kan smide alt væk.
Gravheden og densiteten af sorte huller er så stor, at selv lys ikke kan undslippe fra dem. Fordi de er så tætte, betyder det, at de har den største udsving i tiden fra et sikkert kredsløb til arrangementshorisonten, hvilket er det punkt, hvor lyset ikke engang kan undslippe tyngdekraften. Hvis vi skulle dreje en top og skubbe den mod et sort hul, ser det ud til at bremse, indtil det stoppede at spinde på arrangementshorisonten. Men hvis man antager, at der ikke er andre kræfter, der virker på spindepladen, vil legetøjet fortsætte med at spinde i samme hastighed uendeligt, hvis du tilfældigvis rejser med det.
Quantum Break handler virkelig om mini sorte huller.
Inden Stor Hadron Collider i Schweiz startede sine operationer, troede mange mennesker, at det ville forårsage scenarier i verdensklasse. Novellen FlashForward af Robert J. Sawyer rørt på en af de mulige scenarier. Men den bog var ren fantasi sammenlignet med troen på, at det ville forårsage mikro sorte huller. Og disse kvantemekaniske objekter er præcis, hvad de lyder som, men problemet er, at de kun findes i matematisk teori; ingen har nogensinde observeret dem.
Hvis nogen rent faktisk skulle skabe et mikro sort hul med massen af den gennemsnitlige mand, kan vi faktisk se et tidsskift som dem vi ser i Quantum Break. Faktisk, hvis vi går tilbage til interviewet med Ashmore, er det præcis, hvordan det blev forklaret til skuespilleren, der spillede hovedpersonen Jack Joyce.
Hvis det sorte hul var den samme masse som den gennemsnitlige mand, ville det være ekstremt lille. Ville det endda være stort nok til at se? Nå, heldigvis, vi har en beregning for at finde ud af det - det hedder Schwarzschild-radiusen, som er skrevet:
R = 2 g / c2
Dette er radius af en kugle, hvor hvis hele massen blev komprimeret til et område, ville flugthastigheden være den samme som lysets hastighed.
Heldigvis har vi alle de tal, vi har brug for til at slå ind i denne formel. G er gravitationskonstanten (6.674 × 10-11 Nm2/ kg2). M er massen af det sorte hul; i dette tilfælde bruger vi 80 kg, fordi det er den gennemsnitlige masse af en menneskelig mand. Og c er lysets hastighed. Når du tilslutter alle disse numre, slutter du med et astronomisk lille nummer. Klar til det? ~ 1.18813224x10-25 m.
Ja, det er usynligt for selv det mest kraftfulde mikroskop. Faktisk er det mindre end en proton, men gør det umuligt at eksistere? Overraskende, nej. Den mindste måleenhed er Planck. Noget mindre forsvinder i quantum tågen, og Planck massen til et sort hul er ca. 22 mikrogram, hvilket er langt mindre end 80 kg. Faktisk handler det om en loppas æg.
Men alt begynder at falde fra hinanden, når vi taler om, hvordan man styrer disse mini sorte huller.
Den sjove del er ikke, at alt faktisk ville blive suget ind i det sorte hul, fordi chancerne er, at det ikke ville ske. Der er bare ingen måde at styre dem på eller gøre dem ikke spildt med det samme.
Fiksionssiden af spillet kommer væk med dette ved at introducere Meyers-Joyce-partiklen. Disse færdige partikler styrer tyngdekraftens træk, og Jacks bror William opdagede dem. Men det falder stadig fra hinanden, når du tænker på Jack og andre, der er i stand til at bevæge sig frit omkring Time Stop-boblerne, når tiden er blevet bremset.
Den videnskabelige dom er, at selv om disse mini lommer af tidsforskelle kunne eksistere, har vi bare ingen måde at kontrollere dem på eller endda indeholde de små sorte huller, der ville gøre dem.
Hvad synes du om min dom? Fik jeg det rigtigt eller forkert? Hele videnskabens punkt er at teste og genprøve. Lad mig kende dine tanker i kommentarerne. Også, hvis du leder efter mere på tid og rum, udsender PBS en række uhyre dybtgående videoer kaldet SpaceTime. Du bør tjekke det ud.
Næste uge, jeg går til videnskabens skit ud af DivisionenS Chimera pandemi, men i sidste ende vil jeg diskutere de emner, du vil læse om. Er der noget i videospil, der skal bevises rigtigt eller forkert? Lad os videnskaben skitte ud af dem.