Inhoud
- In plaats van je te vertellen waar deze serie artikelen over gaat, wat denk je ervan als we er gewoon in duiken?
- Begrepen? Omdat we dieper gaan worden.
- Quantum Break gaat echt over mini-zwarte gaten.
- Maar alles begint uit elkaar te vallen als we praten over hoe deze mini-zwarte gaten te besturen.
Kan een persoon zowel Carl Sagan als Shigeru Miyamoto verafgoden? Kan iemand genieten van het kijken naar Neil DeGrasse Tyson en TotalBiscuit? Is het mogelijk dat dezelfde persoon geïnteresseerd is in het lezen van de fundament serie en Ready Player One?
Ik geloof dat het antwoord ja is, en ik ben een van die mensen. En als je YouTube-abonnementen Hank Green, Smosh Games, Phil Plait, Extra Credits en Veritasium zijn, dan zal je, net als ik, van Sciencing the Shit Out van videogames gaan houden.
In plaats van je te vertellen waar deze serie artikelen over gaat, wat denk je ervan als we er gewoon in duiken?
Dinsdag, Quantum Break vrijgelaten. We zijn onder de indruk van de tijdrovende mechaniek en de tot nadenken stemmende verhaallijn. In een interview met Nerdist zei ster van de third-person shooter Shawn Ashmore dat de ontwikkelaars echte astrofysici op personeel hadden om het verhaal in overeenstemming te houden met de werkelijke wetenschap. Veel mensen zouden zich tegen zo'n verklaring verzetten. We hebben het over tijdreizen, toch? Dat is het spul van science fiction; er is geen manier om door de tijd te reizen, toch?
Nou, het is geen science fiction. Eigenlijk, het is mogelijk dat zelfs de Time Stop-bubbels uit het spel hun plaats in de wetenschap innemen. Maar voordat we daarin ingaan, moeten we kijken hoe ruimte en tijd werken, omdat ze niet noodzakelijkerwijs werken zoals jij denkt.
Gisteren heb ik een geweldige aflevering bekeken van Agenten van SHIELD, en het illustreerde ruimte en tijd op een zeer interessante manier. Tijd wordt vaak beschouwd als de vierde dimensie. Hoewel dat waarschijnlijk niet de meest nauwkeurige manier is om te beschrijven hoe laat het is in Algemene Relativiteit, zal dit voor deze illustratie werken.
Stel je even voor dat we niet langer driedimensionale wezens zijn. We nemen de diepte niet langer waar. We zijn plat, als een stuk papier. Stel je nu voor dat we deel uitmaken van een stapel papier op een tafel waarbij elk stuk papier een moment in de tijd vertegenwoordigt. Als iemand een diagonale lijn zou tekenen op de buitenkant van de stapel papier, zou de persoon die de lijn tekent het als een enkele lijn zien, maar wij, zijnde tweedimensionale wezens, zouden een punt zien bewegen in de tijd.
Begrepen? Omdat we dieper gaan worden.
We weten allemaal dat alle materie massa heeft en dat massa zwaartekracht heeft. We weten ook dat objecten met een hogere massa objecten met een lagere massa aantrekken. Dat is gravitationele basis, toch? Maar wist je ook dat die tijd eigenlijk langzamer gaat naarmate je dichter bij een hoger massa-object komt? Het is waar.
Op aarde hebben we het over nominale verschillen. Je voeten nemen de tijd iets langzamer op dan je hoofd, maar het is zo klein dat je het niet eens merkt. In feite zul je waarschijnlijk het tijdsverschil niet opmerken, zelfs als je in een baan om de aarde draait zoals satellieten dat doen, maar je GPS doet dat wel. Wist je dat je klok op aarde ongeveer 38 microseconden per dag langzamer tikt dan de klok op je GPS-satelliet? Ik weet dat dat niet veel klinkt. Maar het klopt zeker, en het zou alles weg kunnen gooien.
De zwaartekracht en dichtheid van zwarte gaten zijn zo groot dat zelfs licht er niet aan kan ontsnappen. Omdat ze zo dicht zijn, betekent dit dat ze de grootste fluctuaties hebben in de tijd van een veilige baan naar de gebeurtenishorizon, wat het punt is waarop het licht zelfs niet kan ontsnappen aan de zwaartekracht. Als we een top zouden draaien en naar een zwart gat zouden duwen, zou het lijken te vertragen totdat het stopt met ronddraaien aan de gezichtshorizon. Maar in de veronderstelling dat er geen andere krachten op de tol werken, zou het speelgoed oneindig lang met dezelfde snelheid blijven ronddraaien, als u er toevallig mee reist.
Quantum Break gaat echt over mini-zwarte gaten.
Voordat de Large Hadron Collider in Zwitserland zijn activiteiten startte, geloofden veel mensen dat dit scenario's van het einde van de wereld zou veroorzaken. De roman Flashforward door Robert J. Sawyer raakte een van die mogelijke scenario's aan. Dat boek was echter pure fantasie vergeleken met de overtuiging dat het microzwarte gaten zou veroorzaken. En deze kwantummechanische objecten zijn precies zoals ze klinken, maar het probleem is dat ze alleen in de wiskundige theorie voorkomen; niemand heeft ze ooit waargenomen.
Als iemand daadwerkelijk een microzwart gat maakt met de massa van de gemiddelde man, zien we mogelijk een tijdverschuiving zoals die we zien in Quantum Break. Als we teruggaan naar het interview met Ashmore, is dat precies hoe het werd uitgelegd aan de acteur die de hoofdpersoon Jack Joyce speelde.
Als het zwarte gat dezelfde massa zou hebben als de gemiddelde man, zou het extreem klein zijn. Zou het zelfs groot genoeg zijn om te zien? Nou, gelukkig hebben we een berekening om het uit te zoeken - het wordt de Schwarzschild-radius genoemd, die is geschreven:
R = 2GM / c2
Dit is de straal van een bol, waarbij als de massa in een gebied zou worden samengeperst, de ontsnappingssnelheid hetzelfde zou zijn als de snelheid van het licht.
Gelukkig hebben we alle cijfers die we nodig hebben om in die formule te slagen. G is de zwaartekrachtsconstante (6.674 × 10-11 N⋅m2/kg2). M is de massa van het zwarte gat; in dit geval gebruiken we 80 kg omdat het de gemiddelde massa van een menselijke man is. En c is de snelheid van het licht. Wanneer je al die nummers inplugt, krijg je een astronomisch klein getal. Klaar voor het? ~ 1.18813224x10-25 m.
Ja, dat is onzichtbaar voor zelfs de krachtigste microscoop. In feite is dat kleiner dan een proton, maar maakt dat het onmogelijk om te bestaan? Verrassend, nee. De kleinste maateenheid is de Planck. Alles wat kleiner is, verdwijnt in de kwantummist en de Planck-massa voor een zwart gat is ongeveer 22 microgram, wat veel kleiner is dan de 80 kg. In feite gaat het om de massa van een vlooienei.
Maar alles begint uit elkaar te vallen als we praten over hoe deze mini-zwarte gaten te besturen.
Het grappige is niet dat alles in het zwarte gat wordt gezogen, omdat de kans groot is dat dit niet zou gebeuren. Er is gewoon geen manier om ze te beheersen of ze niet meteen te laten verdwijnen.
De fictie kant van het spel komt hiermee weg door de introductie van het Meyers-Joyce deeltje. Deze verzonnen deeltjes controleren de zwaartekracht van materie en Jack's broer William ontdekte ze. Maar het valt nog steeds uit elkaar als je eraan denkt dat Jack en anderen zich vrij kunnen bewegen rond de tijd Stop bubbels als de tijd is vertraagd.
Het wetenschappelijke oordeel is dat hoewel deze minizuisterijen van tijddifferentiaties zouden kunnen bestaan, we gewoon geen manier hebben om ze te beheersen of zelfs de minuscule gaten bevatten die ze zouden maken.
Wat denk je van mijn vonnis? Heb ik het goed of fout begrepen? Het hele punt van de wetenschap is testen en opnieuw testen. Laat me je mening weten in de reacties. En als je op zoek bent naar meer tijd en ruimte, publiceert PBS een reeks verbazingwekkend diepgaande video's, SpaceTime genaamd. Je zou dat moeten controleren.
Volgende week ga ik naar science the shit out of De divisieDe Chimaera-pandemie, maar uiteindelijk wil ik de onderwerpen bespreken waarover je wilt lezen. Is er iets in videogames dat goed of fout moet worden bewezen? Laten we de wetenschap de stront uit hen maken.