Sciencing Shit Out of Quantum Break's nullstat

Innhold

• I stedet for å fortelle hva denne serien av artikler handler om, hva skjer med å dykke inn?
• Har det? Fordi vi skal bli dypere.
• Quantum Break handler egentlig om små svarte hull.
• Men alt begynner å falle fra hverandre når vi snakker om hvordan man kontrollerer disse mini-svarte hullene.

Kan en person avgjøre både Carl Sagan og Shigeru Miyamoto? Kan noen nyte å se Neil DeGrasse Tyson og TotalBiscuit? Er det mulig for den samme personen å være interessert i å lese Fundament serier og Klar spiller en?

Jeg tror svaret er ja, og jeg er en av disse menneskene. Og hvis YouTube-abonnementene dine inkluderer Hank Green, Smosh Games, Phil Plait, Extra Credits, og Veritasium, så vil du like å elske Sciencing Shit Out of Videospill.

I stedet for å fortelle hva denne serien av artikler handler om, hva skjer med å dykke inn?

Tirsdag, Quantum Break utgitt. Vi har blitt wowed av sin tidstopmekanikk og dens tankevekkende historie. I et intervju med Nerdist sa stjernen til tredjepersonsskytten Shawn Ashmore at utviklerne hadde faktiske astrofysikere på staben for å holde historien i tråd med den faktiske vitenskapen. Mange mennesker vil stryke på en uttalelse som det. Vi snakker om tidsreiser, ikke sant? Det er ting av science fiction; det er ingen måte for oss å reise gjennom tiden, ikke sant?

Vel, det er ikke science fiction. Faktisk, det er mulig at selv tidstoppebobler fra spillet har sin plass i vitenskapen. Men før vi kommer inn i det, må vi se på hvordan rom og tid jobber fordi de ikke nødvendigvis fungerer som du tror.

I går så jeg på en flott episode av Agenter av SHIELD, og det illustrert rom og tid på en veldig interessant måte. Tiden betraktes ofte som den fjerde dimensjonen. Selv om det sannsynligvis ikke er den mest nøyaktige måten å beskrive hvilken tid er i Generell relativitet, vil det fungere for denne illustrasjonen.

Tenk for et øyeblikk at vi ikke lenger er tredimensjonale vesener. Vi oppfatter ikke lenger dybden. Vi er flate, som et stykke papir. Forestill deg nå at vi er en del av en bunke på et bord med hvert stykke papir som representerer et øyeblikk. Hvis noen skulle tegne en diagonal linje på utsiden av papirbunken, ville personen som tegnet linjen se det som en enkelt linje, men vi, som er todimensjonale vesener, ville se en prikk som beveger seg i tide.

Har det? Fordi vi skal bli dypere.

Vi vet alle at alt materie har masse og at massen har tyngdekraften. Vi vet også at gjenstander med høyere masse tiltrekker seg objekter med lavere masse. Det er gravitasjonsgrunnlag, ikke sant? Men visste du også at tiden faktisk bremser jo nærmere du kommer til et høyere masseobjekt? Det er sant.

På jorden snakker vi om nominelle forskjeller. Føttene dine oppfatter tiden litt langsommere enn hodet ditt, men det er så lite at du ikke engang merker det. Faktisk kommer du sannsynligvis ikke til å legge merke til tidsforskjellen selv om du var rundt jorden på samme måte som satellitter gjør, men GPS gjør det. Visste du at klokken din på jorden flipper omtrent 38 mikrosekunder per dag tregere enn klokken på GPS-satellitten din? Jeg vet det høres ikke ut som mye. Men det legger absolutt opp, og det kan kaste alt av.

Nå lurer du på hva dette har å gjøre med Quantum Break, Jeg kommer til det på et øyeblikk. Det er et konsept jeg vil gjerne ta på: svarte hull. Men de er i rommet, ikke sant? De er, men jeg nevner dem fordi de representerer de tetteste gjenstandene i det kjente universet.

Tyngdekraften og tettheten av sorte hull er så stor at selv lys ikke kan unnslippe fra dem. Fordi de er så tette, betyr det at de har størst svingning i tid fra et trygt bane til hendelseshorisonten, som er punktet der lyset ikke engang kan unnslippe tyngdekraften. Hvis vi skulle snurre en topp og skyve den mot et svart hull, synes det å sakte seg til det stoppet å spinne på hendelseshorisonten. Men hvis det antas at det ikke er noen andre krefter som virker på spinnet, vil leketøyet fortsette å spinne i samme hastighet uendelig, hvis du tilfeldigvis reiser med den.

Quantum Break handler egentlig om små svarte hull.

Før Stor Hadron Collider i Sveits startet sin virksomhet, trodde mange mennesker at det ville forårsake end-of-the-world scenarier. Romanen Spol fremover av Robert J. Sawyer berørt en av de mulige scenariene. Men den boken var ren fantasi sammenlignet med troen på at det ville forårsake mikro sorte hull. Og disse kvantemekaniske gjenstandene er akkurat det de høres ut, men problemet er at de bare eksisterer i matematisk teori; Ingen har noen gang observert dem.

Hvis noen skulle faktisk lage et mikro svart hull med massen av den gjennomsnittlige mannen, kan vi faktisk se et tidsskift som de vi ser i Quantum Break. Faktisk, hvis vi går tilbake til intervjuet med Ashmore, er det akkurat slik det ble forklart for skuespilleren som spiller hovedpersonen Jack Joyce.

Hvis det svarte hullet var samme masse som gjennomsnittsmannen, ville det være ekstremt lite. Ville det til og med være stort nok til å se? Vel, heldigvis, vi har en beregning for å finne ut det - det kalles Schwarzschild-radiusen, som er skrevet:

R = 2GM / c²

Dette er radius av en sfære, der hvis all massen ble komprimert til ett område, ville flyktningshastigheten være den samme som lysets hastighet.

Heldigvis har vi alle tallene vi trenger for å slå inn i den formelen. G er gravitasjonskonstanten (6.674 × 10^-11 N⋅m²/ kg²). M er massen av det svarte hullet; i dette tilfellet vil vi bruke 80 kg fordi det er gjennomsnittsmassen til en mannlig mann. Og c er lysets hastighet. Når du kobler inn alle disse tallene, kommer du opp med et astronomisk lite nummer. Klar for det? ~ 1.18813224x10^-25 m.

Ja, det er usynlig for selv det mektigste mikroskop. Faktisk er det mindre enn en proton, men gjør det umulig å eksistere? Overraskende, nei. Den minste måleenheten er Planck. Noe mindre forsvinner i kvantdemoen, og Planck-massen for et svart hull er omtrent 22 mikrogram, som er langt mindre enn 80 kg. Faktisk handler det om massen av en loppes egg.

Men alt begynner å falle fra hverandre når vi snakker om hvordan man kontrollerer disse mini-svarte hullene.

Den morsomme delen er ikke at alt faktisk ville bli sugd inn i det svarte hullet fordi sjansene er at det ikke ville skje. Det er bare ingen måte å kontrollere dem, eller få dem ikke til å løsne øyeblikkelig.

Fiksjonssiden av spillet kommer vekk med dette ved å introdusere Meyers-Joyce-partikkelen. Disse sammensatte partiklene kontrollerer gravitasjonssporet av materie, og Jacks bror William oppdaget dem. Men det faller fortsatt fra hverandre når du tenker på Jack og andre som er i stand til å bevege seg fritt rundt Time Stop-boblene når tiden har blitt redusert.

Den vitenskapelige dommen er at selv om disse mini-lommene av tidsforskjeller kan eksistere, har vi bare ingen mulighet til å kontrollere dem eller til og med inneholde de små svarte hullene som ville gjøre dem.

Hva synes du om min dom? Fikk jeg det riktig eller galt? Hele vitenskapspunktet er å teste og retest. Gi meg beskjed om dine tanker i kommentarene. Også, hvis du leter etter mer på tid og plass, utgiver PBS en rekke utrolig dybdegående videoer, kalt SpaceTime. Du bør sjekke det ut.

Neste uke skal jeg gå på vitenskapen DivisjonenChimera pandemi, men til slutt vil jeg diskutere emnene du vil lese om. Er det noe i videospill som må bevises riktig eller galt? La vitenskapen skitte ut av dem.