Насколько реальна физика вселенной Mass Effect?

N+1Наука

Масса эффектов

Насколько реальна физика вселенной Mass Effect?

Марат Хамадеев

Любителям видеоигр и научной фантастики хорошо знакома вселенная Mass Effect и ее история. Ставшая к этому времени классической сага о столкновении рас, населяющих Млечный путь, с могущественными Жнецами полна, как и положено научной фантастике, физических эффектов и принципов, позволяющих героям саги путешествовать между звездами и поддерживать связь с теми, кто находится на другом конце галактики. Давайте разберемся, насколько хорошо эти технологии выдерживают критику с точки зрения реальной физики.

Любая фантазия опирается на опыт человека — и когда источником опыта стали научные исследования, появилась научная фантастика. Этот жанр существует уже довольно давно и оброс большим количеством разновидностей, которые различаются, в том числе, и степенью научной достоверности.

В играх, книгах и комиксах Mass Effect поднимаются проблемы искусственного интеллекта, ксенофобии и геноцида, милитаризма и многие другие. Значимость серии для индустрии видеоигр можно сравнить со значимостью «Звездных войн» для кинематографа. Схожесть с последними, кстати, бросается в глаза: и там, и там есть межзвездные перелеты, энергетическое оружие, надгосударственные структуры галактического масштаба и многое другое.

Однако если «Звездные войны» были и остаются космооперой, то Mass Effect намного ближе к твердой научной фантастике: создатели игры попытались привнести в вымышленный мир научную осмысленность. Фабрис Кондоминас (Fabrice Condominas), продюсер нескольких игр серии, признался в интервью порталу Gamereactor, что при создании игры авторы консультировались у «космических агентств, инженеров и ксенобиологов». Поэтому во вселенной Mass Effect много физики. Причем не только на уровне слов — звездных систем, названных в честь ученых, или сцен зубрежки законов Ньютона солдатами. Она также лежит и в основании технологий: межзвездных перелетов, систем телекоммуникации, оружия.

Эффект массы и нулевой элемент

Как это работает. Эффект массы — это ключевое понятие для вселенной Mass Effect. Согласно Кодексу (локальной игровой энциклопедии), эффект массы — это явление изменения массы объектов под действием полей темной энергии, которые возникают в результате наведения электрического заряда на так называемый «нулевой элемент».

Нулевой элемент (Element Zero, 0Ez) — это вымышленный материал, который невозможно получить в лабораторных условиях. Если верить Кодексу, он появляется лишь тогда, когда твердая материя подвергается достаточно мощному энергетическому воздействию, например, взрыву сверхновой. Это обуславливает его редкость во Вселенной и трудность добычи. Таким образом, нулевой элемент — это, по сути, унобтаний. Название материала и его обозначение 0Ez отсылает к химическому элементу таблицы Менделеева, предшествующему водороду — однако, если верить признанию одного из реальных авторов игрового кодекса, с достоверностью о существовании элемента «нулевой элемент» говорить нельзя, за именем скрывается именно минерал, который добывается в форме руды.

Наведение электрического заряда различных знаков на нулевой элемент по-разному влияет на на массу предметов в возникающем поле: положительный заряд массу увеличивает, а отрицательный — уменьшает. Эффект массы имеет огромное множество приложений, начиная от создания искусственной гравитации и заканчивая синтезом высокопрочных материалов. Он играет важную роль в работе оружия, а также в биотике — паранормальных способностях, которые используются преимущественно в бою. Однако главное применение данного эффекта во вселенной Mass Effect — это перемещение со сверхсветовыми скоростями.

Возможно ли такое в реальности? В реальности вспышка сверхновой действительно связана с нуклеосинтезом, то есть образованием новых элементов в межзвездном пространстве. По большей части речь идет об элементах, синтезированных внутри звезды, а потом выброшенных за ее пределы при взрыве, либо образованных непосредственно в момент взрыва. Вещество, выброшенное из внешних слоев сверхновой, летит с огромной скоростью, и если на его пути окажется другое вещество, это приведет к образованию горячей плазмы. Однако вряд ли этот процесс приводил бы к синтезу ядер нулевого элемента, существуй он на самом деле, поскольку для таких процессов характерно увеличение масс рождаемых ядер, а не уменьшение. Исключение составляет реакция скалывания ядер под действием космических лучей, однако ее вклад в нуклеосинтез при вспышке сверхновой мал.

Настоящий нулевой элемент

Вообще существование нулевого элемента предсказывал еще Менделеев, дав ему имя Ньютоний. Он был введен русским химиком, чтобы построить адекватную модель мирового эфира. Гипотеза об эфире, однако, потеряла актуальность в связи с созданием теории относительности и квантовой механики, и потому необходимость в нулевом элементе отпала.

Однако поскольку речь идет о минерале, а не о действительно химическом элементе с нулевым зарядом, то можно предположить, что нулевой элемент содержит какие-то новые стабильные трансурановые ядра. Возможно, речь идет об неизвестных пока изотопах островов стабильности, некоторые из которых были на самом деле обнаружены. В этом смысле предположение, что они рождаются только во вспышках сверхновых кажется вполне разумным. Неясно только, как такие элементы могут создавать поля темной энергии.

Зависимость стабильности изотопа от количества в нем протонов и нейтронов. В правом углу виден «островок стабильности» сверхтяжелых элементов. InvaderXan / wikimedia commons / CC BY-SA 4.0

Темная энергия неспроста выбрана авторами концепции эффекта массы в качестве его источника. С одной стороны, мы подозреваем, что темная энергия ответственна за гравитационное «расталкивание» нашей Вселенной, которое наблюдается телескопами, а значит, создает отрицательное давление. Отрицательное давление обычно связывают с отрицательной массой, которая отталкивается от массы привычной — однако это не означает, что это тождественные понятия. У нас также нет пока никаких свидетельств тому, чтобы темная энергия формировала массу известных частиц. С другой стороны, мы пока знаем о темной энергии очень мало — а, как известно, то, что ученому плохо, фантасту очень хорошо. Так у авторов научно-фантастических произведений при описании технологий, основанных на темной энергии, остается большое пространство для творческого маневра.

Впрочем, как таковую массу мы, люди, кажется, еще понимаем не до конца. Классическая механика ввела массу как меру инертности тела. Количественно она выражается через второй закон Ньютона и равна отношению силы, которую мы прикладываем к объекту, к ускорению, этой силой вызываемому. Спустя много лет Эйнштейн развил общую и специальную теории относительности. Из первой следовало, что масса — это теперь не только мера инерции, но и мера гравитации (принцип эквивалентности гравитации и инерции), а из второй — что масса сложного объекта формируется не только из масс его компонентов, но из энергии их движения, а также взаимо- и самодействия (приницип эквивалентности массы и энергии).

Последний принцип часто иллюстрируют с помощью пружины. Массы сжатой и не сжатой пружин будут отличаться на величину вложенной механической энергии сжатия, деленной на скорость света в квадрате. Поскольку эта величина очень маленькая, ее практически невозможно обнаружить в повседневной жизни. Однако в физике микромира этот принцип играет важнейшую роль. Так, например, мы только недавно узнали, что масса протона лишь на девять процентов состоит из массы составляющих его кварков, все остальное — это различные энергии движения и взаимодействия внутри протона. Масса кварков же в свою очередь формируется за счет взаимодействия с полем Хиггса (подробнее об этом вы можете прочитать в нашем материале «С днем рождения, БАК!»).

Однако протон — это сложная составная частица. Возьмем частицу попроще, электрон. Он участвует в трех типах взаимодействий, самым сильным из которых является электромагнитное. На сегодняшний день электромагнитное взаимодействие описывается с помощью квантовой электродинамики, которая является подразделом квантовой теории поля.

Согласно современной квантовой картине мире все частицы во вселенной перманентно и независимо от своего состояния участвуют в процессах самодействия. Самодействие подразумевает процессы рождения и уничтожения виртуальных частиц на короткое время (их часто называют квантовыми флуктуациями), но главным их свойством является то, что начальное и конечное состояние реальной частицы одно и то же. Эти процессы в силу своей виртуальности не имеют строго определенных времен начала и конца, и их рассматривают как неотъемлемое свойство реальных частиц. Физики иногда используют термин «шуба виртуальных частиц», в которую «одевается» частица реальная. Одевание «шубой» дает частицам дополнительную энергию, которая, например, проявляется в тончайшем энергетическом зазоре между атомными уровнями, известном как лэмбовский сдвиг

Авторизуйтесь, чтобы продолжить чтение. Это быстро и бесплатно.

Регистрируясь, я принимаю условия использования

Рекомендуемые статьи

Трансмонный кубит достиг миллисекундной когерентности Трансмонный кубит достиг миллисекундной когерентности

Физики изготовили трансмонные кубиты из напыленной пленки ниобия

N+1
Потолстеть к лету: как набрать вес и не навредить здоровью Потолстеть к лету: как набрать вес и не навредить здоровью

Проблема набора веса не менее актуальна, чем избавление от лишних килограммов

Cosmopolitan
Мальчик или девочка? Вероятность рождения сына или дочери не равна 50/50 Мальчик или девочка? Вероятность рождения сына или дочери не равна 50/50

Как возраст матери играет ключевую роль в определении пола будущего ребенка

ТехИнсайдер
Идеальная наследница: как Франсуаза Бетанкур-Майерс сохранила и приумножила семейный капитал Идеальная наследница: как Франсуаза Бетанкур-Майерс сохранила и приумножила семейный капитал

Франсуаза Бетанкур-Майерс заняла 12-е место в списке Forbes

Forbes
Запомните эти 10 принципов Эрнеста Хемингуэя! Они улучшат любой текст Запомните эти 10 принципов Эрнеста Хемингуэя! Они улучшат любой текст

Лайфхаки по работе с текстом от Эрнеста Хемингуэя

ТехИнсайдер
Вот это сюрприз: британка забеременела во время беременности Вот это сюрприз: британка забеременела во время беременности

Можно ли забеременеть во время беременности?

Cosmopolitan
18 смертей и дух вдовы Булгакова: проклятие фильма «Мастер и Маргарита» 18 смертей и дух вдовы Булгакова: проклятие фильма «Мастер и Маргарита»

Почему «Мастер и Маргарита» считают проклятым, но не перестают экранизировать?

Cosmopolitan
«Я усвоил, что кино может рождаться даже в очень непростых обстоятельствах» «Я усвоил, что кино может рождаться даже в очень непростых обстоятельствах»

Режиссер Филипп Юрьев — о съемках «Китобоя» и Венецианском кинофестивале

Esquire
Правда и мифы о глютене и лактозе Правда и мифы о глютене и лактозе

Как не попасться на уловки предприимчивых маркетологов, выбирая продукты?

Лиза
Один раз в год Один раз в год

Лучшие цветущие сады России

Лиза
Тогда и сейчас: как выглядят актеры любимого россиянами сериала «Дикий ангел» Тогда и сейчас: как выглядят актеры любимого россиянами сериала «Дикий ангел»

Что случилось с актерами из любимого сериала россиян «Дикий ангел»

Cosmopolitan
Используйте этот психологический прием, чтобы эффективно решать проблемы Используйте этот психологический прием, чтобы эффективно решать проблемы

Когда мы пытаемся решить проблему, обычно думаем, что нам что-то нужно добавить

Inc.
«У тебя будет братик»: как мы готовим дочку к рождению второго ребенка «У тебя будет братик»: как мы готовим дочку к рождению второго ребенка

Как подготовиться к рождению второго ребенка?

Psychologies
Большая разница: благодаря каким технологиям новая Toyota Camry стала еще лучше Большая разница: благодаря каким технологиям новая Toyota Camry стала еще лучше

За формулировкой «новый седан бизнес-класса» скрывается много интересного

Популярная механика
5 причин посмотреть фильм про российскую Арктику и отправиться на край света 5 причин посмотреть фильм про российскую Арктику и отправиться на край света

Главные особенности фильма «Фьюжн» и почему на него стоит обратить внимание

Cosmopolitan
Microsoft: постоянные видеозвонки приводят к стрессу и мешают сосредоточиться — мозгу нужен перерыв между встречами Microsoft: постоянные видеозвонки приводят к стрессу и мешают сосредоточиться — мозгу нужен перерыв между встречами

Как непрерывные видеозвонки влияют на работу головного мозга

VC.RU
Почему на протяжении всей истории кислород на Земле то в избытке, то почти исчезает из атмосферы Почему на протяжении всей истории кислород на Земле то в избытке, то почти исчезает из атмосферы

Почему кислород на Земле нестабильный

Популярная механика
Поймай меня, если сможешь Поймай меня, если сможешь

Вместе со специалистами разбираемся в том, что такое удача

Psychologies
О чем мы скрипим зубами во сне О чем мы скрипим зубами во сне

От чего возникает «скрежет зубовный» и как от него избавиться?

Psychologies
10 “лучших” киллеров: главные причины смерти в мире 10 “лучших” киллеров: главные причины смерти в мире

Своих врагов нужно знать в лицо!

Популярная механика
Звезды индийского кино: судьбы, лица и неизвестные факты Звезды индийского кино: судьбы, лица и неизвестные факты

Культовые индийские фильмы принесли этим актерам мировую известность

Cosmopolitan
7 самых плохих фильмов из СССР 7 самых плохих фильмов из СССР

Действительно плохие советские фильмы

Maxim
Кондиционер и покрывала под запретом: 10 правил умного туриста от Лены Летучей Кондиционер и покрывала под запретом: 10 правил умного туриста от Лены Летучей

Почему нельзя включать кондиционер в номере и есть салаты со шведского стола

Cosmopolitan
Онкоскрининг: как обнаружить рак вовремя и что нужно для этого делать Онкоскрининг: как обнаружить рак вовремя и что нужно для этого делать

Как, кому, когда а главное, зачем делать онкоскрининг

Cosmopolitan
Ретроспектива: 10 потрясающих научных открытий 2016 года Ретроспектива: 10 потрясающих научных открытий 2016 года

Каждый год продолжают совершаться открытия, неизменно поражающие воображение.

Популярная механика
Для помолвки и «мести» мужу: самые известные украшения принцессы Дианы Для помолвки и «мести» мужу: самые известные украшения принцессы Дианы

Каждый предмет в коллекции леди Ди обладал особенной историей

Cosmopolitan
Главная загадка Уолл-стрит: как трейдер, прозванный ходячим фактором риска, заработал $10 млрд втайне от всех Главная загадка Уолл-стрит: как трейдер, прозванный ходячим фактором риска, заработал $10 млрд втайне от всех

Как Биллу Хвану удалось скопить состояние в $10 млрд

Forbes
«Все будут в шоке»: уйдут ли из России владельцы криптовалюты из-за поправок в Налоговый кодекс «Все будут в шоке»: уйдут ли из России владельцы криптовалюты из-за поправок в Налоговый кодекс

Налоговики хотят обязать россиян отчитываться о владении криптовалютой

Forbes
«Борьба добра против растлевающей власти денег». Как читали Толкина в Советском Союзе «Борьба добра против растлевающей власти денег». Как читали Толкина в Советском Союзе

Что предшествовало изданию Толкина в СССР и как автор стал советским классиком

Esquire
4 неожиданных преимущества смеха, названных учеными (давай делать это чаще) 4 неожиданных преимущества смеха, названных учеными (давай делать это чаще)

Четыре причины посмотреть забавное видео и посмеяться

Playboy
Открыть в приложении