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

Мезозойские млекопитающие и их родственники оказались обладателями однотонного темно-коричневого меха Мезозойские млекопитающие и их родственники оказались обладателями однотонного темно-коричневого меха

Палеонтологи реконструировали окраску шести маммалиаформов

N+1
В Северном Йоркшире обнаружены остатки большого римского дома с неизвестной ранее планировкой В Северном Йоркшире обнаружены остатки большого римского дома с неизвестной ранее планировкой

Новая страница в архитектуре Римской империи

N+1
От Марса до квантовой физики: 11 книг для любителей научной фантастики От Марса до квантовой физики: 11 книг для любителей научной фантастики

Что ждет человечество в будущем? Фантасты размышляют в своих книгах

Maxim
Как я ходила на свидания в Японии и чем они меня удивили Как я ходила на свидания в Японии и чем они меня удивили

Откуда в Японии возникла мода на отношения с приезжими?

Psychologies
5 советов, как побороть нерешительность и довести дело до конца 5 советов, как побороть нерешительность и довести дело до конца

Нерешительность — одна из самых разочаровывающих и непродуктивных форм поведения

Inc.
Астрономы отыскали кандидата в самую близкую к Земле черную дыру Астрономы отыскали кандидата в самую близкую к Земле черную дыру

Астрономы открыли одну из самых маломассивных черных дыр

N+1
Марсоход Perseverance извлек кислород из атмосферы Красной планеты Марсоход Perseverance извлек кислород из атмосферы Красной планеты

Шестиколесный робот-марсоход Perseverance извлек из атмосферы Марса кислород

Forbes
«Большая редкость для рынка»: сервис аренды аккумуляторов «Бери заряд!» привлек 431 млн рублей «Большая редкость для рынка»: сервис аренды аккумуляторов «Бери заряд!» привлек 431 млн рублей

Сервис для аренды пауэрбэнков «Бери заряд!» привлек 431 млн рублей

Forbes
Как выглядели звездные красотки Муцениеце, Асмус и другие в своих первых фильмах Как выглядели звездные красотки Муцениеце, Асмус и другие в своих первых фильмах

Чтобы добиться популярности, им пришлось сыграть много ролей

Cosmopolitan
«Я должна была голой раздвинуть ноги»: Анна Уколова о работе с Серебренниковым «Я должна была голой раздвинуть ноги»: Анна Уколова о работе с Серебренниковым

Анна Уколова высказалась о работе с Кириллом Серебренниковым

Cosmopolitan
Контроль, переработки и секретность: сотрудники рассказали о жёсткой атмосфере в стартапе CloudKitchens Трэвиса Каланика Контроль, переработки и секретность: сотрудники рассказали о жёсткой атмосфере в стартапе CloudKitchens Трэвиса Каланика

Переработки, непрозрачность и нездоровая атмосфера в коллективе CloudKitchens

VC.RU
Свобода для врача: почему лечение заключенных не должно зависеть от начальников колоний Свобода для врача: почему лечение заключенных не должно зависеть от начальников колоний

Повод задуматься о состоянии российской тюремной системы

Forbes
Честный человек под прикрытием Честный человек под прикрытием

Как один автор изменил историю целого жанра

Weekend
5 неожиданных способов перезагрузить свою нервную систему (она не железная) 5 неожиданных способов перезагрузить свою нервную систему (она не железная)

Как перезагрузить нервную систему, чтобы вконец себя не измотать

Playboy
Как под копирку Как под копирку

Как мы теряем индивидуальность в погоне за соответствием общепринятым стандартам

Лиза
«Лолита» эпохи #MeToo: как Кейт Расселл написала бестселлер о связи между преподавателем и ученицей «Лолита» эпохи #MeToo: как Кейт Расселл написала бестселлер о связи между преподавателем и ученицей

Как возникают неравные отношения? Это любовь или харассмент?

Forbes
Кровать для президента Кровать для президента

Что скрывает секретный бункер в Ярославской области

Наука
Свернул в гору Свернул в гору

Как заставить завидовать своим подвигам самых мужественных мужчин планеты

Men’s Health
10 постапокалиптических фотографий реальных городских пейзажей 10 постапокалиптических фотографий реальных городских пейзажей

Некоторые места на нашей планете выглядят так, будто конец света уже случился

Maxim
Прыжок к свободе Прыжок к свободе

Как уехать к морю и найти себя

Vogue
«Он очень талантливый, но его взгляды не выдерживают критики»​: главное из фильма Родиона Чепеля про Павла Дурова «Он очень талантливый, но его взгляды не выдерживают критики»​: главное из фильма Родиона Чепеля про Павла Дурова

Однокурсники, коллеги и партнеры Павла Дурова о его работе и жизни

VC.RU
Кино на экспорт: 10 современных российских режиссеров, которых ценят на Западе Кино на экспорт: 10 современных российских режиссеров, которых ценят на Западе

Фильмы этих российских режиссеров становятся событием на Западе

Cosmopolitan
Бытовая магия: волшебные рецепты к Пасхе Бытовая магия: волшебные рецепты к Пасхе

Каким блюдам в этом году стоит отдать предпочтение на Пасху?

Cosmopolitan
Як-42Д: метеорологический самолёт нового поколения Як-42Д: метеорологический самолёт нового поколения

Перед нами Як-42Д — одна из самых удачных конструкций советского авиапрома

Популярная механика
«Небесные магниты. Природа и принципы космического магнетизма» «Небесные магниты. Природа и принципы космического магнетизма»

Как строятся модели генерации магнитного пол

N+1
Как определиться с будущей профессией? Два лайфхака для подростков Как определиться с будущей профессией? Два лайфхака для подростков

Как помочь подростку определиться с будущей профессией

Psychologies
Отрывок из книги Николая Ускова «Ardis: Американская мечта о русской литературе» Отрывок из книги Николая Ускова «Ardis: Американская мечта о русской литературе»

Историк и журналист Николай Усков рассказывает об истории издательства Ardis

СНОБ
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
«Не работайте в постели»: советы для тех, кто страдает бессонницей «Не работайте в постели»: советы для тех, кто страдает бессонницей

Что нужно сделать, чтобы проснуться с утра бодрым и выспавшимся?

Psychologies
Всё перепробовали: почему не все способы повышения либидо работают Всё перепробовали: почему не все способы повышения либидо работают

Сегодня все больше людей сталкиваются с проблемой пониженного либидо

Cosmopolitan
Открыть в приложении