Kann man Metall komprimieren und was wären die Folgen?

Natürlich ist es plausibel!

Deine Welt, deine Regeln.

Da Sie im Grunde einen Menschen haben, der das Schrumpfen und Ausdehnen des Metalls erledigt, ist das offensichtliche Mittel eine Art Magie. Wie Sie bereits sagten: Die Mutante drückt das Metall zusammen, so dass die Atome dichter zusammenpressen, und dehnt das Metall dann wieder auf seine normalen Abmessungen aus.

Folgen:

• schließlich, wenn er das Metall genug zusammendrückt, könnte er mit einer Neutroniumkugel enden.
• bleibt die Zahl der Atomteilchen konstant, so bleibt das Gewicht gleich; es wird nur in einem kleineren Raum sein.
• Die Haltbarkeit sollte auch gleich bleiben. Immerhin magisch!
• Die einzige offene Frage ist, wie Hephaistos das Metall in Kugelform hält: Wir bräuchten unglaubliche druckerzeugende Maschinen und Technologien, um dieses Kunststück zu vollbringen, und müssten diese Kräfte weiterhin anwenden, um das Metall komprimiert zu halten. Er muss auch eine Art Kraftfeld nutzen, das die winzige Größe der Kugel aufrechterhält. Wenn er bewusstlos wird oder getötet wird, verlieren seine Waffen vermutlich ihre magische Integrität und dehnen sich explosionsartig auf ihr ursprüngliches Volumen aus.

Schöne Idee, aber leider nicht sehr realistisch

Hier ist der Grund:

• Zunächst einmal: Natürlich wären die Atome näher beieinander, aber sie würden sich auch abstoßen. Das heißt, sobald Sie den Druck loslassen, würden sich die Atome gegenseitig wegdrücken und die Waffe wird wieder größer, vielleicht nicht so groß wie ursprünglich, aber auf jeden Fall ziemlich nahe daran
• Wärme ist ein wichtiger Faktor. Wenn Sie Ihren Reifen mit einer Handpumpe aufpumpen und danach den Schaft der Pumpe berühren, werden Sie feststellen, dass dieser ziemlich heiß wird. Wenn Sie eine Waffe so komprimieren, wie Sie es beschrieben haben, muss viel Wärme abtransportiert werden. Andernfalls würde Ihre Waffe entweder schmelzen oder ihre Eigenschaften verlieren (siehe unten).
• Auch wenn zwei Metallteile aus dem gleichen Element bestehen, können sie sich in der Form der Metallkristalle unterscheiden. Wenn Sie zB Eisen in einer Schmiede erhitzen und langsam abkühlen, wird es weicher und flexibler. Wenn Sie es schnell abkühlen, wird es sehr hart, bricht aber leichter. Die Komponenten in Ihrer Waffe würden also wahrscheinlich ihre Eigenschaften verlieren, wenn Sie sie komprimieren.
• Nehmen wir an, Sie könnten sie unabhängig von den obigen Fakten komprimieren: Wie würden Sie es tun? Wenn Sie Druck in eine Richtung ausüben, drückt die Waffe in die andere Richtung. Sie müssten also den Druck aus allen Richtungen ausüben und es muss genau der gleiche Druck sein. Andernfalls verformt sich Ihre Waffe und ist nach dem Aufblasen unbrauchbar.
• Und zu guter Letzt: Wie würdest du es ohne Verformung wieder aufblasen? Sie müssten den oben beschriebenen Prozess mit perfekter Präzision umkehren

Obwohl es per se nicht realistisch ist, wie die Antwort von CKA zeigt, kann es als "willkürliche" Supermacht funktionieren, solange es konsistent ist. Was würde also passieren, wenn dieser Hephaïstos tatsächlich die Macht hätte, Metallatome tausendfach, wenn nicht sogar millionenfach zusammenzudrücken? Er würde entartete Materie erschaffen , den Stoff, aus dem weiße Zwergsterne bestehen.

Die Kompression würde das Metall auf immense Temperaturen erhitzen, daher gehe ich davon aus, dass die zusätzliche Wärme vorübergehend von der Kraft selbst gespeichert und wieder zurückgebracht wird, wenn sie nicht mehr wirkt. Wärmeübertragung Je nach Oberfläche kann es für seine Größe eine immense Wärmekapazität haben, vorausgesetzt, die stabile entartete Materie funktioniert in dieser Hinsicht irgendwie wie ein Metall.

Wenn der Strom sofort stoppt, dann sind diese Kugeln Bomben, möglicherweise gleichbedeutend mit Atomwaffen.

Wenn seine Kraft eine "Trägheit" hat und sich die Kugel nur langsam wieder auf ihre ursprüngliche Größe ausdehnt, sobald die Wirkung aufhört, kann er die Ausdehnung immer noch verwenden, um so ziemlich alles zu zerbrechen, aber in Form eines Hydraulikkolbens anstelle einer Bombe. Umgekehrt kann die Kompression selbst verwendet werden, um Dinge mit unwiderstehlicher Kraft zu zerquetschen, möglicherweise bis zum Niveau der Kernfusion. Wenn Sie dies vermeiden möchten, kann der Kompressions- oder Expansionseffekt aufgrund der Funktionsweise der Kraft selbst extern widerstanden werden. Wenn die Expansion begrenzt ist, kann ein Objekt unbegrenzt in seinem komprimierten Zustand gehalten werden, wenn es beispielsweise in etwas Hartes eingeschlossen ist.

Tonnenschwere Kugeln sind außerordentlich gruselige Dinger. Sie werden durch den Boden fallen , wenn Sie sie dort lassen. Da Hephaïstos stark genug ist, um es zu tragen, ist er auch stark genug, um sie zu werfen, und es gibt nichts (außer anderen Supermächten), das dieses Niveau des Rüstungsdurchbruchs überleben kann. Wenn er weniger Panzerungsdurchbruch und mehr Aufprallschaden benötigt, komprimieren Sie ihn einfach weniger, um mehr Kontaktfläche für die gleiche Projektilmasse und -geschwindigkeit zu haben. Wenn er Splitter komprimieren und werfen kann, wäre panzerbrechender Staub auch eine schreckliche Waffe. Und natürlich schneidet ein Kugelmesser oder ein Schneidedraht alles durch. Umgekehrt stoppt eine komprimierte Panzerung jeden nicht übermächtigen Angriff mit schierer Masse und Dichte.

Beachten Sie auch, dass Hephaïstos nicht nur immens stark ist, um diese tragen zu können, er hat auch eine unglaublich widerstandsfähige Haut (und Kleidung) oder eine Art telekinetische Kräfte. Sonst gehen die Kugeln so leicht durch ihn hindurch wie durch jede gewöhnliche Angelegenheit. (Diese Art von erforderlicher sekundärer Supermacht ähnelt der Art und Weise, wie Superman ein Auto an der Stoßstange packen kann, ohne die Stoßstange auseinanderzureißen.)

Und vergessen wir natürlich nicht, dass er buchstäblich Tonnen von Ausrüstung trägt, sodass ein Auto, das ihn anfährt, das Auto anhält und ihn nicht durch die Luft schleudert.

Metalle sind bis zu einem gewissen Grad komprimierbar, und sie können sogar noch weiter komprimiert werden, wobei sie einige Phasenübergänge zu dichteren Modifikationen durchlaufen. Plutonium ist ein Metall, das dafür bekannt ist, viele Modifikationen zu haben, und eine dichtere Modifikation, die unter hohem Druck erzeugt wird, ist ein Bestandteil einer Atombombe.

Allerdings ist unter gegebenen Bedingungen (Druck und Temperatur) nur eine Modifikation stabil und die anderen Modifikationen sind meist instabil oder in seltenen Fällen metastabil (wie Diamant, eine unter Normalbedingungen metastabile Modifikation von Kohlenstoff/Graphit). Ein Phasenübergang ist immer masseerhaltend und die chemische Identität des Materials bleibt unverändert, aber die Stabilität eines Objekts ist in der Regel nicht gewährleistet und die Schärfe von Waffen bleibt sicherlich nicht erhalten.

Das Beste, was Ihre Mutanten haben können, sind Waffen aus sehr dichtem metastabilem Metall, die den Opfern schwere Gewalt zufügen, und zerbrechende Waffen aus Metallen mit geringer Dichte. Live-Transformationen von klein nach groß oder umgekehrt funktionieren nicht. Je nach Tech-Level sind diese sehr schweren Waffen wahrscheinlich kopiergeschützt (können aber trotzdem von Nicht-Mutanten erobert oder gestohlen werden).

Ich werde die Energieseite davon mit meinem zugegebenermaßen sehr flüchtigen Verständnis von entarteter Materie betrachten, weil es ziemlich interessant ist. Wenn Sie Metall auf kleine, aber immer noch makroskopische Größen komprimieren möchten, ist es wahrscheinlich in Ordnung, alles, was mit dem Kern zu tun hat, zu ignorieren und nur die Fermi-Energie des Elektronengases im Metall zu betrachten. Die Energie pro Elektron ist$E = \hbar^2 (3\pi^2*Electron Density)^{2/3}/2me$in einem Fermigas. Laut dieser Tabelle http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbase/Tables/fermi.html wäre der Wert für Eisen$17*10^{28}$freie Elektronen pro Kubikmeter. Was uns ungefähr gibt$11 eV$Energie pro freies Elektron. Wenn Sie die Dichte des Eisens um den Faktor zehn reduzieren wollen, haben wir eine zehnmal höhere Elektronendichte und eine Energiesteigerung von$10^{2/3}$, ca.$4.64$. Jedes freie Elektron hat also eine Energie von ca$51eV$Jetzt. Wie gesagt, es gibt$17*10^{28}$freie Elektronen in einem Kubikmeter Eisen. Jeder von ihnen hat jetzt 40 zusätzliche Elektronenvolt an Energie, was zusammen eine Summe von 10 ergibt$1.09 * 10^{12} J$Energie bzw$260 t$von TNT-Äquivalent. Ja, ein Metallblock ist praktisch eine kleine Atombombe. In der Tat beeindruckend, wenn Ihr Mutant Metall auch spontan dekomprimieren kann.

Zur Antwort 1) : Die Dichte in einem Weißen Zwerg ist hunderttausendmal größer als die von Eisen, aber die Kerne bleiben im entarteten Elektronengas noch intakt. Eisen bleibt auch bei sehr hoher Kompression Eisen. 2) : Ja, ich sehe nichts, was auf etwas anderes hindeuten würde. Es ist einfach sehr dicht. 3) : Realistisch gesehen wäre es ein weißglühendes Nugget mit extrem hoher Temperatur, siehe Mathematik oben. Damit es stabil ist, muss man mit der Hand winken. Es macht intuitiv Sinn, dass extreme Dichte auch zu einer Erhöhung der Haltbarkeit führen würde, aber es gibt einfach mehr Masse, die aus dem Weg geräumt werden muss, wenn jemand ein Loch hineinschlagen möchte. Eine weitere coole Eigenschaft, die man diesen Metallen verleihen könnte, ist Supraleitung. Hochkomprimierter Wasserstoff soll sich beispielsweise in ein supraleitendes Metall verwandeln, daher ist es keine abwegige Idee, dies auch hier anzuwenden. Damit kommen alle möglichen coolen Sachen, wie das Schweben in Magnetfeldern.

Vergessen Sie nicht die Trägheit. Sie müssen so stark drücken, um eine Kugel zu bewegen, als ob sie ihre normale Größe hätte, und jede Bewegung wird in ihrer Richtung und Drehung fortgesetzt, bis Sie dieselbe Energie aufbringen, die Sie zum Starten verwendet haben. (Erwägen Sie, ein Klavier über einen angebrachten Armbandanhänger zu handhaben.) Dies bedeutet auch, dass die Kraft und der Druck, um es zu drücken, und die Reibung, um es zu drehen, erhöht werden.

Auf der anderen Seite brauchen Sie wirklich keine Waffen oder Metalle, Sie können einfach Steine ​​oder Marshmallows komprimieren, denn wenn Sie sie werfen, muss das Ziel die gleiche Menge an Energie mit dem gleichen Druck spenden wie Sie .

PS Asimov sprach einige dieser Probleme in der Einleitung, im Text und in Essays über seine Novellierung des Films Fantastic Voyage an, in dem Menschen und ihr U-Boot für Operationen geschrumpft werden.

Dies sind nur meine Überlegungen, ich könnte mich in einigen Dingen irren, weil ich kein Wissenschaftler bin, aber dies sind Elemente, die ich einbeziehen / berücksichtigen würde.

Wenn Ihre Waffen aus reinem Metall bestehen, sollte es kein großes Problem geben, würde ich vermuten, aber wenn Sie irgendeine Art von Verunreinigung haben, würde ich mir vorstellen, dass es so funktioniert, als würde man Wasser aus einem Schwamm drücken, aus dem beispielsweise Kohlenstoff austritt das Metall, weil es Platz machen muss für das Gitter der Metallatome, die durch die Kraft zusammengepresst werden. Oder Sie folgen der astronomischen Interpretation von Metall und das ist im Grunde alles ein Metall, das nicht Wasserstoff und Helium ist. Aber selbst dann könnte das Mischen von Materialien aufgrund unterschiedlicher Atomgrößen Probleme bereiten, wenn sie so stark komprimiert werden, um die Größe zu reduzieren.

Angenommen, die Magie übt einen gleichmäßigen Druck aus, der dazu führt, dass die Metalle schrumpfen, könnten die Metalle wie eine Feder "herausspringen", wenn sie zu schnell dekomprimiert werden. Dein Mutant wird Geduld brauchen, um wachsenden Schaden beim Erweitern zu verhindern.

https://accendoreliability.com/stress-metals/ erklärt es ziemlich gut.

Auch von der gleichen Seite:

Bei den meisten modernen Metallen tritt das Nachgeben normalerweise bei etwa 1 % der theoretischen Stärke der Atombindungen auf. Viele Materialien geben bei etwa 0,1 % der theoretischen Festigkeit nach.

Der Grund, warum Metalle eine so geringe Festigkeit haben, liegt an unvollkommenen Atomstrukturen in den Kristallgittern, aus denen sie bestehen. Oft stoppt eine Reihe von Atomen mitten im Kristall und es entsteht eine Lücke in der Atomstruktur. Diese Lücken wirken als riesige spannungserhöhende Punkte, die als Versetzungen bekannt sind.

Also müssen seine Waffen im Grunde perfekt aus Metall sein, ohne irgendwelche Mängel. Das würde seine Materialien natürlich äußerst wertvoll für die wissenschaftliche Gemeinschaft machen und könnte eine schöne Einnahmequelle sein.

Seine Schwerter oder Metalle könnten eine schöne Bombe abgeben. Stellen Sie sich eine Metallplatte vor, die so groß wie ein Pellet ist, aber tatsächlich die Größe eines Ziegelsteins hat. Er wirft es auf den Feind und als es dort landet, setzt er seine Magie frei. Der Federeffekt durch die plötzliche Druckentlastung wird wahrscheinlich das Metall zerreißen und Schrapnelle überall herumfliegen lassen, und je nach Expansionsrate eine Schockwelle durch die Luft senden, die innere Organe zerreißen wird.

Es ist eine sehr gefährliche Kraft, die er hat.

*Deine Welt, deine Regeln*

Ein grundlegendes Verständnis der Physik in unserer Welt kann Ihnen helfen, eine vernünftige Alternative für Ihre Welt zu formulieren.

Hier sind ein paar Artikel, die Atome und Kerne erklären,

• https://en.wikipedia.org/wiki/Atomic_nucleus
• http://academic.brooklyn.cuny.edu/physics/sobel/Nucphys/atomprop.html

Den CUNY-Artikel grob paraphrasieren,

Ein Atom ist etwa 10e-10 Meter groß. Obwohl die Größe der Atome verschiedener Elemente unterschiedlich ist, verwenden Sie eine grobe Schätzung von 10e-10 als Größe eines beliebigen Atoms.

Ein Atom besteht aus einem Kern, der von einer Elektronenwolke umgeben ist. Der Kern ist etwa 10e-15 m groß (etwa 10e-5 oder 1/100.000 des Atoms). Ein guter Vergleich des Kerns mit dem Atom ist eine Erbse mitten auf einer Rennstrecke.

Der Kern besteht aus Protonen (positiv) und Neutronen (null). Es gibt eine Kernkraft, die (meistens) anziehend ist und zwischen Protonen und Neutronen wirkt und stärker ist als die abstoßende elektrische Kraft.

Ihr Schmied könnte etwas "Feld" erzeugen oder Metalle verändern, um

1. manipulieren (verstärken) die Kernkraft von Metallen
2. mäßige (verringern oder schwächen) Abstoßungskraft zwischen Kernen von Metallen
3. füge ein weiteres Teilchen zu den Kernen von Metallen hinzu (um das Obige zu tun)

Option 3 macht für mich am meisten Sinn, hängt davon ab, wie Ihr gewünschtes Storytelling ist

Die Größe von Atomen, die Größe von Molekülen und der Abstand von Metallatomen im Kristallgitter werden durch die Größe der Elektronenhülle bestimmt, die wiederum von der Wechselwirkung der Elektronen untereinander und mit dem Kern abhängt.

Elektronen um Kerne herum verhalten sich ein bisschen wie dreidimensionale stehende Wellen, vergleichbar mit einer resonierenden Oberfläche, aber im Raum. Die Form der Welle wird durch die elektrische Ladung des Elektrons und des Protons, die Masse des Elektrons, seine Energie und die Permittivität des Vakuums bestimmt . Letztere wiederum ist mit der Lichtgeschwindigkeit verbunden; Eine höhere Lichtgeschwindigkeit würde die Permittivität verringern, was wiederum die Kräfte zwischen den Ladungen erhöhen würde, wenn ich das richtig verstehe. Nehmen wir an, höhere Kräfte würden zu kleineren Atomen und dichteren Kristallgittern führen. Alles, was Ihr Held tun muss, ist, die Lichtgeschwindigkeit lokal zu erhöhen. Ich würde denken, dass dies einer lokalen Beschleunigung der Zeit entspricht. Einfach ;-).