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Text File  |  1998-10-23  |  46KB  |  930 lines

  1.  Y'know with  all these trek files ST+ will end up being called  ST-NOVA-WARP+, 
  2. oh well, at least no-one objected to the trek last issue.
  3.  
  4.  
  5.                    NOT THE TECHNICAL MANUAL
  6.  
  7. This latest edition of "Not the Technical Manual" features new
  8. speculations concerning linear time, wormholes and stardates so
  9. I'm posting it now. :)
  10.  
  11. CONTENTS
  12.  
  13. 1)  INTRODUCTION
  14. 2)  WARP SPEED
  15. 3)  DISTANCES
  16. 4)  WARP DRIVE
  17. 5)  "DROPPING OUT OF WARP", "CONTINUUM DRAG" AND "THE SLINGSHOT EFFECT"
  18. 6)  SPECIAL RELATIVITY
  19. 7)  TIME DIALATION
  20. 8)  TIME TRAVEL, "LINEAR TIME" AND CAUSALITY VIOLATION
  21. 9)  TRANSWARP AND WORMHOLES
  22. 10)  SUBSPACE
  23. 11) "FULL IMPULSE"
  24. 12) PHASERS AND DISRUPTORS
  25. 13) TRANSPORTERS
  26. 14) HOLODECKS
  27. 15) CLOAKING
  28. 16) STARDATES
  29. 17) CONCLUSION
  30.  
  31. 1) INTRODUCTION
  32.  
  33. This file is intended to summarize some of the discussion that has gone
  34. on in this newsgroup.  I think it adequately shows that there is a lot
  35. more to Star Trek technology than that which appears in the ST:TNG
  36. Technical Manual.
  37.  
  38.  
  39. 2) WARP SPEED
  40.  
  41. The following warp formula was given by Greg Berigan: for a given warp
  42. factor W,
  43.                    speed = W^(10/3)+(10-W)^(-11/3)
  44.  
  45. in units of the speed of light.  This is an imperical fit to the curve
  46. given in the ST:TNG Technical Manual.  As Jason Hinson recently pointed
  47. out, the curve given in the Technical Manual is canonical because in
  48. "The Most Toys" Wesley gave a distance, time and warp factor consistant
  49. with it.  The following section on distances also lends credence to this
  50. formula.  (TOS warp went by a W^3 formula.)
  51.  
  52.  
  53. 3) DISTANCES
  54.  
  55. Marcus Lindros recently gave a summary of what is known about distances
  56. as described on Star Trek.  To summarize his summary:
  57.  
  58. 1. Gamma Hydrae (mentioned in TOS: "The Deadly Years" and
  59. "Star Trek II") is 130 light years from here.  This then is the
  60. approximate distance to the Romulus and Kronos.  Thus, it takes less
  61. than four months for the Enterprise to travel there from earth when
  62. travelling at warp 6.
  63.  
  64. 2. Of the all the real stars mentioned on Star Trek all but three
  65. (Mintaka, 2500 light years; Deneb, 1900 light years and Rigel, 900 light
  66. years) are within 200 light years away from our sun.
  67.  
  68.  
  69. 4) WARP DRIVE
  70.  
  71. A plausible explanation as to how warp drive works was posted by
  72. Christopher Petit (if I recall correctly).  The idea was that the warp
  73. field that is produced and surrounds the ship is asymmetrical and that
  74. the shape of the warp field determines the speed with which and the
  75. direction in which the ship travels.
  76.  
  77.  
  78. 5) "DROPPING OUT OF WARP" , "CONTINUUM DRAG" AND "THE SLINGSHOT EFFECT"
  79.  
  80. We know from "Brothers" that if the Saucer Section were to separate from
  81. the Warp Drive then the Saucer Section would "drop out of warp" (Picard)
  82. The explanation is that the warp field has to be maintained continuously
  83. or else it would "decay" and the ship in question would drop to sublight
  84. speed.  The inadequacy of this explanation is clear if one remembers
  85. that Newton's First Law of Motion states that an object an object in
  86. motion will tend to remain in motion unless acted on by an external
  87. force.  This force is then, clearly, the same force that prevents the
  88. Enterprise from obtaining an arbitralily large speed.  This force has
  89. been refered to as "continuum drag".
  90.  
  91. In order for "continuum drag" to prevent the Enterprise from obtaining
  92. arbitralily large speed, it has to be a force that increases as the
  93. Enterprise increases speed.  For an airplane, the drag force is air
  94. resistance and this is indeed a force that increases with velocity.
  95. This does not, however, provide us with a clue as to what prevents
  96. the Enterprise from obtaining arbitralily large velocity in what is
  97. relatively empty space.
  98.  
  99. The best anology I can think of is closely related to the explanation
  100. for warp drive given in the previous section.  Imagine stretching a
  101. rubber band.  Rubber bands can't be stretched indefinitely because the
  102. tension increases as the rubber band is stretched; in fact, the tension
  103. in a rubber band is such that if you let go of it, it will return to its
  104. original shape.  Real rubber bands are not ideal, however, in that they
  105. have elastic limits and, therefore, break when you stretch them too far;
  106. this can be seen to be analogous to a ship being torn apart when it
  107. exceeds its warp capabilities.
  108.  
  109. The idea of ships immediately returning to sublight speed once the warp
  110. field has decayed leads one to ask what exactly brings about the
  111. "Slingshot Effect", i.e. the means by which the Enterprise was able to
  112. go back in time in TOS:"Tomorrow is Yesterday", TOS:"Assignment: Earth"
  113. and "Star Trek IV: The Voyage Home".  After all, according to the
  114. formula:
  115.                    t' = sqrt(1-v^2/c^2)*t
  116.  
  117. where t is the time experienced by an observer, t' is the time
  118. experienced by a passenger travelling at the velocity v relative to the
  119. observer and c is the speed of light.  There are no real solutions to
  120. this equation when v > c so it is often speculated that exceeding the
  121. speed of light introduces the possibility for time travel in a direction
  122. other than forward (i.e. backward).  The natural conclusion then is that
  123. the slingshot effect involves exceeding light speed after the ship is no
  124. longer in warp.  All we really know about the Slingshot Effect though is
  125. that it involves travelling around a massive object such as the sun or a
  126. "black star".
  127.  
  128.  
  129. 6) SPECIAL RELATIVITY
  130.  
  131. Galileo introduced the principle of relativity, namely that physics is
  132. the same to all observers regardless of their relative speed.  At the
  133. turn of the century, scientists proposed the idea of "ether" to explain
  134. how light could be propagated in a vacuum, thus introducing a special
  135. frame of reference.  Experimental evidence was that the speed of light
  136. is a constant for all observers regardless of their relative speed.
  137. Albert Einstein thus proposed Special Relativity, the theory that all
  138. observers in non-accelerating frames observe the same physics and that
  139. the speed of light is the same to all observers.  The latter principle
  140. implies that one cannot exceed the speed of light, simply because we
  141. would perceive light to travel at its normal speed and, thus, a
  142. "stationary" observer would see light itself to be travelling at faster
  143. than the speed of light!  In order to have faster than light travel then
  144. we must allow for the possibility for light itself to exceed the speed
  145. of light, thus disposing of this principle.
  146.  
  147. This principle can not be disposed of lightly as light is nothing more
  148. than a time developing electro-magnetic field.  The electric field obeys
  149. the formula
  150.                        d^2 E    1  d^2 E
  151.                        ----- + --- ----- = 0
  152.                        d^2 t   c^2 d^2 x
  153.  
  154. where c is the speed of light.  Thus if c -> infinity then light cannot
  155. propagate.  Thus, c cannot be infinity.  All this says then is that
  156. light itself cannot travel at an infinite speed.
  157.  
  158. Now let's consider a means of faster than light travel that would
  159. preserve the principle of relativity.  First, let's consider a
  160. "relativistic effect" encountered when travelling at "relativistic"
  161. sublight speeds.  As mentioned in the section before last, we have the
  162. formula
  163.                     t' = sqrt(1-v^2/c^2)*t
  164.  
  165. where t is the time experienced by an observer and t' is the time
  166. experienced by the passenger travelling at a velocity v relative to
  167. the observer.  For example, consider v = .93 c and t = 1000 days then
  168. t' = 367.6 days which is roughly one year.  This effect is known as
  169. "time dialation".
  170.  
  171. Now suppose one were to enter warp.  The principle of relativity
  172. implies that one does not have to be travelling at any particular speed
  173. when one enters warp because this would imply the existance of a special
  174. frame.  This principle also implies that one continues to measure time
  175. exactly as one did when one entered warp because the frame of reference
  176. that one was in when one entered warp was no less important than any
  177. other frame.  Thus, we have the possibility of two ships in warp having
  178. come from different frames of reference and being "out of phase" with
  179. each other in that each ship would consider passengers in the other as
  180. moving relatively slowly (the same effect occurs, of course, when two
  181. ships travelling in normal space have relative velocity).  There could
  182. be many ways this problem may be overcome, the most simple of which
  183. would be for both ships to drop out of warp and travel at the same
  184. speed.
  185.  
  186. Jason Hinson successfully found one aspect of this theory that is not
  187. immediately obvious, namely that this theory makes time travel possible
  188. in a way far more plausible than any method used on Star Trek (IMO).
  189. Consider the possibility that a ship enters warp and travels at, say,
  190. warp 9 for, say, 11.561 hours and then drops out of warp and then
  191. increases speed by a mere .14522% of the speed of light.  What, in your
  192. new frame of reference, was the time when you first entered warp?
  193. According to the formula
  194.  
  195.                  ct' = (ct-vx/c)/sqrt(1-v^2/c^2)
  196.  
  197. the time for that event, t', is 13.898 hours in the future!  Now,
  198. suppose you re-enter warp and turn around (see, for example TOS: "Let
  199. That Be Your Last Battlefield) and proceed at warp 9 back to your
  200. starting point.  This trip takes only 11.561 hours!  So what you end
  201. up with is two identical ships at the same place at the same time, one
  202. which is, supposedly, going to leave in 2.337 hours and another that
  203. has already come back!  Jason Hinson hates this scenario because the
  204. latter ship could convince the former not to go and then you have
  205. causality violation.  His solution is to have a "special field (with
  206. its own) frame of reference".  This preserves causality violation at
  207. the cost of strict adherence to the principle of relativity.
  208.  
  209.  
  210. 7) TIME DIALATION
  211.  
  212. The possibilty of time dialation opens up many possibilities.  Suppose
  213. for instance that the Enterprise were to travel at v = .93 c.  In
  214. such a case, 993.7 days would pass planetside for every year that passed
  215. on the Enterprise, the result being that people planetside would age at
  216. a rate 2.72 times faster than people on the Enterprise.  As Leon Myerson
  217. once pointed out, time dialation would have social consequences.  How,
  218. for example, does one describe how old one is?  After all, some time can
  219. be spent aboard ship, some planetside.  Similarly, how does one decide
  220. when to celebrate holidays like Christmas?  Does one celebrate it two
  221. or three times a year when one is on board ship simply because it is
  222. being celebrated back on Earth at the same time?  The latter question
  223. may be moot; people can decide amongst themselves whether or not and, if
  224. so, when to celebrate holidays.  The former question is important
  225. trekwise, however, because people are seen celebrating their birthdays.
  226. As a birthday is apparently seen as an accomplishment, it is natural
  227. to presume that each birthday counts off a year that the individual has
  228. actually aged.  People would then determine how old they are based on
  229. the amount of time that had passed for them while they were either on
  230. board or planetside.  One could well imagine someone losing track of how
  231. old they are.  In contrast, the time in the ship's logs are given as
  232. stardates which we can presume to be standard planetside time.
  233.  
  234.  
  235. 8) TIME TRAVEL, "LINEAR TIME" AND CAUSALITY VIOLATION
  236.  
  237. Causality is the principle that causes preceed effects.  We can imagine
  238. causality violation in stories which involve time travel.  This
  239. restricts how we interpret these stories.  Specifically:
  240.  
  241. TOS: "The Naked Time"
  242.  
  243. The Enterprise goes back in time three days.  Will they meet themselves?
  244. Only if they actually return to Psi 2000.  Why should they?
  245.  
  246. TOS: "Tomorrow is Yesterday"
  247.  
  248. If the Enterprise went back in time a few hours, were there not *two*
  249. Enterprises in orbit around Earth?  The answer is, of course, yes.  This
  250. was something the script glossed over.
  251.  
  252. If in the revised history the Enterprise didn't pick up Captain
  253. Christopher, then why did they have to return him?  The answer is that
  254. once they returned him, the incident never happened.  This was
  255. explicitly said.
  256.  
  257. TOS: "City on the Edge of Forever"
  258.  
  259. The following is exerpted from Harlan Ellison's original script:
  260.  
  261.               KIRK
  262.          Could we go back, any of us ... say, to this time, 1930 of Old Earth?
  263.  
  264.      Beckwith strains for the answer.
  265.  
  266.      23   UP-ANGLE ON THE GUARDIANS
  267.  
  268.      SHOT FROM TILT they look immense, rising up, almost Messianic in tone,
  269.      something reverential as they speak about their religion - time.
  270.  
  271.               1st GUARDIAN
  272.          Yes, but it is not wise.  Man and non-Man must live in their
  273.          present of their future.  But never in their past, save to learn
  274.          lessons from it.  Time can be dangerous.  If passage back is
  275.          effected, the voyager may add a new factor to the past, and thus
  276.          change time, alter everything that happened from that point to the
  277.          present ... all through the universe.
  278.  
  279.      24   SPOCK AND GUARDIANS PAST HIM
  280.  
  281.      fascinated by the concepts, not the magic of it all.
  282.  
  283.               SPOCK
  284.          Then time is not a constant.  It isn't rigid?
  285.  
  286.               1st GUARDIAN
  287.          Time is elastic.  It will revert to its original shape when changes
  288.          are minor.  But when the change is life or death - when the sum of
  289.          intelligence alters the balance - then the change can become
  290.          permanent ... and terrible.
  291.  
  292.               SPOCK
  293.          Like changing the flow of a river.
  294.  
  295.               1st GUARDIAN
  296.          A river, a wind, a flow, elastic.  It makes no difference how you
  297.          imagine it yourself.
  298.  
  299.               KIRK
  300.          How long has it been since anyone went ...
  301.  
  302.               1st GUARDIAN
  303.          We do not go back.  We guard.  For one hundred thousand years no
  304.          one has gone back.
  305.  
  306.               SPOCK     (to Kirk)
  307.          Captain, I understand now why we can breathe here, and why our
  308.          chronometers turned backwards.
  309.  
  310.      The Time Vortex has been left set at 1930.  While CAMERA DOES NOT dwell on
  311.      it, we should see the scene of the depression back there, to remind us
  312.      it's on.
  313.  
  314.               KIRK
  315.          They've created a zone of no-time here.
  316.  
  317.               SPOCK
  318.          Within the sphere of influence of the vortex time doesn't move.
  319.          All through the rest of the universe it flows at its normal rate,
  320.          but here -
  321.  
  322.               KIRK     (softly)
  323.          If they can control time, how much simpler it must be for them to
  324.          control the atmosphere.
  325.  
  326.               1st GUARDIAN
  327.          There is wisdom that lesser species have not grasped.  Perhaps you
  328.          who call yourselves "men" will be next to guard all of time.
  329.  
  330. TOS: "Assignement: Earth"
  331.  
  332. The Enterprise did change history (as Kirk noted at the end) but we're
  333. supposed to believe that it wasn't significant.
  334.  
  335. TOS: "All Our Yesterdays"
  336.  
  337. Mr. Atoz was sending people back in time.  Nothing they did in the past
  338. could change when their sun was to go nova.
  339.  
  340. Star Trek IV
  341.  
  342. Supposedly whales don't usually have any significant affect on history.
  343.  
  344. TNG: "Time Squared"
  345.  
  346. Picard was in a causality loop.  When Picard followed the right course
  347. of action, the loop ended.
  348.  
  349. TNG: "Yesterday's Enterprise"
  350.  
  351. Why was Guinan on the ship in the first place if "Time's Arrow" didn't
  352. occur in the Federation/Klingon war universe?  It's something to think
  353. about.
  354.  
  355. TNG: "Captain's Holiday"
  356.  
  357. Supposedly, causality wasn't violated in this episode because the people
  358. from the future were unable to stop Picard from destroying the device.
  359. More importantly, we're supposed to believe that the presence of this
  360. device in our present didn't change the future in the first place.
  361.  
  362. TNG: "Redemption II"
  363.  
  364. Sela *can't* be Tasha Yar's daughter *unless* it was within Guinan's
  365. power to make it possible.
  366.  
  367. TNG: "A Matter of Time"
  368.  
  369. Rasmussen brought himself forward from the past.  Supposedly, he was a
  370. "nobody" in established history.
  371.  
  372. TNG: "Time's Arrow"
  373.  
  374. The aliens weren't worried about changing their history because,
  375. supposedly, this was their first contact with humans.  The crew had to
  376. stop them or else they'd change their history.  In the end, the crew
  377. did change history by inspiring Jack London to go to Alaska and become a
  378. writer.  We're supposed to believe that neither this nor Twain's
  379. "Mysterious Stranger" story had a significant effect on the course of
  380. history.
  381.  
  382. For that matter, in the *original* history, the Enterprise had to have
  383. gotten involved for reasons other than those portayed in "Time's
  384. Arrow I".  Meanwhile, both the watch and Data's head represent causality
  385. loops (although there were never more than two watches or heads around
  386. at any one time).
  387.  
  388. (Note however that the loop that occured in TNG: "Cause and Effect" was
  389. not actually a causality loop; the Enterprise never went back in time;
  390. they just lived through the same events over and over.)
  391.  
  392. One problem with "Time's Arrow I" is rationalising Data's "It did
  393. happen; it will happen" line with the concept of elastic time.  This
  394. can be accomplished as follows.
  395.  
  396. First, remember that Data has observed impatience when he begins a long
  397. explanation and, thus, would probably chose to use short, two line
  398. explanations even if they are inadequate.  This would be the long
  399. explanation: "You see before you a head identical to my own.  Logically,
  400. it follows that it *is* my head having been sent back in time.  The fact
  401. that I still have my head demonstrates that it has not been sent back
  402. in time yet.  This in turn implies that, as long as we follow our
  403. present course, I will in fact be sent back in time and will loose my
  404. head.  Otherwise, this second head would no longer exist for we would
  405. have already changed history by finding it."  In other words, "It did
  406. happen; it will happen."
  407.  
  408. DS9: "The Emissary"
  409.  
  410. The beings in "Tne Emissary" said "So you *value* your ignorance of the
  411. future".  This implies that they were *normally* able to see into the
  412. future.  I would argue that Sisko's "presence" was causing them to
  413. experience "linear time", something they weren't familiar with, and
  414. that's why they were so pissed off!
  415.  
  416.  
  417. In conclusion then, causality violation is a very real problem on Star
  418. Trek.  This is a challenge to both writers and viewers (who, inevitably,
  419. have to suspend their disbelief).
  420.  
  421.  
  422. 9) TRANSWARP AND WORMHOLES
  423.  
  424. The FAQL for this newsgroup goes on at length about transwarp.
  425. According to "Mr. Scott's Guide to the Enterprise", transwarp involves
  426. creating a "'tear' in the fabric of three-dimensional space".  Transwarp
  427. then would be a lot like creating an artificial wormhole, where a
  428. wormhole is a "hole" in four-dimensional space-time through which one
  429. could pass and emerge at another place in another time.  The ST:TNG
  430. Technical Manual states on page 14 that transwarp is no longer used
  431. because it failed to "surpass the primary warp field efficiency
  432. barrier".  This implies that transwarp was no more efficient as warp
  433. and, seeing as how a ship could theoretically travel at arbitralily
  434. large speeds while in warp, there was no advantage with transwarp.
  435. Indeed, if as "Mr. Scott's Guide to the Enterprise" suggests, transwarp
  436. was developed as a result of the discovery of "interphases" in the
  437. original series episode "The Tholian Web" then transwarp is potentially
  438. unhealthy, capable of creating an "imbalance in the chemical composition
  439. of neural and muscular tissues in human beings".
  440.  
  441. Joshua Bell noticed that the wormholes in TNG: "The Price" and
  442. DS9: "The Emissary" *both* sent people 70 000 light years away.  This
  443. is indeed across the galaxy (which confirms that quadrants represent
  444. a division of the galaxy into alpha, beta, gamma and delta quadrants)!
  445. Joshua Bell estimates that it would take 70 years for a starship to
  446. travel the same distance at typical speed.
  447.  
  448. Two other forms of travel are of note.  In the Next Generation episode
  449. "The Nth Degree", the Enterprise travels through what looks very much
  450. like a "tear" in space to arrive at the centre of the galaxy; if this
  451. was transwarp then it is *not* a very comfortable ride.  Also, in the
  452. Next Generation episode "The High Ground", individuals travelled by
  453. by-passing three dimensional space; this sounds a lot like a personal
  454. journey through transwarp and was indeed very unhealthy.
  455.  
  456.  
  457. 10) SUBSPACE
  458.  
  459. "What is subspace?" was the cry on the net and I would proudly declare
  460. that "subspace is warped space is subspace".  Then along came the
  461. Next Generation episode "Schisms" with it's subspace "energy levels"
  462. and subspace "domains".  I was completely taken aback.
  463.  
  464. This was until Joshua Bell (I think)
  465. emailed me and suggested that subspace was none other than
  466. what string theorists call "inner space", namely those six dimensions
  467. of space that are unobservable as required by the principle of
  468. unobservability and yet manifest themselves in the quantum numbers of
  469. observed particles (gee, maybe Star Trek technobabble isn't that bad
  470. after all :) ), and that warp travel is made possible by unwrapping or
  471. "warping" these dimensions of space and sending a ship through.  While
  472. I found this explanation relatively satisfying at the time, it now
  473. occurs to me that this actually sounds a *lot* like transwarp.  The
  474. question remains then as to what it means to warp space for the purpose
  475. of ordinary warp drive.
  476.  
  477. There is precendent in current physics for forces to manifest themselves
  478. in different ways.  For example, the electric attraction between
  479. electrons and protons in atoms has the secondary effect of binding atoms
  480. together; this is a secondary effect because the atoms themselves are
  481. neutral.  In fluids, this is known as a Vanderwals force.  In molecules,
  482. this results in convalent bonding.  There is a similar example in
  483. nuclear physics.
  484.  
  485. In conclusion then, warp may simply be a secondary effect of the forces
  486. that exist in subspace, of which there are fundamentally twelve (with
  487. corresponding, nifty-sounding bosonic particles apparently :) ).
  488.  
  489.  
  490. 11) "FULL IMPULSE"
  491.  
  492. Before (finally) leaving behind the subject of warp, there is one thing
  493. I want to deal with and that is the often quoted "full impulse" line
  494. used when people at the helm increase speed from one warp factor to
  495. another.  Impulse does not measure speed but, rather, change in
  496. momentum.  However one defines momentum while in warp, it is clear that
  497. as one increases speed, one increases momentum; thus there is indeed a
  498. change in momentum and, thus, there has been an impulse, an acceleration
  499. that has taken place over a given length of time.  It's usage on ST:TNG
  500. is, therefore, correct.
  501.  
  502.  
  503. 12) PHASERS AND DISRUPTORS
  504.  
  505. There is one thing that we know for sure about phasers, namely that hand
  506. phasers travel at sub-light speed (TOS: "Wink of an Eye").  This alone
  507. establishes that phasers are not beams of light but rather some material
  508. particles.  In order to reduce matter to plasma, it would make sense to
  509. have the particles in question be charged.  This suggests a beam
  510. consisting of pairs of positively and negatively charged particles for
  511. otherwise the beam would carry a net charge and would leave the
  512. opposite charge behind on the phaser.  It also makes sense for the
  513. particles in question *not* to be protons and anti-protons because
  514. nuclear particles would cause the bombarded target to become
  515. radioactive (such a beam would be ideal for a doomsday machine, however)
  516. This leaves us with the posibility that phasers beams consist of
  517. electrons and positrons.
  518.  
  519. It isn't completely clear (to me anyway) whether or not ship's phasers
  520. travel at warp speed.  It would be desirable for the phasers to travel
  521. at warp speed so that an enemy ship couldn't easily outmaneuver them.
  522. This is particularly true if disruptor beams travel at warp speed.
  523. Jason Hinson suggested the possibility of electron-positron pairs being
  524. created not in the phaser itself but along the length of the beam, based
  525. on my suggestion that virtual electron-positron pairs could be given
  526. momentum by a warp field.  (The actual mechanism by which particles are
  527. accelerated is refered to as the "rapid nadion effect".)
  528.  
  529. When I proposed the idea that a phaser beam could be produced by
  530. accelerating virtual electron-positron pairs, Jason Hinson wondered what
  531. the density of virtual electron-positron pairs is in the vacuum.  It
  532. turns out that this density is not well defined since the Heisenburg
  533. Uncertaincy Principle allows infinitely energetic pairs to exist for
  534. infinitessimally short periods of time.  The measured energy density
  535. of pairs in the vacuum is then a function of the shortest length of
  536. time a pair can exist and still be detected.
  537.  
  538. An alternate non-canonical explanation of the "phaser effect" (as
  539. proposed by Leon Myerson) is for the phaser not to carry particles
  540. at all but rather to give "warp impulses to atoms encountered" along
  541. its path, thereby disrupting their molecular bonds.  This sounds more
  542. like what a disrupter would do.  The main advantage of a phaser seems
  543. to be that phasers have different settings used to "stun", "kill" or
  544. "destroy".  (This includes ship's phasers.  See TOS: "A Piece of the
  545. Action".)  It isn't clear (to me anyway) whether or not disruptors have
  546. different settings.
  547.  
  548.  
  549. 13) TRANSPORTERS
  550.  
  551.  
  552. There are a few problems with transporters that everyone can see without
  553. even knowing any physics:
  554.  
  555. 1. Storing enough information to completely reconstruct a human body
  556. would require considerable memory. The idea is that each atom that makes
  557. up our body has its own location in space and it's own velocity.  Thus,
  558. to completely decompose our body and store it in the transporter would
  559. require six numbers for every atom in our body, all to high precision.
  560.  
  561. 2. If it were possible to store that much information, then it would be
  562. too easy to make duplicates of, say, Data, assuming you had the right
  563. materials.
  564.  
  565. 3. If you are completely decomposed during transit, are you not dead?
  566. (This of course is not the case.  See TNG: "Realm of Fear".)
  567.  
  568. The only explanation that would explain away all these problems is to
  569. not have the people transported be completely decomposed.  After all,
  570. you, right now, are composed of individual atoms and yet you do not
  571. need storage space put aside to keep track of where each of your atoms
  572. are and where they are going.  My proposal is then that atoms in the
  573. "matter stream" continue to interact to the point that people travelling
  574. in the transporter experience the illusion of being "whole" at all
  575. times.  (Joshua Bell describes this as "maintaining your topology".)
  576. Even with this explanation, the Next Generation episodes
  577. "Unnatural Selection" and "Rascals" (the transporters-can-make-you-young
  578. episodes) do not make sense from the point of view of molecular biology.
  579.  
  580. Another problem with the idea of transporters is that you have to
  581. get around quantum mechanics in order to use them.  This is because you
  582. *can't* take any single atom and instruct it to go to a definite place
  583. and simultaneously have a definite momentum.  This is due to the
  584. Heisenburg Uncertainty Principle, namely that you can't simultanmeously
  585. describe a particle's location and momentum to an arbitrary number of
  586. decimal places.  Of course, in "Realm of Fear", O'Brien does a
  587. diagnostic of the transporter and mentions the "Heisenburg compensators"
  588. Thus, with a mere two words, Paramount has made transporters somewhat
  589. more believable.
  590.  
  591. One thing that is not a problem with the idea of transporters is what
  592. happened to Scotty as described in the Next Generation episode "Relics".
  593. In that episode, Scotty had placed the transporter in a "diagnostic
  594. loop".  In such a mode, he was able to survive for seventy-five years
  595. without having his pattern degrade more than .003%.  Given that his
  596. pattern had degraded so little, it is natural to presume that he was
  597. "frozen" in stasis and was not aware of the passage of time.
  598.  
  599.  
  600. 14) HOLODECKS
  601.  
  602. There seems to be a great deal of consensus as to how the holodeck
  603. works.  To begin with, it is clear that the walls of the holodeck
  604. feature holograms to give the illusion of vast space.  If one were to
  605. move to towards one of the walls, the image that one sees would change
  606. so that one would believe one was in the area that one had previously
  607. seen "from a distance".  With two or more people "spreading out", the
  608. holodeck would have to create different images for the different people,
  609. including images of each other as seen from a distance, if necessary.
  610. The holodeck would manipulate sound in a similar fashion in order to
  611. create the illusion that sounds are coming from a specific place, a
  612. specific distance away.
  613.  
  614. The holodeck also provides objects that people can actually pick up.
  615. The FAQL for this group stated that "Holodeck-replicated material cannot
  616. leave the confines of the holodeck".  This is, of course, not true as
  617. demonstrated in "Elementary, My Dear Data" in which a map of the
  618. Enterprise is taken out of the holodeck.  In general, however, material
  619. that is part of the holodeck program is beamed away when the program
  620. ends.  (The material in the holodeck is replicated and beamed away at
  621. the "molecular level" and thus appears and disappears more quickly than
  622. transported objects.)
  623.  
  624. Finally, the holodeck provides images of people and animals who, if one
  625. is close enough to touch them, are made solid.  The illusion of
  626. continuous motion is provided by the having the images continuously
  627. upgraded.
  628.  
  629.  
  630. 15) CLOAKING
  631.  
  632. It was said a Next Generation episode ("The Enemy", I believe, by Data)
  633. that cloaking devices work by bending light around a ship and having it
  634. appear on the other side.  This alone would not prevent the ship from
  635. being detected by other means.  (In Star Trek VI, it was noted that
  636. the Klingon Bird of Prey gave off neutrons while cloaked but apparently
  637. only enough for it to be detected at short range.)  Improved cloaking
  638. devices would avoid detection from subspace particles (of which, as you
  639. may recall, there are many, all with nifty sounding names).  The ideal
  640. cloaking device would be one that renders a ship transparent to all
  641. means of detection.  It was this kind of device that the Romulans were
  642. trying to develop in the Next Generation episode "The Next Phase".
  643.  
  644. In the original series episode "The Enterprise Incident", Kirk manages
  645. to steal a Romulan cloaking device.  It has become a matter of
  646. contention as to why Federation ships don't have cloaking devices.
  647. A couple of people have sought to explain this, including Mark Runyan.
  648. The following is taken from one of his posts.
  649.  
  650. "no_cloak_list ---------------------------------------------------------------
  651.  
  652. 1. Who says we don't have cloaking?  Just because they haven't used it
  653.    doesn't mean they don't have it.  (see 8 & 5 below) (See also 16 :-)
  654.  
  655. 2. Why should the Federation chose to use cloaking?  It is expensive in
  656.    energy, and it leaves you at an extreme disadvantage if you are tracked.
  657.    (see 6 below)
  658.  
  659. 3. Cloaking shields don't work with Federation warp technology.
  660.  
  661. 4. FASA history explains that it was tried but found unacceptable.
  662.    (see 6 & 16 below)
  663.  
  664. 5. Cloaking just isn't the Star Fleet Way.
  665.  
  666. 6. "Cloaking just isn't PRACTICAL for the energy/mass ratio of a
  667.    Galaxy class ship.  Under current technology, of course.....(sorta like
  668.    asking why we don't have nuclear powered Stealth fighters.....)"
  669.    (to quote Roger Tang)
  670.  
  671. 7. "It is not esthetically pleasing for the viewer to be treated to a
  672.    TV screen full of stars whizzing by without the Enterprise planted
  673.    squarely in the middle.  Or worse, a TV screen full of stars just
  674.    standing in place while SFX for the Enterprise roaring by are
  675.    played in the background."
  676.    (to quote Tony Nardo)
  677.  
  678. 8. Cloaking isn't foolproof (i.e. you can be tracked and you leave
  679.    indications that you are cloaked all about) and it leaves you at
  680.    a disadvantage if someone catches you that way (i.e. you can't
  681.    fire your weapons while cloaked).  (see 11 below)
  682.  
  683. 9. "The second reason is in the nature of the Enterprise.  It is, first
  684.    and foremost, a science vessel.  Possession of a cloak would be a
  685.    uniquely military function -- contrary to the design intent."
  686.    (to quote Jason Steck)
  687.  
  688. 10. "Obviously the Feds have some type of cloaking device. ...
  689.     So why don't the ships have and/or use the technology?  I think the
  690.     answer lies in the real world and not the fictional world of ST.   ...
  691.     It would be too much of a crutch for plot resolution in far too many
  692.     episodes."   (see 7 above)
  693.     (to quote Tom Kuchar)
  694.  
  695. 11. "The answer I like to use is that they do.  It can be used to go unseen
  696.      around non-technologically advanced peoples...It can't be used in space,
  697.      however, because the Romulans have worked on their sensors to pick up
  698.      Fed-Cloaked ships. ... They did, and the Feds couldn't figure out the
  699.      device, so the Romulans still have the Cloaking superiority."
  700.       (To quote Larry Diamond)
  701.  
  702. 12. "Cloaking is probably dangerous (even if only slightly).  Klingon and
  703.      Romulan 'acceptable losses' are probably higher than Starfleet's.
  704.     [... based on novels/FASA stuff/my own conjecture]" (see 2 & 4 above).
  705.      (To quote Christopher Davis)
  706.  
  707. 13. "The canonical answer to why there are no cloaking devices on board
  708.      any Federation ship.  They've found that cloaking devices don't
  709.      work with the geometry of the starships shape.  It has to do with
  710.      where the Deflector Emitters are on the hull relative to each other
  711.      and does not allow for that kind of field manipulation."
  712.      (Baycon '90 PANEL Discussion - Rick Sternbach, Mike Okuda as reported
  713.       by Alan Takahashi)
  714.        (see 4 above)
  715.  
  716. 14. "Why doesn't STTNG allow Federation use of cloaking technology anyway?
  717.      (Well, they CAN...after all, it's only a TV show!!)  The real world
  718.      reason is that it's one of the facets that make the Romulans
  719.      different from the Federation.  Also the fact that any resultant
  720.      space battles/warp maneuvers would be boring to watch."
  721.      (More from Baycon '90 PANEL Discussion - Rick Sternbach, Mike Okuda as
  722.       reported by Alan Takahashi).
  723.         (See 7 above)
  724.  
  725. 15. "Richard Arnold was asked at a convention why the Enterprise doesn't
  726.      have a cloaking device.  His response was that it was too militaristic,
  727.      i.e., having a cloak would indicate that the Enterprise was anticipating
  728.      a fight, which is a military way of thinking and hence inappropriate.
  729.      So this can be accepted as the "official" Star Trek line."
  730.      (To quote Peter A. David)
  731.  (see 9 above)
  732.  
  733. 16.  "They DO have a cloaking device, but there's a problem, they only
  734.      have one.  When Kirk returned the Romulan cloaking device to the
  735.      Federation, they quickly turned it over to the scientists to
  736.      decipher how it works and develop one that will work for us.  In
  737.      the process, they had to gut the Romulan device for parts.
  738.      Anyways, the fateful day approached, and they brought in a lot of
  739.      top brass to witness the first powering of the Federation Cloaking
  740.      Device.  There was a hushed expectation...  And the switch was
  741.      flipped.  To their amazement and delight, the cloaking device
  742.      worked!  And promptly disappeared.  To this day they're still
  743.      trying to find the cloaked off switch.  They know it's in the
  744.      lab...  Somewhere..."
  745.      (To quote Robert J. Granvin)
  746.      (see also 1 above :-)
  747.  
  748. 17. "'No Useful Spinoff Technologies' This one is on the thinest ground
  749.     here, since the script writers could easily be writing a
  750.     counter-example right now.  However, to examine what GR has stated
  751.     is Star Fleet's mission (in terms of 20th Century USA, I think of a
  752.     merging of DARPA, NSF, and NIH), cloaking devices do not have a
  753.     crucial role in emerging Federation Technologies."
  754.     (To quote A.J. Madison)
  755.  
  756. 18. "By treaty, through which the Klingon Empire allied itself with the
  757.     Federation, the Federation agreed not to maintain any cloaking devices
  758.     while allowing Klingons theirs.  Won't stop use of 'em by the Feds
  759.     when they're needed, but it might explain why, in such a delicate
  760.     situation, the Feds went to Kling...."
  761.     (To quote Roger Tang)
  762.  
  763. 19. When asked "Why doesn't the Enterprise ever cloak?", Patrick Stewart
  764.     at Vulkon in Atlanta in 1992 answered "Well... how shall I put it in
  765.     terms you can understand?  It's a technical thing really."  Patrick
  766.     rubs his forehead in serious contemplation and continues, "Put
  767.     simply, we don't have a cloak button!  I've looked all over the
  768.     bridge and nowhere can I find a single button that says `Cloak'!"
  769.     (To quote Sean P. Ormond)
  770.  
  771. 20. There is some speculation that it isn't possible to shield and cloak
  772.     at the same time.  This would make it much more dangerous to
  773.     shield and cloak."
  774.  
  775.  
  776. A similar list was done by A. J. Madison and appears below.
  777.  
  778. "Here is the TechFandom Response:
  779.  
  780. (excuse the paraphrase, I'm on the less filling side of this debate, so some
  781. might object to my choice of words for the explanations in this category)
  782.  
  783. The Federation does not use the Romulan Cloaking device because:
  784.  
  785. a) It requires an extremely specialized hull design, of which the TOS
  786. Enterprise was extremely lucky that it worked.  However, it seems to fail on
  787. just about any other vessel.  The Feds, in an effort to utilize resources with
  788. the best return on investment, "gave up" on the technology.
  789.  
  790. b) The cloaking system, in order to work at reasonable levels of efficency
  791. requires large amounts of the element "Unobtainium" (Ux) built into the outer
  792. hulls of the vessel it is to cloak.  Unobtainium is extremely rare and
  793. expensive to purify.  Therefore, Starfleet scouts and border monitors are
  794. equiped with the system, but typical ships of the line (eg. the Enterprise
  795. original, -A, et al.) are not.  Some arguments suggest that Starfleet policy
  796. (leaving the typical commander out on the cold) on this technology is an
  797. attempt to convince the Romulans that the Feds/Starfleet does not have a
  798. mastery of the technology.
  799.  
  800. Here is the Response generated by everyone else on R.A.S(.T);
  801.  
  802. The Federation does not use the Cloaking device because:
  803.  
  804. 1. It Does Not Work.  Evidence suggesting this comes from several sources.  In
  805. ST:TSFS, then Adminal Kirk (& Sulu, et al.) was able to defeat the Klingon
  806. version of the cloaking device without ANY special training OR special sensor
  807. hardware.  TNG era long range sensors regularly detect cloaked vessel
  808. movements.  In ST:TNG's Redemption II, no less than two (rather hastily
  809. thought out, I might add) methodologies are shown that defeat TNG era Romulan
  810. Cloaking devices.  In ST:TUC, it has been demonstrated that Klingon cloaking
  811. devices do nothing to obscure the propulsion (impulse) system emissions, and
  812. thus make the vessel's location detectable with specialized gear.
  813.  
  814. 2. (a) Starfleet Commanders Hate it.  The supporting evidence here is
  815. relatively thin.  As demonstrated in only a couple of episodes, Romulan battle
  816. tactics are to creep up on your target and when at point blank range, fire
  817. your weapon (Plasma bolts, which are like a space going shotgun, in comparison
  818. to the Fed's machine gun like Phasers) and Run Like Hell.  Should you miss your
  819. target...  We have seen that Kirk likes to run around at high warp and blast
  820. away with everything he has operational.  Picard tends to prefer more complex
  821. maneuvers with higher percentages of success (or fewer casualties).  Neither
  822. strategy seems to include skulking around under cover of invisibility and
  823. blowing away the inattentive adversary.
  824. 2. (b) In the TNG era, intra-galactic politics indicate that unrestrained
  825. Federation use of cloak technology would undermine its "We Come In Peace"
  826. policies and reputation.  Therefore, shooting at enemies from cover of
  827. invisibility may be prohibited for reasons of policy rather than a deficiency
  828. of expertise or technology.  However, ST:TUC, shows that this battle tactic
  829. is not above Klingon principles, especially if firing the weapon never
  830. reveals your location.
  831.  
  832. 3. There are no spin-off technologies from it.  This is based more on
  833. conjecture than any displayed evidence, and it only takes one script to
  834. provide the necessary counter example.  Phasers can be de-tuned to provide a
  835. variety of materials processing methods (cutting, heat treating, material
  836. change), the Transporter in various guises provides replication systems and
  837. recreational equipment.  One could suggest that the cloaking device only has
  838. military (or the less charged word, defense) applications.  Since Starfleet
  839. is more interested in uncovering interesting stuff, rather the covering it up,
  840. the cloaking device provides very little interest to the Federation Science
  841. Foundation principal investigators.  Also, the technology is subject to
  842. obsolescence, like any other.  Indeed, this was the message of the closing
  843. scene in the TOS episode "The Enterprise Incident" that introduced the
  844. "treknology".  There does seem to be a cloak gap in ST:TNG, as evidenced by
  845. one episode where Picard, in an attempt assertain the motives of a "defecting"
  846. Romulan General, requests him to divulge the cloaking device "secret."
  847. Therefore the technology has a number of strikes against it.  It has limited
  848. basic research appeal, only defense related applications, and subject to rapid
  849. obsolescence."
  850.  
  851.  
  852. These lists being all very well, the fact is that Star Trek VI can be
  853. better understood if the Enterprise A had cloaking technology, in
  854. particular during the scene in which the Enterprise enters Klingon
  855. space.  We have Michael Seth Rostker to thank for the following quote
  856. from the novelization (with comments taken from his original post).
  857.  
  858. "'Even if Enterpise ran cloaked in Klingon space, she still risked
  859. detection by specially equipped listening posts inside the Klingon
  860. boarder...'(pg. 223-224)
  861.  
  862. When Enterprise is finally detected in Klingon space it is by such a
  863. listening post, but the alarm that sounds is for that of a *cloaked*
  864. vessel.
  865.  
  866. 'A feeble light on the aging screen blinked at him [the watchman],
  867. indicating a cloaked vessel.' (pg. 225-226)
  868.  
  869. This aside, the cloaking device aboard the Enterprise could not have
  870. been very good, for the scanners that detected her were described as
  871. being quite outdated."
  872.  
  873.  
  874. 16) STARDATES
  875.  
  876. More than any other topic, stardates have been a puzzle for me.
  877. Originally, Gene Roddenberry inteneded each stardate to be a day but
  878. it is apparent that on ST:TNG 1000 stardates is a year (1000 stardates
  879. pass each season and, most recently in TNG:"Chain of Command I", we've
  880. had indications that each season is a year).  I'm going to make some
  881. assumptions in an attempt to solve this puzzle.
  882.  
  883. First of all, let's assume that the stardate system began in the year
  884. 2261 and each stardate was a day.  In 96 years, 35064 days will pass.
  885. Thus, the year 2357 would contain the stardate 35064.  If the stardate
  886. system was then changed so that 1000 stardates pass each year then the
  887. year 2364 would contain the stardate 42064.  Meanwhile, in the episode
  888. "The Neutral Zone", the year is given as 2364 and the stardate as
  889. 41986.0.  I will now compare calculated dates from TOS and movie
  890. stardates with the dates given in Robert Oliver's STARTREK TIMELINE.
  891.  
  892. Episode/Movie     Stardate  Date by Calculation  Date by Other Means
  893. Where No Man ...  1312.4    2265                 2270
  894. Tomorrow is Yest. 3113.2    2270                 2270
  895. Space Seed        3141.9    2270                 2270
  896. All Our Yest.     5943.7    2277                 2272
  897. Star Trek I       7412.3    2281                 2277
  898. Star Trek II      8130.6    2283                 2285
  899. Star Trek III     8210.3    2283                 2285
  900. Star Trek IV      8390.0    2284                 2286
  901. Star Trek VI      9521.6    2287                 2297
  902.  
  903. Of course, when you consider stardates you should keep in mind
  904. that the episodes "The Battle", "The Arsenal of Freedom" and "The Big
  905. Goodbye" featured Tasha Yar and stardates 41723.9, 41798.2 and
  906. (supposedly) 41997.7 whereas Tasha Yar died stardate (supposedly)
  907. 41601.3 in "Skin of Evil".  The bottom line then is that, while
  908. stardates can be made give a fair fit for known dates, the stardates are
  909. not given enough consideration by Paramount to actually be useful.
  910.  
  911.  
  912. 17) CONCLUSION
  913.  
  914. For information on impulse engines, saucer separation, computers,
  915. viewscreens, communications, photon torpedos, deflector shields,
  916. artificial gravity, emergency fueling and Data's positronic brain, there
  917. is, of course, the FAQL for this group.  Clearly then it is not my
  918. attention to replace this FAQL but to augment it with some non-canonical
  919. speculation.  I feel that this is exactly what I have done.
  920.  
  921. ------------------------------------------------------------------------
  922. !                               ! Address as above or use              !
  923. ! Martin Phipps (aka Deja Dude) ! LOULA@hep.physics.mcgill.ca or simply!
  924. !                               ! MUHEP::LOULA if you're on a VAX      !
  925. ------------------------------------------------------------------------
  926. !Read my stories on!Read what I have to say on!Not the Technical Manual!
  927. !  alt.comics.lnh  !  rec.arts.comics.xbooks  ! rec.arts.startrek.tech !
  928. ------------------------------------------------------------------------
  929.   Also look for _The Definitive STAR TREK Parody_ on r.a.startrek.misc
  930.