"Interstellar. Vetenskapen bakom kulisserna "- en bok för dem som är lite film
Böcker / / December 19, 2019
interstel flygning
Vid det första mötet, professor Brand berättar Cooper om expeditioner i programmet "Lazarus", som syftar till att hitta ett nytt hem för mänskligheten. Cooper säger: "I vårt solsystem finns det ingen beboeliga planeter, stjärnor och de närmaste tusen åren vägen. Det är, för att uttrycka det milt, meningslöst. Så där fick du dem utvisad, professor? "Varför är det meningslöst (om handen inte är ett maskhål), är det tydligt, om man tänker på hur stort avståndet till närmaste stjärnorna.
Avståndet till närmaste stjärnor
Den närmaste (bortsett från solen) stjärna i systemet som kan hitta en planet som lämpar sig för livet - det är Tau Ceti. Det är 11,9 ljusår från jorden; det vill säga, färdas i ljusets hastighet, innan den kan nås på 11,9 år. Skulle teoretiskt vara beboeliga planeter som är närmare oss, men inte mycket.
För att uppskatta hur långt bort Tau Ceti, tillgripa analogier i en mycket mindre skala. Föreställ dig att avståndet från New York till Perth i Australien - ungefär hälften av jordens omkrets. Den närmaste stjärna till oss (återigen inte räkna Sun) - Proxima Centauri, 4,24 ljusår från jorden, men det finns inga bevis för att hennes sida kan vara lämpliga för livet på jorden. Om avståndet till Tau Ceti - avståndet New York - Perth, då avståndet till Proxima Centauri - är New York - Berlin. Lite närmare än Tau Ceti! Av alla obemannade rymdskepp lanserades människor i rymden, sedan bara fick "Voyager 1", som nu är i 18 ljus timmar bort från jorden. Hans resa varade 37 år. Om avståndet till Tau Ceti - avståndet New York - Perth, sedan från jorden till "Voyager 1", endast tre kilometer: från både Empire State Building till den södra kanten av Greenwich Village. Detta är mycket mindre än från New York till Perth.
Från jorden till Saturn närmare - 200 meter, två kvarter från Empire State Building till Park Avenue. Från jorden till Mars - 20 meter, och från jorden till månen (det största avstånd som fortfarande rest personer) - bara sju centimeter! Jämför sju centimeter och en halv resa runt världen! Nu kan du förstå vad hoppet ske i teknik för mänskligheten att erövra planeten utanför solsystemet?
Den flyghastighet i XXI århundradet
"Voyager-1" (som dispergerat via gravitations sling runt Saturnus och Jupiter) rör sig bort från solsystemet med en hastighet av 17 kilometer per sekund. Den "Interstellar" rymdskepp "Endyurans" färdas från jorden till Saturnus i två år, med en genomsnittlig hastighet av ca 20 kilometer per sekund. Högsta hastighet uppnås i XXI århundradet, med hjälp av raketmotorer i kombination med gravitations slangbellor, kommer att vara, enligt min mening, cirka 300 kilometer per sekund. Om vi går till Proxima Centauri, med en hastighet av 300 kilometer per sekund, kommer resan att ta 5000 år, och flyg till Tau Ceti - 13 000 år. Något dolgovato. För att komma så här långt snabbare, du behöver något som en maskhål till XXI talets teknik.
Teknik för avlägsen framtid
Geniala vetenskapsmän och ingenjörer lagt ner mycket möda, utveckla principerna i framtida teknik som skulle göra flyga på nästan hastighet verklighet. Du kommer att hitta tillräckligt med information om dessa projekt på Internet. Men jag är rädd, kommer att vara värd mer än hundra år innan folk kommer att kunna föra dem till livet. Men de är, enligt min mening, är övertygade om att de överutvecklade civilisationer färdas i hastigheter mellan en tiondel av ljusets hastighet och ovan är fullt möjligt.
Här finns tre alternativ för transport till nära ljusets hastighet, som jag tycker är särskilt intressant. *
* Du kan inte lämna utan uppmärksamhet och motorer, som används som bränsleelementarpartiklar vid hastigheter nära till ljusets hastighet. Ett flertal sådana partiklar (t ex gammastrålar eller pi-mesoner) bildas i processerna för förintelse partikel - antipartikel (t ex elektron - positron). Användningen av sådan teknik, enligt vissa forskare, gör det möjligt att nå hastigheter på omkring ⅔s. Tyvärr behandlar anti förintelse för produktion av alltför tidskrävande och tekniskt svårt. Ung. vetenskapligt. Ed.
kärnfusion
Kärnfusion - den mest populära av de tre alternativen. Forskningen om skapandet av kraftverk på grundval av kontrollerad termonukleär fusion inleddes 1950, och den fullständiga framgången för dessa projekt kommer att krönas till 2050. Ett århundrade av vetenskaplig forskning!
Det säger något om omfattningen av svårigheterna. Antag att 2050 kommer världen att vara en fusion kraftverk, men hur rymdfärder på fusion dragna? Motorer av de mest framgångsrika konstruktioner kommer att kunna ge en hastighet av ca 100 kilometer per sekund, och i slutet av detta århundrade och förmodligen upp till 300 kilometer per sekund. Dock kommer nära ljus hastigheter behöver en helt ny princip för att använda termonukleära reaktioner. Möjligheten att fusion kan bedömas med hjälp av enkla beräkningar. När två atom deuterium (tungt väte) sammanfogningen, bildar en heliumatom, ca 0,0064 sin vikt (vid grov avrundning en procent) omvandlas till energi. Om konvertera det till kinetisk energi (rörelseenergi) hos heliumatom, denna atom kommer att förvärva hastigheten på en tiondel av ljusets hastighet. **
** Formeln för kinetisk energi: Mv² / 2, där M - är massan av heliumatom och v - hastighet. Formel energi som frigörs: 0,0064 MC², där c - ljushastigheten. (Här använder jag den berömda Einsteins princip som säger att om du konverterar massa till energi kommer den mängd energi som är lika med. Mäss, multiplicerad med kvadraten på ljushastigheten) vilket motsvarar varandra, erhåller vi: V² = 2 × 0,0064c², vilket innebär att v är ungefär lika med c / 10. Ung. författare.
Därför, om vi omvandla all energi erhållen från bränslesyntes (deuterium) i riktningsrörelse av rymdfarkosten, kommer det att nå en hastighet av ca c / 10, och om att vara smart - och flera mer. I 1968, Freeman Dyson, en stor fysiker, beskrivs och utforskade primitiva strukturen av rymdskepp på fusion-drawn kapabel - i händerna tillräckligt avancerad civilisation - att åstadkomma en sådan hastighet ordning. Fusions bomber ( "väte" bomb) exploderande halvsfärisk omedelbart bakom spjället, vars diameter - 20 kilometer. Explosioner driva fartyget framåt, driver honom till de mest vågade Dyson uppskattat att upp till en trettiondel av ljusets hastighet. En förbättrad design kan ha möjlighet att göra mer. År 1968 kom Dyson till slutsatsen att användningen av denna typ av motor kommer att vara möjligt tidigast i slutet av XXII talet 150 år från nu. Jag tror att denna uppskattning är alltför optimistisk.
[…]
Oavsett hur attraktiva de kan verka all teknik i framtiden, är ordet "framtida" nyckeln här. Med tekniken för XXI århundradet, kan vi inte nå de andra stjärnsystem på mindre än ett tusen år på vägen. Vårt enda, spöklik hopp för interstellära flygning - ett maskhål i "Interstellar", eller till och med någon form av begränsning av formen av krökningen av rymden - tid.
papper böckere-bok