«Interstellar. Η επιστήμη πίσω από τα παρασκήνια «- ένα βιβλίο για εκείνους που είναι λίγο ταινία
Βιβλία / / December 19, 2019
διαστρική πτήση
Κατά την πρώτη συνεδρίαση, ο καθηγητής Μάρκα λέει Cooper για τις αποστολές του προγράμματος «Λάζαρο», με σκοπό να βρουν ένα νέο σπίτι για την ανθρωπότητα. Cooper λέει: «Στο δικό μας ηλιακό σύστημα δεν υπάρχει κανένα κατοικήσιμους πλανήτες, αστέρια και τα πλησιέστερα χιλιάδες χρόνια ο τρόπος. Είναι, για να το θέσω ήπια, άσκοπη. Τόσο πού μπορείτε να πάρετε τα αποβληθεί, ο καθηγητής; «Γιατί είναι μάταιο (αν το χέρι δεν είναι μια σκουληκότρυπα), είναι σαφές, αν σκεφτούμε πόσο μεγάλη είναι η απόσταση από το πλησιέστερο αστέρια.
Απόσταση από το πλησιέστερο αστέρια
Το πιο κοντινό (εκτός από τον Ήλιο) αστέρι στο σύστημα που μπορεί να βρει έναν πλανήτη κατάλληλο για τη ζωή - αυτό είναι το άστρο Ταυ Κήτους. Είναι 11,9 χρόνια φωτός από τη Γη? δηλαδή, που ταξιδεύουν με την ταχύτητα του φωτός, για να μπορέσει να φτάσει στο 11,9 χρόνια. Θα μπορούσε θεωρητικά να είναι κατοικήσιμους πλανήτες που είναι πιο κοντά σε εμάς, αλλά όχι από πολύ.
Για να εκτιμηθεί πόσο μακριά το άστρο Ταυ Κήτους, καταφεύγουν σε αναλογίες σε πολύ μικρότερη κλίμακα. Φανταστείτε ότι η απόσταση από τη Νέα Υόρκη στο Περθ της Αυστραλίας - περίπου το μισό της περιφέρειας της Γης. Το πιο κοντινό άστρο μας (και πάλι χωρίς να υπολογίζουμε τον Ήλιο) - Proxima Centauri, 4,24 έτη φωτός από τη Γη, αλλά δεν υπάρχει καμία απόδειξη ότι η πλευρά της θα μπορούσε να είναι κατάλληλο για τη ζωή στον πλανήτη. Αν η απόσταση από το άστρο Ταυ Κήτους - την απόσταση της Νέας Υόρκης - Περθ, τότε η απόσταση από το Proxima Centauri - είναι η Νέα Υόρκη - Βερολίνο. Λίγο πιο κοντά από ό, τι Ταυ Κήτους! Από όλα τα μη επανδρωμένα διαστημόπλοια που ξεκίνησε τον άνθρωπο στο διάστημα, τότε απλά πήρε «Voyager 1», το οποίο είναι τώρα στα 18 φως ώρες μακριά από τη Γη. Το ταξίδι του διήρκεσε 37 χρόνια. Αν η απόσταση από το άστρο Ταυ Κήτους - η απόσταση Νέα Υόρκη - Περθ, στη συνέχεια, από τη Γη προς το «Voyager 1», μόλις τριών χιλιομέτρων: τόσο από το Empire State Building στο νότιο άκρο του Greenwich Village. Αυτό είναι πολύ λιγότερο από ό, τι από τη Νέα Υόρκη στο Περθ.
Από τη Γη στον Κρόνο πιο κοντά - 200 μέτρα, δύο τετράγωνα από το Empire State Building στη λεωφόρο Park. Από τη Γη στον Άρη - 20 μέτρα, και από τη Γη στη Σελήνη (η μεγαλύτερη απόσταση στην οποία εξακολουθεί να ταξιδέψει άτομα) - μόνο επτά εκατοστά! Συγκρίνετε επτά εκατοστά και μισό ταξίδι σε όλο τον κόσμο! Τώρα καταλαβαίνετε ποιο είναι το άλμα να συμβεί στην τεχνολογία για την ανθρωπότητα να κατακτήσουν τον πλανήτη έξω από το ηλιακό μας σύστημα;
Η ταχύτητα πτήσης του ΧΧΙ αιώνα
«Voyager-1» (που έχει διεσπαρμένο με βαρυτικές σφεντόνα γύρω Κρόνου και του Δία) κινείται μακριά από το ηλιακό σύστημα με ταχύτητα 17 χιλιομέτρων ανά δευτερόλεπτο. Η «Interstellar» διαστημόπλοιο «Endyurans» ταξιδεύει από τη Γη στον Κρόνο για δύο χρόνια, με μέση ταχύτητα περίπου 20 χιλιομέτρων το δευτερόλεπτο. Η μέγιστη εφικτή ταχύτητα του ΧΧΙ αιώνα, χρησιμοποιώντας πυραυλοκινητήρες σε συνδυασμό με την βαρυτική σφεντόνες, θα είναι, κατά τη γνώμη μου, περίπου 300 χιλιόμετρα ανά δευτερόλεπτο. Αν πάμε σε Proxima Centauri, με ταχύτητα 300 χιλιομέτρων το δευτερόλεπτο, το ταξίδι θα διαρκέσει 5.000 χρόνια, και η πτήση προς το άστρο Ταυ Κήτους - 13 000 χρόνια. Κάτι dolgovato. Για να πάρετε αυτό το πολύ πιο γρήγορα, θα πρέπει να έχετε κάτι σαν μια σκουληκότρυπα στην τεχνολογία ΧΧΙ αιώνα.
Τεχνολογία του απώτερο μέλλον
Έξυπνο επιστήμονες και τους μηχανικούς να θέσει μια μεγάλη προσπάθεια, την ανάπτυξη των αρχών των μελλοντικών τεχνολογιών που θα κάνουν φέρουν σχεδόν την ταχύτητα πραγματικότητα. Θα βρείτε αρκετές πληροφορίες σχετικά με τα έργα αυτά στο διαδίκτυο. Αλλά φοβάμαι, θα φιλοξενήσει περισσότερα από εκατό χρόνια πριν οι άνθρωποι θα είναι σε θέση να τους φέρει στη ζωή. Ωστόσο, είναι, κατά τη γνώμη μου, είναι πεπεισμένοι ότι για τους αναπτυγμένους προορισμούς πολιτισμούς ταξιδεύουν με ταχύτητες μεταξύ το ένα δέκατο της ταχύτητας του φωτός και πάνω είναι πολύ πιθανό.
Εδώ είναι τρεις επιλογές για τη μεταφορά σχεδόν την ταχύτητα του φωτός, που νομίζω ότι είναι ιδιαίτερα ενδιαφέρουσα. *
* Δεν μπορείτε να αφήσετε χωρίς την προσοχή και τις μηχανές, οι οποίες χρησιμοποιούνται ως καύσιμο στοιχειώδη σωματίδια σε ταχύτητες κοντά στην ταχύτητα του φωτός. Μία πλειάδα τέτοιων σωματιδίων (π.χ., ακτίνες γάμμα ή pi-μεσόνια) σχηματίζονται στις διαδικασίες των σωματιδίων εκμηδένισης - αντισωματιδίου (π.χ., ηλεκτρονίου - ποζιτρονίου). Η χρήση αυτής της τεχνολογίας, σύμφωνα με ορισμένους επιστήμονες, θα επιτρέψει να φθάσουν ταχύτητες περίπου ⅔s. Δυστυχώς, αντιύλης διαδικασίες για την παραγωγή πολύ χρονοβόρα και τεχνικά δύσκολη. Περίπου. επιστημονικά. Ed.
πυρηνική σύντηξη
Πυρηνική σύντηξη - η πιο δημοφιλής από τις τρεις επιλογές. Ερευνητικές εργασίες για τη δημιουργία μονάδων παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας με βάση της ελεγχόμενης θερμοπυρηνικής σύντηξης ξεκίνησαν το 1950, και η πλήρης επιτυχία αυτών των προγραμμάτων θα στεφθεί μέχρι το 2050. Ένας αιώνας της επιστημονικής έρευνας!
Λέει κάτι για το μέγεθος των δυσκολιών. Ας υποθέσουμε ότι από το 2050 ο κόσμος θα είναι ένα εργοστάσιο παραγωγής ενέργειας από σύντηξη, αλλά τι γίνεται με διαστημικές πτήσεις για το σύντηξης, που; Κινητήρες από τα πιο επιτυχημένα σχέδια θα είναι σε θέση να παρέχει ένα ποσοστό περίπου 100 χιλιομέτρων ανά δευτερόλεπτο, και μέχρι το τέλος του αιώνα και πιθανώς έως και 300 χιλιόμετρα ανά δευτερόλεπτο. Ωστόσο, σχεδόν το φως ταχύτητες θα χρειαστεί μια εντελώς νέα αρχή με τη χρήση θερμοπυρηνικών αντιδράσεων. Η δυνατότητα της σύντηξης μπορεί να αξιολογηθεί χρησιμοποιώντας απλούς υπολογισμούς. Όταν δύο ατομική δευτερίου (βαρύ υδρογόνο) συγχώνευση, σχηματίζοντας ένα άτομο ηλίου, περίπου 0,0064 βάρος τους (σε τραχιά στρογγύλεμα ένα τοις εκατό) μετασχηματίζεται σε ενέργεια. Αν το μετατρέπουν σε κινητική ενέργεια (ενέργεια της κίνησης) του ατόμου ηλίου, αυτό το άτομο θα αποκτήσει την ταχύτητα του ενός δεκάτου της ταχύτητας του φωτός. **
** Ο τύπος για κινητική ενέργεια: Mv² / 2, όπου το Μ - είναι η μάζα του ατόμου ηλίου, και v - ταχύτητα. Φόρμουλα ενέργεια που απελευθερώνεται: 0,0064 mc², όπου c - ταχύτητα του φωτός. (Εδώ μπορώ να χρησιμοποιήσω την αρχή περίφημο Αϊνστάιν, το οποίο ορίζει ότι, αν μετατροπή μάζας σε ενέργεια, το ποσό της ενέργειας που θα είναι ίσο με. Mass, πολλαπλασιαζόμενο με το τετράγωνο της ταχύτητας του φωτός) που ισοδυναμεί με το ένα το άλλο, έχουμε: v² = 2 × 0,0064c², πράγμα που συνεπάγεται ότι το ν είναι περίπου ίση με c / 10. Περίπου. συγγραφέα.
Ως εκ τούτου, αν θέλουμε να μετατρέψει όλη την ενέργεια που προέρχονται από σύνθεση καυσίμων (δευτέριο) σε κατεύθυνσης κίνησης του διαστημικού οχήματος, θα φτάσει σε ταχύτητα περίπου c / 10, και αν είναι έξυπνος - και αρκετές περισσότερα. Το 1968, Freeman Dyson, ένας μεγάλος φυσικός, που περιγράφεται και διερεύνησε την πρωτόγονη δομή του διαστημικού οχήματος σε σύντηξης που ικανή - στα χέρια αρκετά προηγμένο πολιτισμό - να παρέχουν τέτοια ταχύτητα Προκειμένου. βόμβες Fusion ( «υδρογόνο» βόμβα) εκρήγνυται ημισφαιρική αμέσως πίσω από τον αποσβεστήρα, του οποίου η διάμετρος - 20 χιλιομέτρων. Εκρήξεις ωθήσει το πλοίο προς τα εμπρός, να τον οδηγεί στην πιο τολμηρές Dyson εκτιμάται ότι μέχρι το ένα τριακοστό της ταχύτητας του φωτός. Η βελτίωση του σχεδιασμού μπορεί να είναι σε θέση να κάνει περισσότερα. Το 1968, Dyson κατέληξε στο συμπέρασμα ότι η χρήση αυτού του τύπου των κινητήρων θα είναι δυνατή όχι νωρίτερα από το τέλος του XXII αιώνα, 150 χρόνια από τώρα. Πιστεύω ότι αυτή η εκτίμηση είναι υπερβολικά αισιόδοξη.
[…]
Δεν έχει σημασία πόσο ελκυστική μπορεί να φαίνεται όλη η τεχνολογία του μέλλοντος, η λέξη «μέλλον» είναι το κλειδί εδώ. Με την τεχνολογία του εικοστού πρώτου αιώνα, δεν είμαστε σε θέση να φθάσουν τα άλλα συστήματα αστέρων σε λιγότερο από χίλια χρόνια, ο τρόπος. μόνο, φάντασμα ελπίδα μας για το διαστρικό πτήση - μια σκουληκότρυπα στο «Interstellar», ή ακόμη και κάποιο είδος περιορισμού μορφής της καμπυλότητας του χώρου - χρόνου.
βιβλία χαρτίe-book