"Interstellar. Ciência por trás das cenas "- um livro para aqueles que estão um pequeno filme
Livros / / December 19, 2019
vôo interestelar
Na primeira reunião, o professor Marca diz Cooper sobre as expedições do programa "Lazarus", projetado para encontrar um novo lar para a humanidade. Cooper diz: "Em nosso sistema solar não há planetas habitáveis, as estrelas e os mais próximos mil anos do caminho. É, para dizer o mínimo, sem sentido. Então, de onde você tirou-los expulso, Professor? "Por que é inútil (se a mão não é um buraco de minhoca), é claro, se você pensar sobre o quão grande a distância até as estrelas mais próximas.
Distância para as estrelas mais próximas
O mais próximo (além do Sun) estrela no sistema que pode encontrar um planeta adequado para a vida - este é Tau Ceti. É 11,9 anos-luz da Terra; isto é, viajando à velocidade da luz, antes que possa ser alcançado em 11,9 anos. Poderia, teoricamente, ser planetas habitáveis que estão mais perto de nós, mas não por muito.
Para estimar quão longe o Tau Ceti, recorrer a analogias em uma escala muito menor. Imagine que a distância de Nova Iorque para Perth na Austrália - aproximadamente metade da circunferência da Terra. A estrela mais próxima de nós (mais uma vez sem contar com o Sol) - Proxima Centauri, 4.24 anos-luz da Terra, mas não há nenhuma evidência de que seu lado pode ser adequado para a vida no planeta. Se a distância até Tau Ceti - a distância New York - Perth, em seguida, a distância até Proxima Centauri - é Nova York - Berlim. Um pouco mais perto do que Tau Ceti! De todas as naves espaciais não tripuladas lançadas seres humanos ao espaço, então só tenho "Voyager 1", que está agora nas 18 horas-luz de distância da Terra. Sua viagem durou 37 anos. Se a distância até Tau Ceti - a distância New York - Perth, em seguida, da Terra para o "Voyager 1", a apenas três quilômetros: tanto do Empire State Building para a borda sul do Greenwich Village. Isto é muito menos do que de Nova Iorque para Perth.
Da Terra a Saturno mais perto - 200 metros, a duas quadras do Empire State Building de Park Avenue. Da Terra para Marte - 20 metros, e da Terra à Lua (a maior distância em que as pessoas ainda percorrida) - apenas sete centímetros! Compare sete centímetros e meio viagem ao redor do mundo! Agora você entende o que o salto para ocorrer em tecnologia para a humanidade a conquistar o planeta fora do sistema solar?
A velocidade de vôo no século XXI
"Voyager-1" (tendo disperso através de estilingue gravitacional em torno de Saturn e Júpiter) afasta-se do sistema solar, a uma velocidade de 17 quilómetros por segundo. A nave espacial "Interstellar" "Endyurans" viaja da Terra à Saturn por dois anos, com uma velocidade média de cerca de 20 quilômetros por segundo. atingível velocidade máxima no século XXI, usando motores de foguete em combinação com estilingues gravitacionais, será, na minha opinião, a cerca de 300 quilômetros por segundo. Se formos a Proxima Centauri, a uma velocidade de 300 quilômetros por segundo, a viagem levará 5.000 anos, e o vôo para Tau Ceti - 13 000 anos. dolgovato algo. Para obter este muito mais rapidamente, você precisa de algo como um buraco de minhoca para a tecnologia do século XXI.
Tecnologia do futuro distante
cientistas e engenheiros engenhosas colocar um monte de esforço, desenvolvendo os princípios das futuras tecnologias que fariam voando a uma velocidade próxima à realidade. Você vai encontrar bastante informação sobre estes projectos na Internet. Mas eu estou com medo, vai acolher mais de cem anos antes que as pessoas serão capazes de dar-lhes vida. No entanto, eles são, na minha opinião, estão convencidos de que, para as civilizações superdesenvolvidos viajar a velocidades de entre um décimo da velocidade da luz e, acima são bastante possível.
Aqui estão três opções para o transporte a velocidade perto da luz, que eu acho que são particularmente interessantes. *
* Você não pode sair sem atenção e motores, que são utilizados como partículas elementares de combustível a velocidades próximas à velocidade da luz. Uma pluralidade de tais partículas (por exemplo, raios gama ou pi-mesões) são formados nos processos de partícula aniquilação - antiparticle (por exemplo, de electrões - positrões). O uso de tal tecnologia, de acordo com alguns cientistas, permitirá atingir velocidades de cerca de ⅔s. Infelizmente, a antimatéria aniquilação processos para a produção de muito demorado e tecnicamente difícil. Aprox. científica. Ed.
fusão nuclear
A fusão nuclear - a mais popular das três opções. trabalho de investigação sobre a criação de usinas de energia com base na fusão termonuclear controlada foram iniciadas em 1950, eo sucesso total desses projetos será coroado até 2050. Um século de pesquisa científica!
Ele diz algo sobre a escala das dificuldades. Suponha-se que até 2050 o mundo será uma central de fusão, mas que sobre vôos espaciais na fusão desenhado? Motores dos modelos mais bem sucedidos serão capazes de fornecer uma taxa de cerca de 100 quilômetros por segundo, e até o final deste século e, presumivelmente, de até 300 quilômetros por segundo. No entanto, as velocidades de quase-luz vai precisar de um completamente novo princípio de usar termonucleares reações. A possibilidade de fusão pode ser avaliada utilizando cálculos simples. Quando dois deutério atómica (hidrogénio pesado) de intercalação, formando um átomo de hélio, cerca de 0,0064 seu peso (em áspera arredondamento um por cento) é transformada em energia. Se convertê-la em energia cinética (energia de movimento) do átomo de hélio, um átomo que vai adquirir a velocidade de um décimo da velocidade da luz. **
** A fórmula para a energia cinética: Mv² / 2, em que M - é a massa do átomo de hélio, e v - velocidade. energia libertada fórmula: 0,0064 mc, onde c - velocidade da luz. (Aqui eu uso o famoso princípio de Einstein, que afirma que, se você converter massa em energia, a quantidade de energia será igual a Mass., Multiplicado pelo quadrado da velocidade da luz) o que equivale a uma outra, obtém-se: V² = 2 × 0,0064c², o que implica que v é aproximadamente igual c / 10. Aprox. autor.
Portanto, se transformar toda a energia obtida a partir de síntese de combustível (deutério) em movimento direcional da nave espacial, que vai atingir uma velocidade de cerca de c / 10, e se ser inteligente - e vários mais. Em 1968, Freeman Dyson, um grande físico, descritos e explorados a estrutura primitiva da sonda sobre nas mãos civilização suficientemente avançada - - para fornecer tal velocidade capaz desenhada fusão- ordem. bombas de fusão ( "hidrogênio" bomba) explodindo hemisférica imediatamente atrás do amortecedor, cujo diâmetro - 20 quilômetros. Explosões empurrar o navio para a frente, levando-o ao Dyson mais ousado estima que até um trigésimo da velocidade da luz. Um design melhorado pode ser capaz de fazer mais. Em 1968, Dyson chegou à conclusão de que o uso deste tipo de motor será possível não mais cedo do que o final do século XXII, 150 anos a partir de agora. Eu acredito que esta estimativa é demasiado optimista.
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Não importa o quão atraentes eles possam parecer toda a tecnologia do futuro, a palavra "futuro" é a chave aqui. Com a tecnologia do século XXI, nós somos incapazes de alcançar os outros sistemas estelares em menos de um mil anos do caminho. Nossa única, esperança fantasmagórica para o vôo interestelar - um buraco de minhoca em "Interstellar", ou mesmo algum tipo de limitar forma da curvatura do espaço - tempo.
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