"Interstellar. Vitenskapen bak kulissene "- en bok for de som er litt film

interstellar flight

På det første møtet, forteller professor Brand Cooper om ekspedisjoner i programmet "Lazarus", designet for å finne et nytt hjem til menneskeheten. Cooper sier: "I vårt solsystem er det ingen beboelige planeter, stjerner og de nærmeste tusen år på veien. Det er, for å si det mildt, meningsløs. Så hvor har du fått dem utvist, professor? "Hvorfor er det meningsløst (hvis hånden er ikke et ormehull), er det klart, hvis du tenker på hvor stor avstanden til de nærmeste stjernene.

Avstand til nærmeste stjerner

Den nærmeste (bortsett fra Sun) stjerne i systemet som kan finne en planet som passer for livet - dette er Tau Ceti. Det er 11,9 lysår fra Jorden; det vil si reiser med lysets hastighet, før den kan nås på 11,9 år. Kan teoretisk være beboelige planeter som er nærmere oss, men ikke mye.

For å beregne hvor langt unna Tau Ceti, ty til analogier i en mye mindre skala. Tenk deg at avstanden fra New York til Perth i Australia - omtrent halvparten av jordas omkrets. Den nærmeste stjerne til oss (igjen ikke medregnet Sun) - Proxima Centauri, 4,24 lysår fra Jorden, men det er ingen bevis for at hennes side kan være egnet for liv på planeten. Hvis avstanden til Tau Ceti - avstanden New York - Perth, da avstanden til Proxima Centauri - er New York - Berlin. Litt nærmere enn Tau Ceti! Av alle ubemannede romskip lansert mennesker ut i rommet, så bare fikk "Voyager 1", som nå er i 18 lys-timer unna Jorden. Hans reise varte 37 år. Hvis avstanden til Tau Ceti - avstanden New York - Perth, deretter fra Jorden til "Voyager 1", bare tre kilometer fra både Empire State Building til den sørlige kanten av Greenwich Village. Dette er mye mindre enn fra New York til Perth.

Fra Jorden til Saturn nærmere - 200 meter, to kvartaler fra Empire State Building i Park Avenue. Fra Jorden til Mars - 20 meter, og fra Jorden til Månen (den største avstanden som fortsatt reiste personer) - bare syv centimeter! Sammenligne sju centimeter og en halv tur rundt om i verden! Nå forstår du hva det hoppe å skje i teknologi for menneskeheten å erobre planeten utenfor solsystemet?

Flyturen fart i XXI århundre

"Voyager-1" (som har dispergert via gravitasjons stropp rundt Saturn og Jupiter) beveger seg bort fra solenergi systemet i en hastighet på 17 kilometer pr sekund. Den "Interstellar" romskip "Endyurans" reiser fra Jorden til Saturn i to år, med en gjennomsnittsfart på rundt 20 kilometer per sekund. Maksimal hastighet oppnåelig i XXI århundre, ved hjelp av rakettmotorer i kombinasjon med gravitasjonsspretterter, vil være, etter min mening, om 300 kilometer per sekund. Hvis vi går til Proxima Centauri, med en hastighet på 300 kilometer per sekund, vil turen ta 5000 år, og fly til Tau Ceti - 13 000 år. Noe dolgovato. For å få dette langt raskere, trenger du noe som et ormehull til XXI århundre teknologi.

Teknologi for fjern fremtid

Geniale forskere og ingeniører legger mye innsats, utvikle prinsippene for fremtidige teknologier som ville gjøre flyr på nesten hastigheten en realitet. Du vil finne nok informasjon om disse prosjektene på Internett. Men jeg er redd, vil være vert for mer enn hundre år før folk vil være i stand til å bringe dem til liv. Men de er, etter min mening, er overbevist om at de overutviklet sivilisasjoner reise med hastigheter på mellom en tiendedel lysets hastighet og ovenfor er fullt mulig.

Her er tre alternativer for transport til nesten lysets hastighet, som jeg synes er spesielt interessant. *

* Du kan ikke forlate uten oppmerksomhet og motorer, som brukes som drivstoff elementærpartikler i hastigheter nær lysets hastighet. Et flertall av slike partikler (for eksempel gammastråler eller pi-mesoner) er dannet i prosessene for tilintetgjørelse partikkel - anti (f.eks elektron - positron). Bruk av slik teknologi, ifølge enkelte forskere, vil tillate å nå hastigheter på om ⅔s. Dessverre, antimaterie utslettelse prosesser for produksjon av for tidkrevende og teknisk vanskelig. Ca. vitenskapelig. Ed.

nukleær fusjon

Kjernefysisk fusjon - den mest populære av de tre alternativene. Forskningsarbeid på etablering av kraftverk på grunnlag av kontrollert Termonukleær ble startet i 1950, og komplett suksess av disse prosjektene vil bli kronet til 2050. Et århundre med vitenskapelig forskning!

Det sier noe om omfanget av problemene. Anta at innen 2050 vil verden være en fusjon kraftverk, men hva om romferder på fusion-tegnet? Motorer av de mest vellykkede design vil være i stand til å gi en hastighet på rundt 100 kilometer i sekundet, og ved slutten av dette århundret, og antagelig opp til 300 kilometer per sekund. Imidlertid vil nesten lys hastigheter trenger et helt nytt prinsipp for å bruke termonukleære reaksjoner. Muligheten for fusjon kan bestemmes ved hjelp av enkle beregninger. Når to atom deuterium (tungt hydrogen) Slå sammen, danner en heliumatom, omtrent 0,0064 deres vekt (ved grov runding en prosent) blir omdannet til energi. Hvis konvertere det til kinetisk energi (energi i bevegelse) av den helium-atom, som atom vil få hastigheten på en tiendedel av lysets hastighet. **

** Formelen for kinetisk energi: Mv² / 2, hvor M - er massen av den helium-atom, og v - hastighet. Formel frigjorte energi: 0,0064 mc², hvor c - lyshastigheten. (Her bruker jeg den berømte Einsteins prinsippet, som sier at hvis du konvertere masse til energi, vil mengden av energi være lik Mass., Multiplisert med kvadratet av hastigheten til lys) likhetstegn til hverandre, får vi: v² = 2 x 0,0064c², noe som innebærer at v er omtrent lik c / 10. Ca. forfatter.

Derfor, hvis vi omdanne all den energi som tas ut fra brensel-syntese (deuterium) i retningsbestemt bevegelse av sonden, vil det nå en hastighet på ca. c / 10, og om den skulle være smart - arisk mer. I 1968, Freeman Dyson, en stor fysiker, beskrevet og utforsket primitive strukturen av romfartøy fusion-tegnet i stand - i hendene tilstrekkelig avansert kultur - å tilveiebringe en slik hastighet rekkefølge. Fusion bomber (hver med "hydrogen" bombe) eksploderer halvkule umiddelbart bak spjeldet, hvis diameter - 20 kilometer. Eksplosjoner presse skipet fremover, kjører ham til den mest vågale Dyson anslått at opptil en tretti av lysets hastighet. En forbedret design kan være i stand til å gjøre mer. I 1968, Dyson kom til den konklusjon at bruk av denne type motor vil være mulig ikke tidligere enn slutten av XXII århundre, 150 år fra nå. Jeg tror at dette anslaget er for optimistisk.

[…]

Uansett hvor attraktive de kan virke all teknologien i fremtiden, ordet "fremtiden" er nøkkelen her. Med den teknologien av XXI århundre, er vi i stand til å nå de andre stjernesystemer på mindre enn tusen år på veien. Vår eneste, spøkelsesaktig håp for interstellar fly - et ormehull i "Interstellar", eller noen form for begrensning form av krumningen av rommet - tid.

papir bøkere-bok