Привет. Фантастика сделала со всеми нами нехорошее дело: мы часто видим, как главные герои перемещаются с одного конца Вселенной в другой за пять секунд. Как будто речь идёт о том, что нужно дойти из ванной в кухню.
И, возможно, по этой причине иногда складывается впечатление, что люди недооценивают реальные трудности, которые непременно возникнут при освоении космического пространства.
Сегодня я хочу поговорить о некоторых из самых сложных проблем, которые придётся преодолеть людям, чтобы относительно свободно перемещаться по космосу.
И сразу же давайте обратимся к самой очевидной из них: огромным расстояниям, разделяющим космические объекты.
Если говорить о пространстве, разделяющем звезды, то придётся иметь дело со световыми годами. Один световой год – это расстояние, которое луч света проходит в вакууме за один календарный год.
Слишком абстрактное число? Тогда представьте, что двигаясь со скоростью 120 км/ч автомобилю потребуется почти 10 миллионов лет, чтобы преодолеть один световой год. Поэтому, если у Вас прямо сейчас возникли неотложные дела в системе Альфа Центавра (самой близкой к нашей Солнечной системе) учтите, что потребуется 38 миллионов лет, чтобы преодолеть 4 световых года.
Наша Галактика имеет диаметр 100 000 световых лет. А самая ближайшая из подобных объектов, галактика Андромеды, удалена от нас на 2,5 миллиона световых лет. Ближайшая! Очевидно, что перемещаться на такие расстояния на автомобилях будет не очень комфортно. Долго и скучно.
Такие огромные расстояния очень усложнят жизнь космическим путешественникам, поскольку для их преодоления потребуется колоссальное количество топлива, тушёнки и прочих консервов с крупами.
И даже если бы нам удалось создать космический корабль, способный двигаться со скоростью света, путешествие могло бы занять сотни тысяч или миллионы лет. В зависимости от того, куда мы направимся.
Экипаж корабля, движущегося со скоростью, близкой к скорости света, испытает эффекты замедления времени. И для него перелёт между звёздами может пройти за несколько месяцев. В зависимости от достигнутой скорости.
Видите? Вселенная оставила нам лазейку для её покорения!
Подождите, подождите. (Скажет мой пытливый читатель). Время течёт быстрее только для людей, которые движутся со скоростями, близкими к скорости света. Поэтому, хотя экипаж субсветового корабля может пересечь галактику за несколько десятилетий, для остальной части Вселенной пройдут миллионы лет В результате к тому времени, когда экипаж вернётся на свою родную планету, этот мир может стать для них совершенно неузнаваемым местом. Если вообще будет существовать.
Я думаю возвращаться нет необходимости. И что найти добровольцев для колонизации галактики на субсветовых скоростях не будет проблемой.
Так в чём же дело! Давай срочно начнём отправлять людей в космос со скоростью света!
Не так быстро. Чтобы это сработало, сначала нужно найти способ разгонять космические корабли до околосветовой скорости. И это очень серьёзная проблема.
Чтобы ускорить любой объект до скорости света, понадобится бесконечное количество энергии. Вот почему в лучшем случае мы можем надеяться лишь на достижение скоростей, более или менее близких к ней.
Хорошим кандидатом на роль «топлива» может быть антивещество, которое при взаимодействии с обычным веществом преобразуется в чистую энергию.
Но и здесь всё не так просто. Даже если бы у нас был двигатель, извлекающий энергию из реакции между веществом и антивеществом, потребовались бы десятки килограммов антивещества на каждый килограмм космического корабля, чтобы добраться даже до ближайших звёзд. Это количество увеличится до сотен тысяч тонн на килограмм космического корабля, преодолевающего Млечный Путь, и до миллиардов тонн, если он полетит до близлежащей галактики.
И здесь «вылезают» ещё две проблемы.
Во-первых, антивещество имеет массу. Поэтому каждый дополнительный килограмм топлива, добавленный в корабль, потребует ещё больше антивещества, чтобы разогнать его до желаемой скорости. Но самое главное: антивещество — чрезвычайно сложный в производстве материал. И на практике его получают в коллайдерах (ускорителях частиц) в количестве единичных атомов. И этот процесс настолько медленный, что даже если бы Большой адронный коллайдер использовался исключительно для производства антивещества, то для производства одного грамма антиматерии потребовался бы… один миллиард лет!
Вряд ли мы найдёт где-нибудь во Вселенной огромные запасы антиматерии. Это не подходит. Но какая вторая проблема?
Дело в том, что космическое пространство не совсем пустое. В межзвёздной среде содержится от миллиона до миллиарда частиц на один кубический метр. Поэтому если двигаться со скоростью, близкой к скорости света, все эти частицы, неспешно плывущие в космосе, будут сталкиваться с космическим кораблём на безумной скорости.
И это явление очень опасно.
Несколько цифр: если член экипажа космического корабля будет весить 80 кг, то в результате описанного эффекта при скорости 0,95 от световой он будет получать дозу радиации 3,56 зиверта в секунду. Учитывая, что во время бомбардировки Хиросимы погибла половина людей, получивших дозу радиации более 4,5 зиверта, можно осторожно предположить, что получение подобной дозы каждую секунду не совсем полезно для здоровья.
Может быть можно как-то защититься от этой неприятности?
Теоретически всё возможно. Исследователи подсчитали, что потребуется до 4 400 метров свинца, чтобы остановить излучение, возникающее в результате движения со скоростью, близкой к скорости света. И дополнительный вес всей этой брони станет дополнительной проблемой с точки зрения запасов топлива.
Какой можно сделать вывод из всей этой истории?
Для того, чтобы эффекты замедления времени начали проявляться наиболее эффективно, нужно достичь скорости, очень близкой к скорости света. Чего сделать не получиться из-за необходимости иметь фактически бесконечные запасы энергии. А если и получится – чудовищная радиация убьёт всё живое на корабле. И это мы ещё не «прошлись» по конструкции самого корабля.
Похоже, у нас не будет другого выбора, кроме как спокойно колонизировать Галактику в течение миллионов лет, используя что-то вроде «кораблей поколений» - медленные, полностью автономные «ковчеги».
Конечно же, всё вышесказанное не исключает возможность того, что в будущем будут преодолены проблемы, которые мешают сегодня двигаться с высокими скоростями.
Были предложены такие концепции, как двигатель Алькубьерре или использование червоточин, которые позволили бы нам «обмануть» и обойти космический предел скорости.
Но эти идеи лежат пока исключительно в области теорий. На данный момент, путешествие со скоростью, близкой к скорости света, находится далеко за пределами досягаемости наших нынешних технологий.
Но если звёзды существуют, значит это кому-нибудь нужно?
Всем добра.
Подарки на Новый год здесь!
Читайте ещё:
Реклама ООО Яндекс ИНН 7736207543