Мы все слышали: «ничто не может двигаться быстрее света». Но мало кто всерьёз думал — а что вообще будет, если попробовать разогнать космический корабль до этой мифической скорости?
Можно ли хотя бы приблизиться? Где предел сегодняшних технологий? Что развалится первым — топливная система, обшивка или сам космос скажет: «стоп, дальше нельзя»?
Сегодня мы попробуем пройти этот путь шаг за шагом.
Давайте разгоняться!
Реальный мир доступных скоростей сегодня — скучный, но безопасный
Мы можем разогнать макрообъект (корабль, спутник) максимум до 0,1% скорости света. Это сотни км/с.
Мы так разгоняем зонды вроде «Паркера» (он дал 0,064% c).
Уже на этой скорости всё тяжело: нужно много топлива, защита от микрометеоритов и радиации.
Гипотетические проекты будущего
Если у нас появятся двигатели на антиматерии, то теоретически можно дотянуться до 10% скорости света и даже более.
Это уровень «поехали на Марс за пару часов».
При 10% от скорости света проблемы уже адские:
- Каждая пылинка, встреченная на пути, бьёт как ядерный заряд. Щиты должны быть уровня «сделано богами».
- При нынешних материалах обшивка корабля должна быть толще всего танка.
- А если их нет — единственный вариант защиты: посадить на нос корабля попа с кадилом и иконостасом (как на торпеде «Жигулей») и молиться «Отче наш». Может, поможет.
Сделаем еще несколько допущений:
1. пусть наша двигательная установка тоже будет божественной и работает на 100% КПД, все идет в работу, иначе сам двигатель сожжет корабль и экипаж, да и расчет топлива будет сложнее считать. Это сейчас не столь важно.
2. Топливо само постоянно образуется в корабле божественным синтезатором антиматерии. Таким образом масса корабля всегда остается постоянной.
- Энергия на разгон — чудовищна. Чтобы разогнать 100-тонный корабль до 0,1c, нужна порядка 4,5 × 10¹⁹ джоулей — примерно столько, сколько вырабатывают все электростанции Земли за год.
- Но у нас ведь фантазийный двигатель на антиматерии, мы продолжаем полет:
- нужно всего ~250 кг антиматерии и 35 дней на разгон, при ускорении комфортном для человека в 1 g. Команда чувствует себя превосходно.
Дальше начинаются сказки (но с физикой внутри)
Около 30 % скорости света всё начинает идти по наклонной. Релятивистские эффекты сжимают длины, растёт масса (инерция). Малейший удар пылинки без божественного энергощита и корабль испаряется в божественную лучистую энергию и наблюдатели с земли увидят вспышку сверхновой.
Но, у нас все под контролем.
Для разгона уже ушло 2,5 тонны антиматерии и 111 дней. Полет нормальный , экипаж на чилле.
50 % от скорости света (150 000 км/с) - добро пожаловать в ад физики.
Для разгона уйдет 8 тонн антиматерии и 206 дней на разгон.
На такой скорости, без божественного щита уровня Star Trek — мгновенная смерть:
- при столкновении о случайную пылинку энергия удара будет сопоставима с мегатонными взрывами в лоб корабля. А на такой скорости они будут идти нон стоп. Поэтому, пространство перед кораблем, будет постоянно в ярком зареве вспышек,
- радиация от встречных гамма, рентген, нейтрино быстро поднимает температуру обшивки и буквально разрывает,
- корпус корабля греется почти как поверхность Солнца, металл течёт, приборы сходят с ума, корабль начинает светиться от перегрева и постепенно рассыпается.
Но, наш Божественный щит с нами, с нами Бог, Крым тоже по прежнему наш. Корабль невредим. Экипаж корабля продолжает чилить.
90% от скорости света (270 000 км/с)
Для разгона ушло 65 тонн антиматерии и 740 дней на разгон.
Энергия такая, что без божественного щита атомы корпуса уже не понимают, кто они и зачем живут. Ядра начинают «плавиться», связи дрожат, а корабль хочет самопроизвольно распасться на радиоактивную пыль. Экипаж в этот момент — не астронавты, а уже активная начинка ядерного реактора, даже они начали производить энергию и стали единой причинностью с кораблем. Время существования корабля на этой скорости уже исчисляется фемтосекундами.
Каждый атом чувствует себя заложником этого безумного эксперимента и кричит: «Господи, пощади!». Но, он пока не слышит.
Корабль по прежнему под защитным божественным знаменем, кадило крутится, скорость света мутится.
99,9999 %
Для разгона уйдет более 12 000 тонн антиматерии и 212 лет на разгон. Речь про движение без Божественного щита уже не идет. Дальше только так.
Все члены экипажа давно померли от старости и не дожили до этого этапа. Кораблем управляют их духовные проекции из Рая.
В это время они наслаждаются привычным видом на яркий свет в конце тоннеля в лобовом стекле корабля, кадило божественного щита еще крутится.
99,999999 %
Для разгона уйдет больше вещества, чем во всей наблюдаемой вселенной, а время на разгон больше, чем нужно было вселенной пройти от большого взрыва до нашего времени, закончиться на тепловой смерти и еще пройти до нашего времени. Но, это не точно. Духи корабля чувствуют себя замечательно.
100%
Тут уже без помощи самого всевышнего не справиться. Никакие теории в физическом мире не допускают такой скорости для объекта с массой, поэтому мы просим помощи у самого владыки, и конечно он слышит нас и дает божественный пендель кораблю до заветных 100%.
Снаружи для наблюдателей всё почти мгновенно: корабль в момент перехода на отметку 100% скорости света исчезает как яркая вспышка в ЧД.
Для самого корабля все "ок". Он переходит в проекцию вневременного и пространственного континуума. Время для корабля и духов экипажа останавливается полностью. точнее его уже нет.
Поздравляю, мы приехали в причинность нашего создателя. Для корабля, время от точки входа до выхода пройдет как миг. Корабль выйдет в заданной точке в тот же миг, что и вошел. Так как время для вас, в этом фрейме, для живого наблюдателя будет равно 0, пообщаться с создателем вам не удастся.
Неловкий момент
Остается также не решенный момент, как, а главное чем тормозить с этой скорости. Даже в нашей вымышленной истории разгон занял время больше чем существует сама вселенная. Тормозить видимо, понадобиться не меньше.
А вот чем? Двигатель то сзади. То есть, нужно, буквально в конструкции. корабля спереди закладывать еще систему двигателя как главный двигатель.
И на торможение нужно еще столько же топлива.
Есть и еще один неловкий момент, о котором никто не горит среди физиков, касательно даже таких фантазийных перелетов: наличие принципа неопределенности в квантовом мире, как следствие для данного случая говорит буквально:
что корабль в момент перехода в проекцию нашей причинности (во внепространственный временной континуум) будет разорван буквально на квантовые частицы и на выходе распределен по всей вселенной как лучистый высокоэнергитический шум. Это в фильмах все красиво.
В реальности вы станете реликтовым фоном.
Почему фотон может летать и его не разрывает, хотите спросить?
Отвечаю: потому что:
Фотон безмассовая элементарная частица. Ее разрывать больше не на что, это простейшая причинностная единица.
Вывод
Конечно, это все фантазии. Воспринимайте данную статью как научно фантастические рассуждения. Разогнаться до скорости света не возможно, причинность нашей вселенной этого не позволит. Но, даже если гипотетически это допустить, то вся вселенная схлопнется в черную дыру.
✍️ Хочется копнуть глубже — подписывайтесь. Тут я разбираю сложные космические темы простыми словами и отвечаю на вопросы.