Сможем ли мы покинуть галактику до конца XXI века? Мнение ученых
Исследователи стараются проектировать космические корабли так, чтобы они могли добираться к самым удаленным уголкам Солнечной системы. Более того, у нас есть миссия Вояджер, где два аппарата вышли за черту гелиопаузы. Но человечество пока не удалялось дальше пределов Луны. Можем ли мы мечтать о межгалактических путешествиях?
Что ж, пока полеты в другие галактики – это всего лишь мечты, которые получается реализовать в фантастических фильмах и литературе. Почему человечество приковано к Млечному Пути? Ну, можно назвать несколько весомых причин.
Прежде всего – дистанция! Галактика Млечный Путь отдалена от соседей на сотни тысяч и миллионов световых лет. Это огромные расстояния, которые нельзя преодолеть при современном уровне технологий.
Структура Млечного Пути: вид сверху
Если вы хотите оказаться в другой галактике в разумные временные рамки, то нужно лететь хотя бы со скоростью света (все равно мало), иначе придется тратить миллионы лет и множество поколений землян, которые будут рождаться и умирать на огромном космическом корабле.
Кроме того, мы будем нуждаться в прочном корабле. Температура в космическом пространстве способна колебаться, что негативно сказывается на состоянии корабля. Да и не стоит забывать о космической радиации, которая будет облучать астронавтов, как минимум, в течение нескольких лет.
Итак, можно выделить два главных момента (от радиации проще найти защиту): дистанция и скорость. Именно они пока останавливают нас не только от полета в другую галактику, но и посещения ближайших звезд. Несмотря на это, ученые смотрят на идею межгалактических путешествий весьма позитивно. Более того, некоторые думают, что подобные полеты станут реальностью уже к концу XXI века!
Широкомасштабный взгляд на Альфа Центавра создан из снимков, добытых проектом Digitized Sky Survey 2. Звезда кажется крупной из-за рассеяния света на оптике телескопа, а также фотографической эмульсии. Это ближайшая к нам звездная система
Правда, сначала нам нужно добраться хотя бы до соседней звезды. Этим обеспокоены исследователи из Британского межпланетного общества. На примете числится Альфа Центавра. Звезда удалена от нас на 4.4 световых года. Если мы придумаем двигатель, позволяющий разогнать космический корабль до 10% скорости света, то на полет уйдет 44 года.
И уже есть идеи! Полагают, что такой скорости можно достичь за счет технологии ядерного толчка. Эту идею предложил физик-теоретик Фримен Дайсон. Он продумал концепцию космического корабля Орион. По сути, на его борту будут находиться тысячи ядерных бомб, которые детонируют одну за другой. Это и обеспечит быстрое движение корабля к соседней звезде (правда, здесь нужно подумать о безопасности).
Существует также идея использовать гиперскоростные звезды. Это убегающие звезды, чья скорость превышает скоростные показатели выхода из Млечного Пути, что позволяет объекту убегать (выталкиваться) из родной галактики. Правда, нужно еще придумать, как использовать взрыв сверхновой или влияние сверхмассивной черной дыры, чтобы разогнать космический корабль и при этом уцелеть.
Исследователи считают, что при превышении скорости света у нас получится не только выбраться к соседней звезде, но и посетить галактику Андромеды к концу 21-го или началу 22-го века! Суть в том, что при движении со скоростью света или выше нее происходит замедление времени. Поэтому путешественник преодолеет большую дистанцию за гораздо меньшее время. Однако пока неясно, где взять необходимое топливо для разгона и поддержания скорости.
И есть еще один интересный момент. К примеру, путешественник будет мчаться быстрее скорости света и прибудет в другую галактику за (допустим) 28 лет. А что будет с Землей? Мы продолжим существовать по нашему времени, и выходит, что у нас пройдут миллионы лет. Так что это будет скорее полет в один конец и прощание с Землей навеки. Зато это возможность стать первым человеком в другой галактике. Согласитесь на полет? И кажется ли вам реальной такая возможность?
Постскриптум
Кстати, если мы потерпим несколько миллиардов лет, то фактически окажемся в другой галактике. Млечный Путь столкнется с галактикой Андромеды и создаст новую галактику. Хотя, к тому времени нам все же полезно научиться путешествовать хотя бы к другим звездам, чтобы сбежать от разъяренного Солнца, испепеляющего нашу планету.
Источник
Может ли человек долететь до края Вселенной?
В первой части мы поговорили о том, почему в ближайшее время человечество не сможет покинуть границ солнечной системы. А именно, мы рассмотрели одну из возможных проблем освоения космоса – скорость . Все дело в маленьких скоростях современных космических аппаратов. Но что, если однажды человечество сможет развить околосветовую скорость? Будет ли этого достаточно для дальних космических путешествий? На сколько далеко сможет улететь человек от родной Земли? А если и не сам человек, то хотя бы запущенный им непилотируемый космический аппарат. Сможем ли мы покорять другие галактики? А возможно мы сможем однажды добраться до края Вселенной?! Давайте узнаем.
Чисто гипотетически, представим, что мы можем путешествовать в космическом пространстве со скоростью 99,9% от световой. Мы бы стартовали с Земли, и наша скорость примерно была бы равна 1.079.251.769 км\ч. Читателю это может показаться огромной скорость. Бесспорно, так оно и есть, однако в масштабах Вселенной такая скорость окажется мучительно медленной, почти черепашьей. Пока мы бы находились в пределах солнечной системы все было бы прекрасно, но как только мы бы захотели отправить космический аппарат в другую галактику… Но обо всем по порядку.
Как быстро мы бы долетели до Луны?
Всего за 1.28 секунды! Вспомним из предыдущей статьи , что американским астронавтам потребовалось целых 76 часов, чтобы добраться до лунной орбиты.
Начало хорошее, однако, сколько времени у нас уйдет на то, чтобы долететь с около световой скоростью до Плутона? Ответ – 5 часов и 35 минут. Не так уж и страшно. Я бы даже сказал неплохо — порой чтобы добраться до дома отстоять в пробках приходится немногим меньше.
Настало время покинуть солнечную систему!
Направимся мы к ближайшей к нам звезде, после Солнца, — Проксима Центавра. Она расположена примерно в 4,244 светового года от Земли. Это в 270 тыс. раз больше расстояния от Земли до Солнца. На околосветовой скорости мы доберемся до места назначения за 4 года и 3 месяца.
Чтобы жизнь не казалось медом давайте посмотрим, как далеко лететь до центра нашей галактики. И тут впервые цифра кажется ужасающей — до центра Млечного Пути мы долетим за 30.000 лет. А за «каких-то» 2,5 миллиона лет на околосветовой скорости мы долетим до ближайшей к нам Галактики Андромеды. 340 миллионов лет потребуется, чтобы долететь до крупного скопления галактик — Скопление Волос Вероники. И наконец, чтобы добраться до края наблюдаемой нами Вселенной, нам потребовалось бы 46,5 миллиардов лет!
Так как скорость света является пределом скорости, с которой может двигаться материальный объект в пространстве единственной надеждой остаются – гипотетические кротовые норы и гипотетические варп-двигатели, с помощью которых, опять же чисто гипотетически, объекты могут перемещаться в пространстве быстрее скорости света.
Источник
Сложно ли улететь из Солнечной Системы? И кто уже это сделал?
Прошло немалое количество лет и даже веков, прежде чем человек сделал первый шаг в изучении космоса. Сейчас многим людям уже кажутся смешными первые космические аппараты, неуверенность при первых попытках открытия космоса. Но чем больше мы узнаем об этом удивительном пространстве, тем больше у человека появляется новых загадок и вопросов.
Существует большое количество научно-фантастических фильмов о будущем, обязательным компонентом которых являются путешествия между планетами, системами и галактиками. В настоящей реальности, большинство, создаваемое человеком, остается на Земле. Но все-таки, чудеса человеческой мысли уже достигли того уровня, чтобы создать нечто, способное покинуть не только гравитационное поле Земли, но и даже выйти за пределы нашей Солнечной системы.
Затрагивая эту тему, возникает закономерный вопрос: «А нужно ли человеку вообще покидать пределы Солнечной системы, разве нельзя постоянно жить на такой комфортной Земле?». Если поинтересоваться, можно легко найти ответ на этот интересный вопрос. Конечно же, нужно, ведь как и любая звезда, Солнце не будет служить нам бесконечно. Со временем, оно превратиться в красный гигант и жизнь будет невозможна ни на одной из планет Солнечной системы.
Что же нужно знать для того, чтобы перейти границы Солнечной системы?
В первую очередь – время. Все дело в том, что на это уйдет довольно много времени, и человеку, решившему покинуть место нашего обитания, придется запастись изрядным терпением. Даже свет с его огромной скоростью вряд ли быстро справится с этой задачей. Если верить специальной теории относительности из-за наших физиологических особенностей у нас не получится двигаться ни со скоростью, приближенной к скорости света, ни уж тем более, быстрее нее.
Во-вторых, скорость. Если двигаться с недостаточной скоростью, то гравитационное поле нашей главной звезды притянет вас и будет медленно возвращать вас назад. Известны четыре типа возможных космических скоростей. Чтобы выйти за периметр Солнечной системы необходимо достичь третьей космической скорости, которая по расчетам равна 47 км/с. Думаю, не стоит объяснять, что в настоящее время эта задачка не из легких.
В-третьих, траектория. Необходимым условием путешествия в другую систему является маршрут небесных тел, встречающихся на пути у объекта. Самые «медленные» в Солнечной системе планеты — Уран и Нептун. Из-за этого обстоятельства необходимый маршрут планет возникает крайне редко: по расчетам ученых, примерно раз в 170 лет. Такое событие случилось совсем недавно. Юпитер, Сатурн, Уран и Нептун выстроились в необходимую конфигурацию в 1970-е годы.
Конечно же, жители Земли не смогли упустить столь редкое явление. Ученые из США совершили попытки послать за пределы нашей, системы аппараты, боле подробно о которых расскажем далее.
Pioneer 10 был запущен 3 марта 1972 года с целью получения большей информации о периферических районах Солнечной системы. Он был «пионером», которому удалось преодолеть притяжение Солнца. Благодаря Pioneer 10 человечество сильно продвинулось в изучении Юпитера. Было выяснено множество интересных фактов, например: Юпитер, имея огромные размеры и массу, является самой быстрой планетой в Солнечной системе. К 1983 году Pioneer 10 достиг орбиты самой далекой планеты нашей системы – Нептуна.
Через год, вслед за Pioneer 10, 6 апреля 1973 года, был запущен его последователь – Pioneer 11. Новая модель отличалась разве что только прибором, который называется индукционный магнитометр. Задачи он также выполнял схожие. Он использовался для изучения Юпитера и Сатурна. Став первопроходцем, пролетев вблизи последнего и уже в сентябре 1979 года, передал ученым детальные фотографии Сатурна и различные ипоказатели, ранее неизученной планеты. К тому же Pioneer 11 смог также сделать фотографии Титана, который является спутником Сатурна.
На обоих аппаратах были установлены одинаковые пластинки, которые создал Карл Саган. На анодированный алюминий была нанесена символьная информация о человеке, нашей планете и ее расположении. Это было сделано для того чтобы, если данные пластинки обнаружат, то их получатели смогли бы составить примерное представление о Земле, ее обитателях и о том, где она располагается.
Еще одни первопроходцы в исследовании космоса назывались Вояджер-1 и Вояджер-2. Они были созданы для более детального изучения дальних планет нашей системы. Вояджер-2 был запущен 20 августа 1997 года. Благодаря заранее спланированным гравитационным маневрам, аппарат сократил время полета до Нептуна на 20 лет. Были изучены крупнейшие спутники Юпитера, а также обнаружены два ранее неизвестных кольца Сатурна и девяти его спутников. К тому же, аппарат, обнаружив гейзеры на Тритоне, который является спутником Нептуна, оспорил мнение о том, что на большом расстоянии от Солнца невозможно нахождение гейзеров.
Понравилась статья? Ставь палец вверх и подписывайся на мой канал — там ещё множество научных тем: космос, химия, физика, технологии,изобретения и многое другое. Читай меня в телеграме ( Будни Учёного 2.0 ) и в Яндекс.Дзене ( Мир науки )!
Источник
Вселенная. Где она заканчивается
Веками человечество постигает загадки вселенной, которые нам удается открывать по кусочкам, собирая мировой пазл. Одними из несобранных пазлов являются различные теории о конечности или бесконечности космических масштабов. Сегодня я вам расскажу, что же находится на краю нашей вселенной. С вами канал “Все обо всем” .
Начало.
Примерно 14 миллиардов лет назад возникла наша вселенная. В этот момент она начала расширяться с постоянным ускорением , вместе с распространяющимся светом. Космологи пришли к выводу путем математических расчетов, что самые старые фотоны, которые мы можем наблюдать на сегодняшний день, примерно прошли расстояние в 45-47 миллиардов световых лет от Большого Взрыва . Это означает, что наблюдаемая вселенная имеет ширину около 93 миллиардов световых лет.
Скорее всего у вас возникло несколько вопросов. Как может вселенная иметь 93 миллиарда световых лет в диаметре, если ей всего 14 миллиардов лет? Разве свет мог пройти такое расстояние? Очевидным будет ответ “нет”, поскольку свету будет недостаточно собственной скорости для преодоления такого расстояния. Как же это объяснить?
За то время, которое вам потребовалось, чтобы прочитать предыдущий абзац, фотон света, покидающий солнце, прошел около 6 миллионов километров . Свету, который покидает нашу вторую ближайшую звезду — Проксима Центавру, требуется чуть более четырех лет , чтобы достичь Земли, и поэтому мы можем определить это расстояние как четыре световых года. Таким образом, если бы вы посмотрели на Проксима Центавру, вы бы увидели звезду какой она была 4 года назад.
Мы видим все вещи во вселенной такими, какими они были в прошлом , независимо от того, находятся ли они на другой стороне комнаты или на другом конце Галактики. Чтобы развить эту концепцию дальше, ближайшая к нам галактика — Андромеда, которая настолько велика, что вы можете видеть ее миллиарды звезд в ночном небе невооруженным глазом. Однако все эти звезды находятся примерно в 2,5 миллионах световых лет от нас, это означает, что вы видите Андромеду такой, какой она была 2,5 миллиона лет назад.
Как добраться до края вселенной?
Согласно специальной теории относительности, близкие друг к другу объекты не могут двигаться относительно друг друга быстрее скорости света , однако такого закона не существует для тех объектов, которые чрезвычайно удалены друг от друга и между ними пространство само расширяется . Простыми словами, пространство между объектами расширяется, заставляя их улетать друг от друга с огромной скоростью.
Эта теория означает, что мы могли бы достичь края наблюдаемой вселенной только в том случае, если бы разработали один из методов, который позволит нам:
- Путешествовать быстрее скорости света, что на данный момент невозможно.
- Выйти за пределы пространства-времени, используя червоточины или порталы, что на данный момент также невозможно.
Согласно теории космической инфляции, размер всей вселенной в 10^23 раза больше, чем размер наблюдаемой нами вселенной. Это большая часть невидимой из-за света вселенной, который до нас еще не дошел . Теперь перед нами возникают вопросы: что же мы не видим? Что находится за пределами наблюдаемой вселенной? Поскольку мы не можем увидеть или измерить саму вселенную, мы не знаем, что лежит за ее пределами. Однако у нас есть несколько теорий относительно того, что существует за условными границами.
Теория 1. Граница вселенной.
Предположим, что существует невидимая или, например, кирпичная стена. А что же тогда на другой стороне? Если же за этой стеной что-то находится, то стена — это еще не конец вселенной , но в случае если за стеной ничего нет, то стена теряет свой смысл.
Подобная граница может существовать и в пространстве , но у нас нет доказательств ее существования. Если такая граница существует, то она находится далеко за пределами наблюдаемой вселенной.
Теория 2. Мультивселенная или параллельные миры.
Большинство ученых придерживаются теории о бесконечности вселенной. Это означает, что, если данная теория верна, то где-то там, есть еще один человек, который похож на вас . Он лишь слегка отличается всеми возможными способами, он может быть выше вас из-за того, что занимается спортом или вообще умер, поперхнувшись инопланетной картошкой. Возможно ваш двойник прямо сейчас читает эту статью . В одной из своих статей я описал возможность существования параллельных вселенных “Параллельные вселенные. Как их создают” .
Эта идея кажется непостижимой, но как говорится “В бесконечной вселенной возможно все” . Теория о мультивселенных описывает все эти вселенные, находящиеся рядом друг с другом в пустом пространстве, которых ничто не связывает. Каждая из них содержит другую реальность , как пузырь. Некоторые люди полагают, что вы могли бы перейти в другую реальность, пройдя через червоточину или черную дыру.
Теория 3. Вселенная внутри черной дыры.
Черные дыры — это объекты, которые возникают, когда умирающие звезды коллапсируют под собственной массой, образуя невероятно плотную сингулярность. Эти космические объекты искривляют само пространство-время до такой степени, что ничто не может избежать их гравитационного притяжения за пределами горизонта событий. Подробно о черных дырах я рассказал в своей статье “Черные дыры. Монстры вселенной” .
Теории о черных дырах описывают горизонт событий как точку, в которой пространство-время изгибается быстрее скорости света , поэтому свет не может выйти. Ему не хватает собственной скорости, чтобы достичь края. То же самое происходит и с нашей вселенной. Расширение самой вселенной пространства-времени намного быстрее скорости света. Это также может означать, что каждая черная дыра в нашей вселенной может содержать другие вселенные, каждая из этих черных дыр также может содержать вселенную , очень похожую на нашу и скорее всего за пределами нашей вселенной находится гораздо большая вселенная .
Поскольку вселенная расширяется быстрее скорости света , мы никогда не сможем достичь границы или увидеть ее. То, что находится дальше видимой вселенной, может остаться тайной даже после исчезновения человечества.
А какой теории придерживаетесь вы, может быть у вас свой взгляд на мир?
Если вам понравилась статья и вы хотите отблагодарить автора, то не забудьте поставить лайк и подписаться на канал
Источник