Чем опасен разгон до скорости света?
Если вы любите научную фантастику про космос, то наверняка знаете истории, где человечество путешествует по Вселенной на космических кораблях. Чтобы быстро перемещаться из одной точки необъятного космоса в другую, они оснащены варп-двигателями, которые позволяют достигать скоростей, превышающих скорость света (300 000 километров в секунду). К сожалению, на данный момент таких двигателей не существует. Но давайте представим, что они уже созданы и вы можете прямо сейчас отправиться в космическое путешествие? Допустим, у вас уже есть фантастический корабль и все, что вам остается — это запустить двигатель и отправиться в любую из понравившихся вам галактик. По словам представителей NASA, во время перемещения по космосу со скоростью света, у пилотов могут возникнуть серьезные проблемы. Чтобы рассказать о них, космическое агентство и художники представили мультфильм, в котором инопланетное существо отправляется в «космический отпуск». Получилось очень познавательно!
Кадр из мультфильма NASA
Варп-двигатель — вымышленный тип двигателей из научно-фантастических книг и фильмов. По словам фантастов, оснащенные ими космические корабли могут достигать скорости света и быстро перемещаться между галактиками. О варп-двигателях часто упоминается в фильмах и сериалах «Звездный путь» и книгах американского писателя Айзека Азимова.
Опасность скорости света
О видеоролике и истории его создания было рассказано в издании ScienceAlert. Хочется скорее перейти к сути мультфильма, поэтому в историю создания особо углубляться не будем. Скажу только то, что основную роль в его разработке играли эксперты из Goddard Media Studios, которые в основном и занимаются производством красивых видео для агентства NASA. По сюжету, забавное инопланетное существо построило космический корабль и собирается отправиться в космическое путешествие со скоростью света. Но он не знает о возможных проблемах, и закадровый голос вкратце о них рассказывает.
Итак, вы только что обновили свой космический корабль, и теперь он может летать со скоростью света. Мы не знаем, как вам это удалось, но поздравляем! Прежде чем вы улетите в космос, посмотрите это видео, чтобы узнать больше о проблемах, которые могут возникнуть при полете со скоростью света.
Отложив в сторону вопрос о том, как собрать космический корабль из фантастических фильмов, авторы сразу переходят к перечислению проблем:
- во-первых, при достижении скорости света у пилотов в корне меняется ощущение пространства и времени;
- во-вторых, при движении на огромных скоростях, космический корабль будет сталкиваться с немыслимым количеством космических частиц, которые могут буквально поджарить корпус;
- в-третьих, при слишком быстром достижении скорости света, корабль может не выдержать нагрузки и развалиться на части.
Подготовка к полету
В плане изменения ощущения пространства и времени все просто. Если вы полетите в другую галактику, вам может показаться, что полет занял всего лишь несколько дней, хотя на Земле уже пройдут тысячи лет. Этот момент отчасти показан в фильме «Интерстеллар», поэтому тем, кто не смотрел — еще одна рекомендация. Решить эту проблему невозможно, потому что таковы законы Вселенной. Можно лишь психологически подготовиться к тому, что к моменту приезда из «космического отпуска» у путешественника не будет ни работы, ни семьи.
«Один час на этой планете равен семи годам на Земле»
Для защиты от столкновения с космическими частицами необходимо как следует продумать конструкцию космического корабля. Даже в нынешних ракетах и кораблях используются материалы, которые не повреждаются от столкновений и выдерживают нагревание до высоких температур. Между внешней поверхностью конструкций и капсулой, в которой сидят астронавты, есть дополнительные слои, которые охлаждают воздух.
Кадр из фильма «Звездные войны»
А для решения третьей проблемы нужно придумать способ постепенного набора скорости. Хотя, с этим не должно возникнуть особых сложностей, потому что создание технологии мгновенного достижения скорости света кажется еще более тяжелой задачей. А если же скорость будет достигаться мгновенно, можно подумать о методах укрепления конструкции корабля, чтобы он выдерживал даже самые большие нагрузки.
Если вам интересны новости науки и технологий, подпишитесь на наш канал в Яндекс.Дзен. Там вы найдете материалы, которые не были опубликованы на сайте!
Достижение скорости света
Примерный внешний вид устройства Breakthrough Starshot
Работы над созданием космических кораблей, способных разгоняться до скорости света, уже идут. Например, авторы проекта Breakthrough Starshot разрабатывают устройство, которое сможет набрать хотя бы 20% от скорости света. Когда он будет создан, его отправят к удаленной от нас на 4,37 световых лет звездной системе Альфы Центавра. В идеале, полет должен занять около 20 лет и еще 5 лет устройству понадобится для того, чтобы отправить нам уведомление о своем прибытии. На данный момент ожидается, что устройство будет представлять собой небольшую пластинку, которая ускоряется за счет направленных лазерных лучей. Подробнее о нем и аналогичном проекте NASA можно почитать в этом материале.
Источник
Преодоление скорости света космическим кораблем становится все реальнее
Новое исследование утверждает, что технология «варп-двигателя» (механизм, популяризированный в «Звездном пути») , который позволит путешествовать на сверхсветовой скорости, может быть более осуществимой, чем считалось ранее.
© shutterstock.com
Доктор Эрик Ленц, астрофизик из Геттингенского университета в Германии, опубликовал статью в рецензируемом журнале Classical and Quantum Gravity, утверждая, что сверхсветовая скорость возможна при использовании традиционной физики. Это идет вразрез с ранее предложенными теориями технологии варп-двигателей, которые полагались на неоткрытую экзотическую материю в качестве источника энергии.
«Проект переместил проблему путешествий со скоростью выше скорости света еще на шаг от теоретических работ в области фундаментальной физики и приблизил ее к инженерному делу», — говорится в заявлении Ленц .
Посмотрим на это в перспективе: если бы вы использовали самую быструю ракету на Земле, чтобы добраться до Проксимы Центавра, ближайшей звезды к нашей Солнечной системе, вам все равно потребовалось бы более 50 000 лет. Однако, если бы вы проделали то же путешествие, используя сверхсветовой варп-двигатель, вам потребовалось бы всего два-три года.
Варп-двигатель будет работать, сгибая ткань пространства-времени вокруг космического корабля, чтобы он мог путешествовать со сверхсветовой скоростью. Существующие теоретические модели варп-двигателей потребуют «отрицательной энергии» — и неясно, существует ли она вообще.
Источник
Космические корабли: быстрее света
Пока мы мечтаем о том, чтобы хоть как-то приблизиться к скорости света, мастера кинопроизведений уже давно радуют нас сверхсветовыми транспортными средствами. Интересно, а у кого же максимальная скорость? Невероятно, но некоторые умы это всё подсчитали.
Сегодня посмотрим на космические корабли из разных фильмов, которые значительно превысили скорость света. Науки тут мало, зато интересно оценить воображение авторов.
1. Дедал
Космический корабль из вселенной «Звездных врат». Он является главным в своем классе. Всего таких было 5. Принадлежал, естественно, флоту США (кому еще, других же значимых наций не существует в кино).
В обычном режиме судно достигало половины скорости света, а вот в гиперсостоянии – 60 млн скоростей света. Хватит 2 минуты, чтобы пересечь нашу галактику.
Достигается такой показатель за счет открытия гиперпространственного окна и движения на «неприличной» скорости без нарушения законов физики.
2. Космобол – 1
Есть один странный фильм – «Космические яйца». И это я привел самое приличное наименование (некоторые переводят более жестко). Вышло это чудо в 1987 году.
Комедия-пародия на вселенную «Звездных войн» обзавелась некоторым количеством поклонников. Колоритные персонажи, типичный американский юмор – все по законам жанра.
Немалую роль в картине отвели средству передвижения – кораблю «Космобол – 1». Солидная штука, которая, как оказывается, двигается не слабо.
Сие произведение инженерии достигает 1,3 млрд скоростей света. Принцип работы двигателя нам не раскрыли – секрет, все-таки.
3. Плэнэт Экспресс
Есть те, кто не смотрел «Футураму»? Это один из любимейших моих мультсериалов. Запоминающиеся и яркие персонажи, работающие в службе доставки у чокнутого профессора.
Чтобы доставлять товары заказчиков (как гуманоидов, так и не пойми кого), требуется мощное судно. И у них оно было. Незатейливый кораблик мог перемещаться на безумных скоростях.
Выяснилось, что его скорость равнялась около 4,9 трлн световых. И все это благодаря отходам домашнего питомца (их использовали в качестве топлива), обнаруженного на одной из планет.
4. Тардис
Научно-фантастический сериал британского происхождения «Доктор Кто» получил второе рождение в 2005 году. Впервые же пространственно-временные перемещения Доктора начались в далеком 1963 г.
Помните, там была некая телефонно-полицейская будка, при помощи которой герой перемещался по уголкам Вселенной и временным сущностям? Думаете, полная чушь?
Оказалось, это не просто неприметное сооружение, а целый организм, созданный повелителями времени. В нем активирована схема хамелеон, поэтому внешне сие чудо может принимать любой облик. Неприметная будка – самое то.
Скорость передвижения устройства – 10 квинтиллионов скоростей света.
5. Золотое сердце
Д. Адамс написал роман «Автостопом по галактике». Естественно, мимо киноделов это не прошло. В 2005 году мы увидели фильм с одноименным названием.
О космическом корабле экипажа произведения много не скажешь. Известно лишь, что «Золотое сердце» использует принцип невероятности для перемещения на расстояния. Это свидетельствует лишь о том, что его скорость безгранична, ибо невероятна.
Нам лишь пока мечтать о том, что подобные средства межгалактического передвижения можно реализовать. Однако, всегда полезно узнать, каков предел фантазии человека.
Источник
Ученые всерьез заявляют, что обгоняющий скорость света варп-двигатель теперь физически возможен
Ученые из Advanced Propulsion Laboratory утверждают, что они разработали физическую модель варп-двигателя — устройства, которое позволит космическим кораблям двигаться со скоростью, превышающей скорость света.
«Мы представляем первую принципиальную модель сверхсветовых, сферически-симметричных варп-двигателей», — говорится в кратком описании исследования, подготовленном исследователями Алексеем Бобриком и Джанни Мартире.
«Концептуально мы показываем, что любой варп-двигатель, включая двигатель Алькубьерре, представляет собой оболочку из обычной или экзотической материи, движущуюся инерционно с определенной скоростью. Следовательно, любой варп-двигатель потребует реактивного движения. Мы показываем, что класс субсветовых сферически-симметричных в пространстве-времени варп-двигателей, по крайней мере в принципе, может быть сконструирован на основе физических принципов, уже известных сегодня человечеству».
Эта теория ученых основана на проработке идеи варп-двигателя или, как еще его иногда называют, пузыря Алькубьерре , названном в честь мексиканского физика-теоретика Мигеля Алькубьерре . В аннотации к своему исследованию, опубликованному в 2000 году, он объяснял, что его двигатель работает за счет изменения пространства-времени.
«Благодаря чисто локальному расширению пространства-времени за космическим кораблем и напротив сжатию перед ним возможно движение со скоростью, превышающей скорость света, видимую наблюдателями за пределами возмущенной области», — писал Алькубьерре.
«Получающееся в результате искажение напоминает «варп-привод» из научной фантастики. Однако, как и в случае с червоточинами, потребуется экзотическая материя, чтобы создать искажение пространства-времени».
Теоретически двигатель искривления не смог бы работать в рамках общей теории относительности Альберта Эйнштейна, потому что путешествие со скоростью, превышающей скорость света, в принципе потребовало бы бесконечного количества энергии. Но это ограничение имеет отношение только к объектам в пространстве-времени, но не к самому пространству-времени — именно поэтому Вселенная могла расширяться быстрее скорости света после Большого взрыва.
В новом исследовании проводится ключевое различие между классическими представлениями Алькубьерра и собственными изысканиями: вместо использования « отрицательной энергии », субстанции, которой во Вселенной пока не обнаружено, чтобы сделать двигатель возможным можно использовать пузыри пространства-времени.
Источник
Можно ли увидеть корабль движущийся со скоростью света?
Вновь отвечаем на вопрос, присланный подписчиком:
Можно ли увидеть объект, движущийся со скоростью света? Например, большой космический корабль пришельцев с большого расстояния.
На самом деле скорость света является недостижимым пределом для любых тел обладающих массой, поэтому ответ на данный вопрос очень прост: не сможем увидеть, так как такая ситуация просто невозможна. Однако давайте чисто гипотетически рассмотрим такой невозможный случай.
По мере разгона и приближения скорости корабля к скорости света линейные размеры космического корабля начинают проявляться эффекты специальной теории относительности. В частности лоренцово сокращение длины и лоренцово же замедление времени.
По мере увеличения скорости корабля с точки зрения внешнего наблюдателя, т.е. в данном случае нас его линейные размеры в направлении совпадающем с направлением его движения будут уменьшаться, то есть для внешнего наблюдателя он становится короче, но его ширина и длина не меняются.
При скорости очень близкой к скорости света длина корабля станет почти нулевой, поэтому увидеть его стороннему наблюдателю, без специальных приспособлений будет крайне трудно. Фактически можно будет только нос и корму корабля, в виде плоских картинок, и лишь под определённым диапазоном углов, который по мере приближения к скорости света будет сжиматься, а достигнув скорости света скорости корабль станет видимым лишь наблюдателю, чей луч зрения совпадает с траекторией полёта корабля.
Другой проблемой будут красное и фиолетовое смещения света испускаемого и отражаемого кораблём. Для наблюдателя перед кораблём на околосветовой скорости свет от корабля будет иметь очень маленькую длину волны, которую будет крайне трудно зафиксировать, а на скорости света и, вообще, нулевую и корабль невозможно будет наблюдать, особенно с учётом того, что свет и сам корабль достигнут наблюдателя практически одновременно.
Наблюдатель, находящийся позади корабля, из-за красного смещения будет видеть от него свет с большой длиной волны, а на скорости света ≠ — с бесконечной длиной и его снова-таки будет невозможно зафиксировать. Подытожив, можно сказать, что на околосветовой скорости корабль будет крайне трудно зафиксировать, а на скорости света вообще невозможно.
Подписывайтесь на наш канал здесь, а также на наш канал на youtube . Каждую неделю там выходят видео, где мы отвечаем на вопросы о космосе, физике, футурологии и многом другом!
Источник