Сквозь Вселенную за одну жизнь
Один из самых быстрых космических аппаратов, запущенных человеком в космос — это «Новые горизонты». Максимальная скорость, которую развила эта автоматическая межпланетная станция (АМС) после гравитационной помощи Юпитера, составила около 72 000 километров в час! На такой скорости эта АМС облетела бы нашу планету менее чем за 34 минуты. А Луны достигла бы всего за пять часов! Но, несмотря на такую колоссальную скорость, до нашего ближайшего космического соседа, Проксимы Центавра, лететь ей пришлось бы … 87 633 года!
Поэтому, несмотря на кажущиеся огромными скорости, они, по большому счету, не так уж и велики. Подобный перелет можно сравнить с пешим путешествием хромающей на все лапы черепахи из Москвы во Владивосток. Хм. Однако. Но давайте представим, что станция «Новые горизонты» будут продолжать ускоряться. Настолько быстро, насколько это физически возможно. И, в итоге, достигнет скорости света.
Расчеты показывают, что в этом случае наша АМС пересечет половину видимой части Вселенной всего за… 50 лет!
Нам не покорить Вселенную
Когда люди говорят об исследованиях космоса, наибольшее разочарование у них вызывает тот факт, что мы имеем дело с просто чудовищными расстояниями. И поскольку наши космические корабли летают крайне медленно, мы фактически лишены возможности изучать нашу Вселенную. По крайней мере до тех пор, пока не изобретем какие-то другие способы перемещаться между звездами.
В общем, друзья мои, для будущих исследователей межзвездного пространства все выглядит очень мрачно. Даже на релятивистских скоростях, чтобы добраться до места назначения, потребуются сотни, если не тысячи лет. Так, стоп. А как же 50 лет и половина Вселенной?
Никакого противоречия здесь нет. Ведь если верить специальной теории относительности Эйнштейна, когда объект разгоняется до релятивистских скоростей, с ним начинают происходить настоящие чудеса. Потому что чем быстрее движется этот объект, тем медленнее течет для него время. Если сравнивать со скоростью течения времени для неподвижных объектов.
Именно по этой причине АМС «Новые горизонты» пролетит половину Вселенной всего за 50 лет. По ее собственным бортовым часам.
Давайте проведем один интересный мысленный эксперимент. Предположим, что нам удалось каким-то образом создать ракету, способную, в теории, развить скорость, которую имеет свет. Итак, оборудуем ее каютами, кухней, столом для тенниса и бассейном. И посадим туда космонавтов. Которым пообещаем, что они увидят почти всю Вселенную в течении своей жизни.
Путешествие длиною в вечность
Итак, ракета стартовала. Выйдя на околоземную орбиту, она включила специальные неведомые нам двигатели и начала ускоряться. На 9 метров в секунду каждую секунду. Или 1G. Через полвека, по внутренним часам корабля, космонавты преодолеют почти 15 миллиардов световых лет. Но для нас это путешествие будет длиться практически вечно. И Солнце к тому моменту уже поглотит наш мир. После чего, удовлетворенно хмыкнув, превратится в белого карлика.
Постоянное ускорение в 1G не только сделает межзвездный корабль невероятно быстрым. Но и сделает его весьма комфортным. Ведь космонавты смогут жить в условиях нормальной гравитации. А это очень важно для здоровья человека. Исследователи за время пути даже смогут несколько раз принять нормальный душ и расслабиться с чашкой горячего кофе😊. И горячая жидкость не будет лезть им в лицо. Ну и другие небольшие плюсы в этом тоже есть.
Чуть более чем через год космонавты достигнут скорости света. В теории. И будут наблюдать в иллюминатор, как мимо проносятся галактики и звездные системы. Красота?
Но на самом деле все не так
Однако на самом деле, даже если мы проигнорируем то, насколько мощным должен быть источник энергии, чтобы работать более года, есть и другая проблема — космический корабль, летящий на релятивистских скоростях, будет практически мгновенно разрушен межзвездной средой. Это обычные газ и пыль, находящиеся в межзвездном пространстве в крайне разреженном состоянии. Однако когда наш гипотетический корабль попытается прорваться через это вещество со скоростью, составляющей значительный процент от скорости света, сила, с которой обычная безобидная пылинка ударяет по корпусу, будет увеличиваться в геометрической прогрессии. Корабль практически будет стерт пескоструйным аппаратом. (Космонавты вылезли из ракеты, и бормоча про себя что-то похожее на «да ну вас нафиг», начали снимать скафандры😊).
Все будет еще хуже, если космическому кораблю придется пересечь звездную систему. Пылевые облака, которые есть вокруг почти всех звездных систем просто испарят релятивистскую ракету. Даже на скорости всего 10% от скорости света. Экипаж даже не успеет понять, что произошло…
Так какой вывод можно сделать из всей этой истории? Вывод такой — какой смысл укрощать специальную теорию относительности, если никакой космический корабль вообще не переживет подобное путешествие?
Источник
Через Вселенную
Устало странствовал я во Вселенной,
Меж звезд, планет и вечной темноты.
Чтобы с любовью встретиться нетленной —
Оплотом верности и чистоты.
Парад планет: Сатурн, Уран, Меркурий,
Нептун, Плутон, Юпитер, Марс —
Передо мною океан безлюдный
И звезд таинственных контраст.
Кочую в безвоздушном царстве,
Через безмерный дикий океан,
Через бездушное пространство
Сквозь галактический обман.
В безвременном межзвездном караване
Несчетный совершаю круг.
И в этой жуткой темно-синей яме
Мелькнуло что-то голубое вдруг.
Не выдержав минутного волненья,
Без страха я бросаюсь прямо вниз:
Зовет меня земное притяженье —
Скайдайвером лечу быстрее птиц.
Земля моя – мое прекрасное начало!
Моя надежда, вера и любовь!
Ты все, как надо, в жизни понимала:
Вливала силы, забирала кровь.
Пожары, наводнения, цунами
Кромсали душу бренную твою.
Тебя несщадно войны истязали,
Из недр сосали кровеносную струю.
Но выстояла ты! И всем невзгодам
Надежный предложила щит.
Твоя любовь затмила непогоды
И содержаньем наполняла жизнь.
Ты душу мою вывела из рабства,
И мысли повелела долго жить.
Ты мне дала бесценные богатства:
Ты научила верить и любить.
И будешь ты всегда любима мною,
Как этот мир безумный я люблю!
Через Вселенной лечу я за тобою,
И девушку по имени Земля зову.
Источник
Сквозь Вселенную
Во Вселенной быстро тают
Годы, что несутся вдаль,
Вместе с ними пролетают
Счастье, радость и печаль.
И порою вместе с ними
Я лечу во сне меж звёзд,
Только путь к моей любимой
Для меня совсем непрост.
Нелегко найти нам счастье
В океане ярких звёзд:
То преграды, то напасти,
То потоки горьких слёз…
Но летим во сне мы снова,
Чтоб любимую найти
Сквозь поток невзгод суровый
И преграды на пути.
Счастье наше не случайно
Во Вселенной среди звёзд.
Разгадать его все тайны
Нам помогут капли слёз.
Их душа нам изливает,
Чтобы мы могли понять:
Счастье лёгким не бывает,
И за ним летим опять.
Сквозь Вселенную с надеждой
Я лечу к любимой вновь
И в душе крылатой, нежной
Ей несу свою любовь.
Пусть преграда за преградой
На моём пути встают,
Но ищу под звездопадом
Я любимую свою.
Мы находим своё счастье
Не во сне, а наяву
И, летя средь звёзд блестящих,
Нам не слышно, как зовут
Голоса любимых, нежных,
Что забыли мы во сне,
А они опять с надеждой
Ждут признаний в тишине.
Во Вселенной вмиг растает
Сон, в котором я искал
Ту, кто явью в жизни станет, —
Ей об этом я сказал.
А она мне вожделенно
Прошептала: «Я твоя…»,
И её вновь во Вселенной
Не ищу ночами я.
Мы летаем с ней от счастья,
Словно птицы, в вышине,
И Вселенная мне часто
Вспоминается во сне.
Сквозь Вселенную летайте
Не одни, а только с той,
Кто мила, и обретайте
Вместе счастье и покой.
Источник
Через Вселенную
Устало странствовал я во Вселенной,
Меж звезд, планет и вечной темноты.
Чтобы с любовью встретиться нетленной —
Оплотом верности и чистоты.
Парад планет: Сатурн, Уран, Меркурий,
Нептун, Плутон, Юпитер, Марс —
Передо мною океан безлюдный
И звезд таинственных контраст.
Кочую в безвоздушном царстве,
Через безмерный дикий океан,
Через бездушное пространство
Сквозь галактический обман.
В безвременном межзвездном караване
Несчетный совершаю круг.
И в этой жуткой темно-синей яме
Мелькнуло что-то голубое вдруг.
Не выдержав минутного волненья,
Без страха я бросаюсь прямо вниз:
Зовет меня земное притяженье —
Скайдайвером лечу быстрее птиц.
Земля моя – мое прекрасное начало!
Моя надежда, вера и любовь!
Ты все, как надо, в жизни понимала:
Вливала силы, забирала кровь.
Пожары, наводнения, цунами
Кромсали душу бренную твою.
Тебя несщадно войны истязали,
Из недр сосали кровеносную струю.
Но выстояла ты! И всем невзгодам
Надежный предложила щит.
Твоя любовь затмила непогоды
И содержаньем наполняла жизнь.
Ты душу мою вывела из рабства,
И мысли повелела долго жить.
Ты мне дала бесценные богатства:
Ты научила верить и любить.
И будешь ты всегда любима мною,
Как этот мир безумный я люблю!
Через Вселенной лечу я за тобою,
И девушку по имени Земля зову.
Источник
Создание эффекта быстрого полета сквозь космос (или падающего снега) за 10 минут на p5.js
Недавно под вдохновением от канала The Coding Train я решил поучаствовать в одном из 10-минутных челленджей, в котором нужно было создать иллюзию полета сквозь космос с большой скоростью.
Для реализации проекта я выбрал уже хорошо знакомый мне p5.js — библиотеку для JavaScript, предназначенную для создания арта алгоритмическим способом. Почему нельзя было для этого использовать стандартные графические пакеты от Adobe?
Во-первых, делать такое кодом — это красиво.
Во-вторых, код позволяет на лету, поменяв буквально несколько параметров, получить другой результат, скорость экспериментов и итераций значимо увеличивается.
Ну и в-третьих, этот код потом легко интегрировать в любой веб-проект в виде скрипта на JS.
Ну что же, в бесконечность и далее…
Чтобы начать проект, проще всего зайти в онлайн-редактор на сайте editor.p5js.org
Первым делом нам стоит создать звезды. Понятно, что нам нужно большое количество звезд, хотя технически в пространстве космоса несложно найти пространство, где невооруженным глазом можно вообще не увидеть звезд, однако наше представление об этом эффекте было создано при помощи научно-фантастических фильмов. Думаю, можно пренебречь ради эффектности точностью. Итак. Нам нужно сделать генератор рандомных звезд.
Для начала в самом верху создадим массив, который будет хранить наши звезды:
Давайте создадим новую функцию с названием Star() У нее должно быть четыре ключевых параметра: положение по x, y и переменная z, через которую мы будем изменять все остальное. Для создания случайности возникновения изначальных точек мы можем воспользоваться функцией random(), а в качестве параметров задать границы нашего экрана по ширине и высоте.
Функция random() работает с 0, 1 или 2 аргументами. Без аргументов — выдает случайное число от 0 до 1, с одним — от 0 до аргумента, с двумя — от первого до второго.
Поскольку мы собираемся строить “завод” по производству звезд, давайте сразу введем ключевое слово this, которое будет обращаться и получать доступ к информации у объекта, из которого эту функцию (а точнее — метод) мы будем вызывать.
У опытных может возникнуть вопрос — мы что, собираемся делать реальный 3d? Но на самом деле гораздо проще сделать псевдо-3d, как в олдскульных играх. Переменная z здесь нужна для других целей. Она будет отвечать только за иллюзию третьего измерения.
Готово, хотя звезды пока не видны, но создавать мы их уже можем. Настало время придать им движение. Для этого мы расширяем нашу функцию Star() новым методом (вложенной функцией) update(), которая отвечает за бесконечный цикл изменений.
Нам нужно определиться со скоростью движения сквозь звезды. Для этого создадим переменную speed и сделаем ее равной 25. Логика следующая: мы изменяем параметр z, который будет в влиять на параметры x и y, чтобы меняя один параметр мы меняли все. Как только этот параметр достигает значения меньше единицы, мы откатываем параметры опять к рандомным начальным значениям, начиная новый цикл движения звезды по экрану.
Что же, звезды создаются и даже движутся, настало время их увидеть. Для этого мы воспользуемся функцией show(), так же создав обращение к объекту через this и покрасив наши звезды в белый цвет.
Теперь нам нужно создать форму для нашей звезды, причем так, чтобы иметь разнообразие в траекториях и размере. Делать это мы будем через все ту же переменную z, которая изначально равна ширине экрана (width), но с каждым фреймом уменьшается на 25, пока не станет меньше 1, после чего цикл повторяется.
Чтобы получить красивое движение звезд из центра к краю, давайте посмотрим, как должно меняться положение, а именно переменные x и y. Каждая звезда должна появляться на воображаемом луче и по нему же уходить к краю экрана.
Представим, что начальная точка — это координата 200,200. Нам нужно сделать так, чтобы оба этих показателя постепенно изменялись в сторону уменьшения
Поскольку z у нас всегда равна ширине экрана (к примеру — 600), а x и y варьируются от -600 до 600, переменные x и y на старте у нас всегда будут меньше или равны z. Это наводит на мысль, что мы можем перевести значения в более простые для управления значения от 0 до 1, просто разделяя x или y на z.
Далее мы можем сделать стандартную функцию маппинга — приравнять числа от 0 до 1 пропорционально ширине или высоте экрана. И именно эти значения уже передать в качестве параметров нашей звезде-шару: ellipse()
- x и y отрицательные
- x и y положительные
- x положительный, y отрицательный или наоборот.
Представим, что width = 600, это наш космос. x = -300, y = -300. В этом кейсе начальная точка будет -300/600 = -0,5, через 4 фрейма, когда z уменьшится на 4*25=100, координата будет уже -300/500=-0,6, т.е., координаты будут ЛИНЕЙНО уходить от центра экрана (координаты 0,0) вверх и влево, пока z не станет меньше 1.
В случае, если они будут положительными, все будет происходить точно так же, только движение будет вниз и вправо.
В случае, если они отличаются, возможны вариант вниз и влево (при положительным y и отрицательном x) или вверх и вправо (при отрицательном y и положительном x).
Функция эллипса берет четыре параметра: положение по x, положение по y, диаметр по x и диаметр по y, на основе которых строит эллипс.
Ну что же, пора зажигать звезды и создавать космос.
Под starts и speed создаем стандартную функцию, создающую окружение (работает один раз) — setup() Внутри мы создаем наш холст — createCanvas(600,600) и запускаем наш завод по созданию звезд через цикл for, для начала ограничимся 800.
После этого создаем вторую стандартную функцию — draw(), ее отличие в том, что она работает в бесконечном цикле. Красим фон через background() в черный цвет, после чего через цикл for считаем по длине массива stars (800) и, обращаясь к каждой звезде в массиве, вызываем функцию (в данном случае — метод) update() и show():
Все, мы полетели, но есть две проблемы. Первая — поскольку точка отсчета координат по умолчанию стоит не по центру, а в верхнем левом углу, то мы видим только ту часть звезд, которые не имеют изначально отрицательного значения по координатам. Остальные остаются за полем зрения.
Решить эту проблему достаточно легко — нужно просто перенести центр через команду translate(width / 2, height / 2).
Вторая проблема — звезды не меняют свой размер при приближении к наблюдателю. На подсознательном уровне мы чувствуем, что что-то не то.
Для того чтобы решить эту проблему, давайте вернемся к нашему эллипсу, создадим еще одну переменную r, которая так же будет зависеть от z и будет определять третий и четвертый параметры эллипса, отвечающие за диаметр по горизонтали и вертикали. Финальный код получится следующий:
Вот и все, пора лететь.
В комментариях TheShock предложил растягивать их от центра, чтобы звезды выглядели более звездами из СтарТрека и менее снегом. И дал ссылку на свое решение.
Я решил попробовать докрутить эту идеюу себя, но через свой код. Отказался от ellipse() в пользу line(), которая тоже берет 4 параметра — два к начальной точке и два к конечной точке линии. Первые две у нас уже были (sx, sy), теперь нужно было придумать, как должна меняться конечная, чтобы это выглядело естественно.
Для этого внедряем новую переменную:
В блоке show() я просто добавил вторую пару для линии с той же логикой расчета:
Плюс я заметил, что в примере выше цвет звезд был не чисто белый. Так что при создании линии я добавил ей цвет «powder blue»
Однако в итоге получилось вот так:
Дело в том, что вторая координата до пересоздания оставалась в начальной точке. Чтобы это поправить я в конце цикла добавил:
Все, в зависимости от скорости размытие будет больше или меньше, при 25 это выглядит вот так:
Источник