Путешествие со скоростью света невозможно: или проблема пришла оттуда, откуда её не ждали
Человечество уже многие тысячи лет смотрит на небо и задается вопросом путешествия в космическом пространстве. Конечно, околоземную орбиту мы уже, потихоньку, осваиваем и, даже, имеем орбитальную станцию. Но на этом всё. В прямом смысле этого слова: "Всё". Дальше человек так и не смог добраться, не считая лунных миссий американцев полвека назад. Конечно, люди научились строить автоматические станции и спускаемые аппараты, которые позволили заглянуть в глубины Солнечной системы. Но и на это, тоже "всё". И как бы это не звучало страшно, но похоже, что люди никогда не сумеют выбраться дальше своей системы, в которой есть одна единственная звезда - Солнце.
И на такие слова есть очень веские аргументы. Как бы человек не хотел вырваться дальше, хотя бы к ближайшим к нам звездам, таким как Альфа Центавра или Сириус, сделать это может помешать один фактор. В общем, как говорится в заголовке данного материала: "проблема пришла оттуда, откуда её не ждали. Мы - люди, думаем, что в космическом пространстве действуют определенные законы физики, которые были открыты учеными, но на самом деле, вырвавшись в межзвездное пространство, космический корабль землян может столкнуться с целым рядом проблем, в том числе, вплоть до того, что на корабль начнут действовать неизвестные ранее физические законы, которые существуют, именно, в пространстве, которое расположено между звездными системами.
Как говорится, одно дело наблюдать за далекими звездами в телескоп, а другое - столкнуться с силами и законами физики, о которых не знал и не мог знать в принципе. Допустим, известно, что когда американский межпланетный космический аппарат "Пионер-10" вышел за пределы планеты Плутон далее к границам Солнечной системы, то на него начали действовать неизвестные силы, которые вызывают слабое торможение. У ученых однозначных ответов нет, так как о таком воздействии не могли знать. Есть мнение, что это может быть как неизвестные эффекты инерции, так и эффекты времени. Но возможно и такое, что просто произошла утечка газа и на аппарат стала действовать реактивная сила, которая и вызвала эффект слабого торможения аппарата.
Но и на этом не всё. Например, американский аппарат "Вояджер-1", также зафиксировал интересные свойства космического пространства вдали от Земли в глубинах Солнечной системы, а вернее, ближе к её границам. Данный аппарат зафиксировал, что на границе Солнечной системы находится область, в которой очень сильное магнитное поле и весь смысл в том, что в данной области давление заряженных частиц со стороны межзвездного пространства (то есть оттуда, куда мы хотим лететь), как бы, "заставляет" поле, которое создается Солнцем, уплотняться. То есть, тут мы можем точно сказать, что межзвездное пространство, отнюдь, не пустое, как казалось бы, а очень даже заполнено межзвездным веществом.
Кстати, "Вояджер-1" зарегистрировал своей научной аппаратурой, что количество высокоэнергетических электронов, которые проникают в Солнечную систему из межзвездного пространства в 100 раз выше, чем то количество высокоэнергетических электронов, которое располагается в пределах Солнечной системы. То есть, в межзвездном пространстве очень огромный уровень галактических космических лучей, тех самых, как было сказано выше, высокоэнергетических заряженных частиц. Но вы думаете, что на этом всё? На самом деле, это только начало тех проблем, которые встретятся путешественникам с планеты Земля.
Надо точно запомнить один факт: межзвездное космическое пространство не пустое, в нем встречаются как остатки газа, всевозможные частицы и просто космическая пыль. Дело в том, что те автоматические аппараты, которые летят в космосе встречаются с атомами всевозможных частиц и при путешествии к тем же планетам Солнечной системы. Но их скорость несоизмеримо мала, со скоростью света, поэтому эффект бомбардировки о корпус аппарата не очень заметен для научной аппаратуры и других систем космического аппарата. А теперь представим, что космический корабль землян разогнался до околосветовой скорости. В этом случае, воздействие на корпус корабля вырастет в сотни и тысячи раз. Проще говоря, бомбардировка элементарными частицами, то есть атомами будет иметь куда больший ударный эффект.
То есть, каждый атом будет иметь такой же эффект, если бы корабль столкнулся с космическим лучом большой энергии. То есть, на корабль начнет действовать очень жесткая радиация, которая станет просто недопустимой для его корпуса, а тем более, для бортовой аппаратуры и систем жизнеобеспечения. Как говорится, бомбардировка частицами будет очень жесткой, даже при путешествии к той же тройной звездной системе Альфа Центавра. Учеными, даже посчитано, что механическое воздействие частиц при скоростях, близким к околосветовой, будет как от эффекта с разрывными пулями. То есть, каждый сантиметр защитного экрана космического корабля будет обстреливаться с частотой 12 выстрелов в минуту. И так будет постоянно, весь полет.
Думаю, что уже понятно, что ни один защитный экран не выдержит такого прямого воздействия на протяжении всего полета. Допустим, только до системы Альфа Центавра при скорости полета, близкой к скорости света, полет составит около 4,5 лет. Здесь поможет только огромная толщина защитного экрана (сотни метров толщиной и весом в сотни тысяч тонн), либо самовосстанавливающийся материал, который сможет избавляться от последствий постоянной бомбардировки элементарными частицами. Теперь представим, что в таком случае, корабль для межзвездных путешествий будет состоять из данного экрана и огромного запаса топлива. Ведь корабль не может нести экран только перед собой, для полный защиты, экран окутает его полностью со всех сторон.
Топлива же для таких путешествий, при современном развитии науки, необходимо миллионами тонн. И это только для путешествия к Альфа Центавра. Чтобы лететь дальше - топлива нужно еще больше. Теперь, представим, что такой корабль удалось построить и снарядить экспедицию, но есть еще одно но. Космос между звездами полон не только атомами, но и объектами покрупнее, допустим, космическая пыль, микрометеориты. А если же кораблю, у которого скорость ближе к световой, на пути встретится астероид, который летит явно не скоростью света, то встреча с ним может быть фатальной. Дело в том, что такой астероид, мало того, что можно не успеть своевременно засечь, так еще и его размеры могут оказаться во много раз крупнее самого корабля.
Поэтому, корабль, разогнанный до светой или околосветовой скорости, может просто не долететь до нужного адреса, так как есть вероятность, что он на огромной скорости врежется в астероид или комету, которые одиноко путешествуют в межзвездном пространстве. Так что, приходим к неутешительному выводу, что межзвездные полеты могут быть реализованы с куда меньшими скоростями - с такими, чтобы, хотя бы, не врезаться по пути в астероид или другой космический объект. В этом же случае, полностью теряется смысл полет к другим звездам, так как для человечества важно, чтобы добраться до звезды в течении одного поколения. Согласитесь, ведь это так и есть. Так что, на данный момент времени, из-за таких вот явных проблем с полетами на скоростях, близкими к скорости света - межзвездные перелёты просто невозможны.
Как говорится, одно дело наблюдать за далекими звездами в телескоп, а другое - столкнуться с силами и законами физики, о которых не знал и не мог знать в принципе. Допустим, известно, что когда американский межпланетный космический аппарат "Пионер-10" вышел за пределы планеты Плутон далее к границам Солнечной системы, то на него начали действовать неизвестные силы, которые вызывают слабое торможение. У ученых однозначных ответов нет, так как о таком воздействии не могли знать. Есть мнение, что это может быть как неизвестные эффекты инерции, так и эффекты времени. Но возможно и такое, что просто произошла утечка газа и на аппарат стала действовать реактивная сила, которая и вызвала эффект слабого торможения аппарата.
Планетарная туманность Небула Ic 4406. Снимок сделан космическим телескопом Хаббл
Но и на этом не всё. Например, американский аппарат "Вояджер-1", также зафиксировал интересные свойства космического пространства вдали от Земли в глубинах Солнечной системы, а вернее, ближе к её границам. Данный аппарат зафиксировал, что на границе Солнечной системы находится область, в которой очень сильное магнитное поле и весь смысл в том, что в данной области давление заряженных частиц со стороны межзвездного пространства (то есть оттуда, куда мы хотим лететь), как бы, "заставляет" поле, которое создается Солнцем, уплотняться. То есть, тут мы можем точно сказать, что межзвездное пространство, отнюдь, не пустое, как казалось бы, а очень даже заполнено межзвездным веществом.
Кстати, "Вояджер-1" зарегистрировал своей научной аппаратурой, что количество высокоэнергетических электронов, которые проникают в Солнечную систему из межзвездного пространства в 100 раз выше, чем то количество высокоэнергетических электронов, которое располагается в пределах Солнечной системы. То есть, в межзвездном пространстве очень огромный уровень галактических космических лучей, тех самых, как было сказано выше, высокоэнергетических заряженных частиц. Но вы думаете, что на этом всё? На самом деле, это только начало тех проблем, которые встретятся путешественникам с планеты Земля.
Биполярная планетарная туманность NGC 6302 в созвездии Скорпион. Снимок сделан космическим телескопом Хаббл
Надо точно запомнить один факт: межзвездное космическое пространство не пустое, в нем встречаются как остатки газа, всевозможные частицы и просто космическая пыль. Дело в том, что те автоматические аппараты, которые летят в космосе встречаются с атомами всевозможных частиц и при путешествии к тем же планетам Солнечной системы. Но их скорость несоизмеримо мала, со скоростью света, поэтому эффект бомбардировки о корпус аппарата не очень заметен для научной аппаратуры и других систем космического аппарата. А теперь представим, что космический корабль землян разогнался до околосветовой скорости. В этом случае, воздействие на корпус корабля вырастет в сотни и тысячи раз. Проще говоря, бомбардировка элементарными частицами, то есть атомами будет иметь куда больший ударный эффект.
То есть, каждый атом будет иметь такой же эффект, если бы корабль столкнулся с космическим лучом большой энергии. То есть, на корабль начнет действовать очень жесткая радиация, которая станет просто недопустимой для его корпуса, а тем более, для бортовой аппаратуры и систем жизнеобеспечения. Как говорится, бомбардировка частицами будет очень жесткой, даже при путешествии к той же тройной звездной системе Альфа Центавра. Учеными, даже посчитано, что механическое воздействие частиц при скоростях, близким к околосветовой, будет как от эффекта с разрывными пулями. То есть, каждый сантиметр защитного экрана космического корабля будет обстреливаться с частотой 12 выстрелов в минуту. И так будет постоянно, весь полет.
Снимок звезды Альфа Центавра на звездном небе в увеличенном формате
Думаю, что уже понятно, что ни один защитный экран не выдержит такого прямого воздействия на протяжении всего полета. Допустим, только до системы Альфа Центавра при скорости полета, близкой к скорости света, полет составит около 4,5 лет. Здесь поможет только огромная толщина защитного экрана (сотни метров толщиной и весом в сотни тысяч тонн), либо самовосстанавливающийся материал, который сможет избавляться от последствий постоянной бомбардировки элементарными частицами. Теперь представим, что в таком случае, корабль для межзвездных путешествий будет состоять из данного экрана и огромного запаса топлива. Ведь корабль не может нести экран только перед собой, для полный защиты, экран окутает его полностью со всех сторон.
Топлива же для таких путешествий, при современном развитии науки, необходимо миллионами тонн. И это только для путешествия к Альфа Центавра. Чтобы лететь дальше - топлива нужно еще больше. Теперь, представим, что такой корабль удалось построить и снарядить экспедицию, но есть еще одно но. Космос между звездами полон не только атомами, но и объектами покрупнее, допустим, космическая пыль, микрометеориты. А если же кораблю, у которого скорость ближе к световой, на пути встретится астероид, который летит явно не скоростью света, то встреча с ним может быть фатальной. Дело в том, что такой астероид, мало того, что можно не успеть своевременно засечь, так еще и его размеры могут оказаться во много раз крупнее самого корабля.
Поэтому, корабль, разогнанный до светой или околосветовой скорости, может просто не долететь до нужного адреса, так как есть вероятность, что он на огромной скорости врежется в астероид или комету, которые одиноко путешествуют в межзвездном пространстве. Так что, приходим к неутешительному выводу, что межзвездные полеты могут быть реализованы с куда меньшими скоростями - с такими, чтобы, хотя бы, не врезаться по пути в астероид или другой космический объект. В этом же случае, полностью теряется смысл полет к другим звездам, так как для человечества важно, чтобы добраться до звезды в течении одного поколения. Согласитесь, ведь это так и есть. Так что, на данный момент времени, из-за таких вот явных проблем с полетами на скоростях, близкими к скорости света - межзвездные перелёты просто невозможны.
Комментариев пока нет