Pentru a atinge viteze apropiate de viteza luminii, o rachetă cu mai multe etape ar trebui să-și piardă o parte din masă pe măsură ce accelerează, așa cum face racheta Super Haas prezentată aici.

Să presupunem că vrei să pleci într-o călătorie interstelară și să ajungi la destinație cât mai repede posibil. S-ar putea să nu o poți face până mâine, dar dacă ai avea toate instrumentele și tehnologia necesare, plus puțin ajutor din partea relativității lui Einstein, ai putea ajunge acolo într-un an? Ce zici de apropierea de viteza luminii? Acesta este exact ceea ce cititorul nostru întreabă săptămâna aceasta:

Am citit recent o carte al cărei autor a încercat să explice paradoxul gemenilor imaginându-mi o navă spațială zburând la 1 g timp de 20 de ani și apoi revenind. Este posibil să menținem o astfel de accelerație pentru un asemenea timp? Dacă, de exemplu, îți începi călătoria în prima zi a noului an și zbori cu o accelerație de 9,8 metri pe secundă pe secundă, atunci, conform calculelor, poți atinge viteza luminii până la sfârșitul anului. Cum pot accelera și mai mult după asta?

Pentru a călători spre stele, este absolut necesar să se mențină o astfel de accelerație.



Această lansare din 1992 a navetei spațiale Columbia arată că racheta nu accelerează instantaneu - este nevoie de mult timp pentru a accelera.

Cele mai avansate rachete și sisteme de propulsie cu reacție create de omenire nu sunt suficient de puternice pentru o astfel de sarcină, deoarece nu ating atât de multă accelerație. Sunt impresionante pentru că accelerează o masă uriașă destul de mult timp. Dar accelerația rachetelor precum Saturn 5, Atlas, Falcon și Soyuz nu depășește accelerația oricărei mașini sport: de la 1 la 2 g, unde g este 9,8 metri pe secundă pătrat. Care este diferența dintre o rachetă și o mașină sport? Mașina își va atinge limita în 9 secunde, la aproximativ 320 km/h. O rachetă poate accelera în acest fel mult mai mult - nu secunde sau minute, ci un sfert de oră.

NASA a fost prima care a lansat racheta Apollo 4 de la Centrul Spațial Cape Kennedy. Deși a accelerat la fel ca o mașină sport, cheia succesului a fost menținerea acelei accelerații pentru o lungă perioadă de timp.

Așa putem depăși atracția gravitațională a Pământului și putem intra pe orbită, ajungem în alte lumi din sistemul nostru solar sau chiar scăpăm de gravitația soarelui. Dar la un moment dat vom atinge limita - putem accelera pentru o perioadă limitată de timp din cauza restricțiilor privind cantitatea de combustibil transportată. Combustibilul pentru rachete pe care îl folosim este, din păcate, extrem de ineficient. Ați văzut celebra ecuație a lui Einstein, E = mc 2 , care descrie masa ca o formă de energie și modul în care energia poate fi stocată ca materie. Minunatul nostru combustibil pentru rachete este îngrozitor de ineficient.

Prima funcționare de testare a motorului SpaceX Raptor la începutul anului 2016

Folosind reacții chimice, propulsorul transformă cel mult 0,001% din masa sa în energie, limitând sever viteza maximă disponibilă navei spațiale. Și de aceea, lansarea a 5 tone de sarcină utilă pe orbită geostaționară necesită o rachetă care cântărește 500 de tone. Rachetele nucleare ar fi mai eficiente, transformând aproximativ 0,5% din masa lor în energie, dar rezultatul ideal ar fi un combustibil materie-antimaterie care atinge o eficiență de 100% în conversia E = mc 2 . Dacă ai avea o rachetă de o anumită masă, indiferent de ce, și doar 5% din acea masă era conținută în antimaterie (și încă 5% în materie de unică folosință), ai putea controla anihilarea în timp. Rezultatul ar fi o accelerație constantă și susținută de 1 g pe o perioadă de timp mult mai lungă decât v-ar oferi orice alt combustibil.

O impresie de artist despre un sistem de propulsie cu reacție care utilizează antimaterie. Anihilarea materiei/antimateriei produce cea mai mare densitate de energie fizică dintre orice substanță cunoscută.

Dacă aveți nevoie de o accelerație constantă, atunci anihilarea materiei/antimateriei care reprezintă câteva procente din masa totală vă va permite să accelerați în acest ritm timp de luni de zile. În acest fel, poți câștiga până la 40% din viteza luminii dacă cheltuiești întregul buget anual al SUA pentru crearea de antimaterie și accelerezi 100 kg de sarcină utilă. Dacă trebuie să accelerezi și mai mult, trebuie să crești cantitatea de combustibil pe care o iei cu tine. Și cu cât accelerezi mai mult, cu atât ești mai aproape de viteza luminii, cu atât efectele relativiste vor fi observate pentru tine.

Cum crește viteza în timp dacă mențineți accelerația la 1 g timp de câteva zile, luni, ani sau un deceniu

După zece zile de zbor la 1 g, vei fi trecut deja de Neptun, ultima planetă din sistemul solar. După câteva luni, veți începe să observați încetinirea timpului și scurtarea distanțelor. Într-un an vei ajunge deja la 80% din viteza luminii; in 2 ani te vei apropia de 98% din viteza luminii; După 5 ani de zbor cu o accelerație de 1 g, te vei deplasa cu 99,99% din viteza luminii. Și cu cât accelerezi mai mult, cu atât te vei apropia de viteza luminii. Dar nu o vei reuși niciodată. Mai mult, în timp, acest lucru va necesita din ce în ce mai multă energie.

Pe o scară logaritmică, poți vedea că cu cât accelerezi mai mult, cu atât te vei apropia de viteza luminii, dar nu o vei atinge niciodată. Chiar și în 10 ani te vei apropia de 99,9999999% din viteza luminii, dar nu o vei atinge

Primele zece minute de accelerație vor necesita o anumită cantitate de energie, iar până la sfârșitul acestei perioade te vei deplasa cu o viteză de 6 km/s. După alte 10 minute, îți vei fi dublat viteza la 12 km/s, dar asta va necesita de trei ori mai multă energie. În alte zece minute te vei deplasa cu o viteză de 18 km/s, dar aceasta va necesita de 5 ori mai multă energie decât în ​​primele zece minute. Această schemă va continua să funcționeze. Într-un an, vei folosi deja de 100.000 de ori mai multă energie decât ai început! În plus, viteza va crește din ce în ce mai puțin.

Lungimile sunt scurtate și timpul este întins. Graficul arată cum o navă spațială care călătorește cu o accelerație de 1 g timp de o sută de ani poate călători în aproape orice punct din universul vizibil și poate reveni de acolo, într-o singură viață umană. Dar până se va întoarce, mai mult timp va fi trecut pe Pământ.

Dacă vrei să accelerezi o navă de 100 kg timp de un an la 1 g, vei avea nevoie de 1000 kg de materie și 1000 kg de antimaterie. Într-un an te vei deplasa cu 80% din viteza luminii, dar nu o vei depăși niciodată. Chiar dacă ai avea o cantitate infinită de energie. Accelerația constantă necesită o creștere constantă a forței și cu cât mergi mai repede, cu atât mai multă energie este irosită cu efecte relativiste. Și până când ne dăm seama cum să controlăm deformarea spațiului, viteza luminii va rămâne limitarea finală a Universului. Orice care are masă nu va putea ajunge la ea, cu atât mai puțin să o depășească. Dar dacă începi azi, atunci peste un an te vei găsi acolo unde niciun obiect macroscopic nu a mai ajuns vreodată!

Umbrele pot călători mai repede decât lumina, dar nu pot transporta materie sau informații

Este posibil zborul superluminal?

Secțiunile acestui articol sunt subtitrate și fiecare secțiune poate fi referită separat.

Exemple simple de călătorie superluminală

1. Efectul Cherenkov

Când vorbim despre mișcarea la viteze superluminale, ne referim la viteza luminii în vid c(299.792.458 m/s). Prin urmare, efectul Cherenkov nu poate fi considerat un exemplu de mișcare la viteză superluminală.

2. Al treilea observator

Dacă racheta A zboară departe de mine cu viteză 0,6c spre vest, iar racheta B zboară departe de mine cu viteză 0,6c spre est, apoi văd că distanţa dintre AȘi B crește cu viteza 1.2c. Privind zborul rachetelor AȘi B din exterior, al treilea observator vede că viteza totală de îndepărtare a rachetelor este mai mare decât c .

in orice caz viteza relativa nu este egală cu suma vitezelor. Viteza rachetei Aîn raport cu racheta B este viteza cu care crește distanța până la rachetă A, care este văzut de un observator care zboară pe o rachetă B. Viteza relativă trebuie calculată folosind formula relativistă de adunare a vitezelor. (Vezi Cum se adaugă viteze în relativitatea specială?) În acest exemplu, viteza relativă este aproximativ egală cu 0,88c. Deci, în acest exemplu, nu am obținut viteza superluminală.

3. Lumină și umbră

Gândește-te cât de repede se poate mișca o umbră. Dacă lampa este aproape, atunci umbra degetului de pe peretele îndepărtat se mișcă mult mai repede decât se mișcă degetul. Când mișcați degetul paralel cu perete, viteza umbrei este D/d ori mai mare decât viteza degetului tău. Aici d- distanța de la lampă la deget și D- de la lampă la perete. Viteza va fi și mai mare dacă peretele este situat într-un unghi. Dacă peretele este foarte departe, atunci mișcarea umbrei va rămâne în urma mișcării degetului, deoarece lumina durează timp pentru a ajunge la perete, dar viteza umbrei care se mișcă de-a lungul peretelui va crește și mai mult. Viteza unei umbre nu este limitată de viteza luminii.

Un alt obiect care poate călători mai repede decât lumina este punctul de lumină de la un laser îndreptat spre Lună. Distanța până la Lună este de 385.000 km. Puteți calcula singur viteza cu care punctul de lumină se mișcă pe suprafața Lunii cu ușoare vibrații ale indicatorului laser în mână. S-ar putea să vă placă și exemplul unui val care lovește o linie dreaptă a plajei la un unghi ușor. Cu ce ​​viteză se poate deplasa punctul de intersecție al valului și țărmului de-a lungul plajei?

Toate aceste lucruri se pot întâmpla în natură. De exemplu, un fascicul de lumină de la un pulsar poate călători de-a lungul unui nor de praf. O explozie puternică poate crea unde sferice de lumină sau radiații. Când aceste unde se intersectează cu orice suprafață, pe acea suprafață apar cercuri de lumină și se extind mai repede decât lumina. Acest fenomen are loc, de exemplu, atunci când un impuls electromagnetic de la un fulger trece prin atmosfera superioară.

4. Solid

Dacă ai o tijă lungă și rigidă și lovești un capăt al lansetei, celălalt capăt nu se va mișca imediat? Nu este acesta o modalitate de transmitere superluminală a informațiilor?

Ar fi adevărat dacă Erau corpuri perfect rigide. În practică, impactul se transmite de-a lungul tijei cu viteza sunetului, care depinde de elasticitatea și densitatea materialului tijei. În plus, teoria relativității limitează vitezele posibile ale sunetului într-un material prin valoare c .

Același principiu se aplică dacă țineți o sfoară sau o tijă vertical, o eliberați și aceasta începe să cadă sub influența gravitației. Capătul superior pe care îl lăsați începe să cadă imediat, dar capătul inferior va începe să se miște abia după un timp, deoarece dispariția forței de reținere este transmisă în jos tijei cu viteza sunetului din material.

Formularea teoriei relativiste a elasticității este destul de complexă, dar ideea generală poate fi ilustrată folosind mecanica newtoniană. Ecuația pentru mișcarea longitudinală a unui corp ideal elastic poate fi derivată din legea lui Hooke. Să notăm densitatea liniară a tijei ρ , Modulul de elasticitate al lui Young Y. Deplasarea longitudinală X satisface ecuația de undă

ρ d 2 X/dt 2 - Y d 2 X/dx 2 = 0

Soluția de undă plană se mișcă cu viteza sunetului s, care se determină din formulă s 2 = Y/ρ. Ecuația undelor nu permite perturbărilor din mediu să se miște mai repede decât viteza s. În plus, teoria relativității dă o limită mărimii elasticității: Y< ρc 2 . În practică, niciun material cunoscut nu se apropie de această limită. Vă rugăm să rețineți că, chiar dacă viteza sunetului este aproape de c, atunci materia în sine nu se mișcă neapărat cu o viteză relativistă.

Deși nu există corpuri solide în natură, există mișcarea corpurilor rigide, care poate fi folosit pentru a depăși viteza luminii. Acest subiect se referă la secțiunea deja descrisă de umbre și lumini. (Vezi Foarfecele superluminale, Discul rotativ rigid în relativitate).

5. Viteza fazei

Ecuația undelor
d 2 u/dt 2 - c 2 d 2 u/dx 2 + w 2 u = 0

are o soluție în formă
u = A cos(ax - bt), c 2 a 2 - b 2 + w 2 = 0

Acestea sunt unde sinusoidale care se propagă la viteza v
v = b/a = sqrt(c 2 + w 2 /a 2)

Dar este mai mult de c. Poate aceasta este ecuația pentru tahioni? (vezi secțiunea ulterioară). Nu, aceasta este o ecuație relativistă obișnuită pentru o particulă cu masă.

Pentru a elimina paradoxul, trebuie să faceți distincția între „viteza de fază” v ph și „viteza grupului” v gr, și
v ph ·v gr = c 2

Soluția de undă poate avea dispersie de frecvență. În acest caz, pachetul de undă se mișcă cu o viteză de grup, care este mai mică decât c. Folosind un pachet wave, informațiile pot fi transmise numai la viteza de grup. Undele dintr-un pachet de unde se mișcă cu viteza de fază. Viteza de fază este un alt exemplu de mișcare superluminală care nu poate fi folosită pentru a transmite mesaje.

6. Galaxii superluminale

7. Racheta relativista

Lăsați un observator de pe Pământ să vadă o navă spațială care se îndepărtează cu o viteză 0,8c Conform teoriei relativității, el va vedea că ceasul de pe nava spațială merge de 5/3 ori mai încet. Dacă împărțim distanța până la navă la timpul de zbor în funcție de ceasul de la bord, obținem viteza 4/3c. Observatorul ajunge la concluzia că, folosind ceasul său de bord, pilotul navei va stabili și că zboară cu viteză superluminală. Din punctul de vedere al pilotului, ceasul lui funcționează normal, dar spațiul interstelar s-a micșorat de 5/3 ori. Prin urmare, zboară la distanțe cunoscute dintre stele mai repede, cu o viteză 4/3c .

Dar acesta încă nu este un zbor superluminal. Nu puteți calcula viteza folosind distanța și timpul definite în diferite sisteme de referință.

8. Viteza gravitației

Unii insistă că viteza gravitației este mult mai mare c sau chiar infinit. Vedeți Gravitația călătorește cu viteza luminii? și Ce este radiația gravitațională? Perturbațiile gravitaționale și undele gravitaționale se propagă cu viteză c .

9. Paradoxul EPR

10. Fotoni virtuali

11. Efect de tunel cuantic

În mecanica cuantică, efectul de tunel permite unei particule să depășească o barieră, chiar dacă nu are suficientă energie pentru a face acest lucru. Este posibil să se calculeze timpul de tunel printr-o astfel de barieră. Și se poate dovedi a fi mai puțin decât ceea ce este necesar pentru ca lumina să parcurgă aceeași distanță cu viteză c. Ar putea fi folosit pentru a transmite mesaje mai repede decât lumina?

Electrodinamica cuantică spune „Nu!” Cu toate acestea, a fost efectuat un experiment care a demonstrat transmiterea superluminală a informațiilor folosind efectul de tunel. Printr-o bariera de 11,4 cm latime la viteza de 4,7 c Simfonia a 40-a a lui Mozart a fost transferată. Explicația pentru acest experiment este foarte controversată. Majoritatea fizicienilor cred că efectul de tunel nu poate fi folosit pentru a transmite informație mai rapid decat lumina. Dacă acest lucru ar fi posibil, atunci de ce să nu transmiteți semnalul în trecut prin plasarea echipamentului într-un cadru de referință care se mișcă rapid.

17. Teoria câmpului cuantic

Cu excepția gravitației, toate fenomenele fizice observate corespund modelului standard. Modelul standard este o teorie relativistică a câmpului cuantic care explică interacțiunile electromagnetice și nucleare, precum și toate particulele cunoscute. În această teorie, orice pereche de operatori corespunzători observabilelor fizice separate printr-un interval spațial de evenimente „commută” (adică ordinea acestor operatori poate fi schimbată). În principiu, acest lucru implică faptul că în modelul standard un impact nu poate călători mai repede decât lumina, iar aceasta poate fi considerată echivalentul câmpului cuantic al argumentului energiei infinite.

Cu toate acestea, nu există dovezi impecabil de riguroase pentru teoria câmpului cuantic a modelului standard. Nimeni nu a dovedit încă că această teorie este consecventă intern. Cel mai probabil nu este cazul. În orice caz, nu există nicio garanție că nu există încă particule sau forțe nedescoperite care nu se supun interdicției deplasării superluminale. De asemenea, nu există o generalizare a acestei teorii care să includă gravitația și relativitatea generală. Mulți fizicieni care lucrează în domeniul gravitației cuantice se îndoiesc că ideile simple despre cauzalitate și localitate se vor generaliza. Nu există nicio garanție că într-o viitoare teorie mai completă, viteza luminii va păstra sensul vitezei finale.

18. Paradoxul bunicului

În relativitatea specială, o particulă care călătorește mai repede decât lumina într-un cadru de referință se deplasează înapoi în timp într-un alt cadru de referință. Călătoria FTL sau transferul de informații ar face posibilă călătoria sau trimiterea unui mesaj în trecut. Dacă o astfel de călătorie în timp ar fi posibilă, ai putea să te întorci în timp și să schimbi cursul istoriei ucigându-ți bunicul.

Acesta este un argument foarte serios împotriva posibilității deplasării superluminale. Adevărat, rămâne o posibilitate aproape neplauzibilă ca o călătorie superluminală limitată să fie posibilă, prevenind o întoarcere în trecut. Sau poate că călătoria în timp este posibilă, dar cauzalitatea este încălcată într-un mod consistent. Toate acestea sunt foarte exagerate, dar dacă discutăm despre călătoriile superluminale, este mai bine să fim pregătiți pentru idei noi.

Este adevărat și contrariul. Dacă am putea călători înapoi în timp, am putea depăși viteza luminii. Poți să te întorci în timp, să zbori undeva cu viteză mică și să ajungi acolo înainte să sosească lumina trimisă în modul obișnuit. Consultați Călătoria în timp pentru detalii despre acest subiect.

Întrebări deschise despre călătoriile mai rapide decât lumina

În această secțiune finală, voi descrie câteva idei serioase despre posibilele călătorii mai rapide decât lumina. Aceste subiecte nu sunt adesea incluse în Întrebări frecvente, deoarece par mai puțin răspunsuri și mai mult ca o mulțime de întrebări noi. Ele sunt incluse aici pentru a arăta că se fac cercetări serioase în această direcție. Se oferă doar o scurtă introducere a subiectului. Puteți găsi detalii pe internet. Ca și în cazul tuturor celor de pe internet, fii critic cu ei.

19. Tahioane

Tahionii sunt particule ipotetice care călătoresc local mai repede decât lumina. Pentru a face acest lucru, trebuie să aibă o masă imaginară. Mai mult, energia și impulsul tahionului sunt cantități reale. Nu există niciun motiv să credem că particulele superluminale nu pot fi detectate. Umbrele și luminile pot călători mai repede decât lumina și pot fi detectate.

Până acum, tahionii nu au fost găsiți, iar fizicienii se îndoiesc de existența lor. Au existat afirmații că în experimentele de măsurare a masei neutrinilor produse de dezintegrarea beta a tritiului, neutrinii erau tahioni. Acest lucru este îndoielnic, dar nu a fost încă infirmat definitiv.

Există probleme cu teoria tahionice. Pe lângă faptul că pot perturba cauzalitatea, tahionii fac, de asemenea, vidul instabil. Este posibil să ocolim aceste dificultăți, dar nici atunci nu vom putea folosi tahioni pentru transmiterea mesajelor superluminale.

Majoritatea fizicienilor cred că apariția tahionilor în teorie este un semn al unor probleme în această teorie. Ideea de tahioane este atât de populară în rândul publicului pur și simplu pentru că sunt adesea menționate în literatura științifico-fantastică. Vezi Tahioni.

20. Găuri de vierme

Cea mai faimoasă metodă de călătorie superluminală globală este utilizarea găurilor de vierme. O gaură de vierme este o tăietură în spațiu-timp de la un punct al universului la altul, care vă permite să călătoriți de la un capăt la altul al găurii mai repede decât calea obișnuită. Găurile de vierme sunt descrise de teoria generală a relativității. Pentru a le crea, trebuie să schimbați topologia spațiu-timpului. Poate că acest lucru va deveni posibil în cadrul teoriei cuantice a gravitației.

Pentru a menține o gaură de vierme deschisă, aveți nevoie de zone de spațiu cu energie negativă. C.W.Misner și K.S.Thorne au propus utilizarea efectului Casimir pe scară largă pentru a crea energie negativă. Visser a propus să folosească șiruri cosmice pentru aceasta. Acestea sunt idei foarte speculative și s-ar putea să nu fie posibile. Poate că forma necesară de materie exotică cu energie negativă nu există.

Recordul actual de viteză în spațiu este de 46 de ani. Când va fi bătut? Noi, oamenii, suntem obsedați de viteză. Astfel, abia în ultimele luni s-a știut că studenții din Germania au stabilit un record de viteză pentru o mașină electrică, iar în Statele Unite plănuiesc să îmbunătățească aeronavele hipersonice astfel încât să atingă viteze de cinci ori mai mari decât viteza sunetului, adică. peste 6100 km/h. Astfel de aeronave nu vor avea echipaj, dar nu pentru că oamenii nu se pot deplasa la viteze atât de mari. De fapt, oamenii s-au deplasat deja la viteze care sunt de câteva ori mai mari decât viteza sunetului.Totuși, există o limită dincolo de care corpurile noastre care se grăbesc rapid nu vor mai putea rezista la suprasarcină?Recordul actual de viteză aparține în egală măsură de trei astronauții care au participat la misiunea spațială Apollo 10", - Tom Stafford, John Young și Eugene Cernan. În 1969, când astronauții au înconjurat Luna și s-au întors înapoi, capsula în care se aflau a atins o viteză care pe Pământ ar fi de 39,897 km/h. „Cred că acum o sută de ani, cu greu ne-am putea imagina că o persoană s-ar putea deplasa în spațiu cu o viteză de aproape 40 de mii de kilometri pe oră”, spune Jim Bray de la concernul aerospațial Lockheed Martin. Bray este directorul proiectul de modul locuibil pentru promițătoarea navă spațială Orion ), care este dezvoltat de Agenția Spațială SUA NASA. Potrivit dezvoltatorilor, nava spațială Orion - multifuncțională și parțial reutilizabilă - ar trebui să lanseze astronauți pe orbita joasă a Pământului. Este foarte posibil ca cu ajutorul acestuia să se poată doborî recordul de viteză stabilit pentru o persoană în urmă cu 46 de ani.Noua rachetă super-grea, parte a Sistemului de Lansare Spațială, ar trebui, conform planului, să-și facă primul echipaj. zbor în 2021. Acesta va fi un zbor al unui asteroid situat pe orbită lunară, urmat de expediții de câteva luni pe Marte. Acum, potrivit designerilor, viteza maximă obișnuită a lui Orion ar trebui să fie de aproximativ 32 de mii de km/h. Cu toate acestea, viteza atinsă de Apollo 10 ar putea fi depășită chiar dacă s-ar păstra configurația de bază a lui Orion. „Orion este proiectat să zboare către o varietate de ținte de-a lungul duratei sale de viață”, spune Bray. , ceea ce plănuim acum.” Dar chiar și Orion va nu reprezintă vârful potențialului vitezei umane. „Nu există, în esență, nicio limită pentru viteza cu care putem călători, în afară de viteza luminii”, spune Bray. Viteza luminii este de un miliard de km/oră. Există vreo speranță că vom reuși să facem o punte între 40 de mii de km/h și aceste valori?În mod surprinzător, viteza ca mărime vectorială care indică viteza de mișcare și direcția de mișcare nu este o problemă pentru oameni în sens fizic , atâta timp cât este relativ constantă și direcționată într-o singură parte.De aceea, oamenii - teoretic - se pot deplasa în spațiu doar puțin mai lent decât „limita de viteză a universului”, adică. viteza luminii.Dar chiar dacă presupunem că depășim obstacolele tehnologice semnificative asociate cu crearea navelor spațiale de mare viteză, corpurile noastre fragile, mai ales de apă, se vor confrunta cu noi pericole asociate cu efectele vitezei mari. Pot apărea doar pericole imaginare. , deocamdată, dacă oamenii pot călători mai repede decât viteza luminii prin exploatarea lacunelor din fizica modernă sau prin descoperiri care sparg modelul. Cum să rezistam la suprasarcini Totuși, dacă intenționăm să ne mișcăm cu o viteză de peste 40 de mii de km/h, va trebui să ajungem la ea, apoi să încetinim, încet și cu răbdare.Accelerația rapidă și decelerația la fel de rapidă sunt pline de pericol de moarte. pentru corpul uman. Acest lucru este dovedit de gravitatea rănilor rezultate în urma accidentelor de mașină, în care viteza scade de la câteva zeci de kilometri pe oră la zero. Care este motivul pentru aceasta? În acea proprietate a Universului, care se numește inerție sau capacitatea unui corp fizic cu masă de a rezista unei schimbări a stării sale de repaus sau de mișcare în absența sau compensarea influențelor externe.Această idee este formulată în prima lege a lui Newton, care afirmă: „Fiecare corp continuă să fie menținut în starea sa de repaus sau în mișcare uniformă și liniară până când și cu excepția cazului în care este forțat de forțele aplicate să schimbe această stare. „O stare de repaus și mișcare cu o viteză constantă este normală pentru corpul uman, „, explică Bray. „În urmă cu aproximativ un secol, dezvoltarea aeronavelor robuste care puteau manevra cu viteză i-a determinat pe piloți să raporteze simptome ciudate cauzate de schimbările de viteză și direcție de zbor. Aceste simptome au inclus pierderea temporară a vederii și o senzație fie de greutate, fie de imponderabilitate.Cauza sunt forțele g, măsurate în unități de G, care este raportul dintre accelerația liniară și accelerația gravitației la suprafața Pământului sub influență. de gravitaţie sau de atracţie. Aceste unități reflectă efectul accelerației gravitaționale asupra masei, de exemplu, a unui corp uman.O suprasarcină de 1 G este egală cu greutatea unui corp care se află în câmpul gravitațional al Pământului și este atras de centrul planetei la o viteză de 9,8 m/sec (la nivelul mării).Suprasarcinile, pe care o persoană le experimentează vertical din cap până în picioare sau invers este o veste cu adevărat proastă pentru piloți și pasageri.La forțele g negative, i.e. încetinind, sângele curge de la degetele de la picioare la cap, apare o senzație de suprasaturare, ca atunci când se ridică mâinile. „Valul roșu” (sentimentul pe care îl experimentează o persoană când sângele se repetă la cap) apare atunci când partea inferioară translucidă, umflată de sânge. pleoapele se ridică și închid pupilele ochilor.Și, invers, cu accelerare sau forțe G pozitive, sângele curge de la cap la picioare, ochii și creierul încep să lipsească de oxigen, deoarece sângele se acumulează în extremitățile inferioare. , vederea devine ceață, i.e. are loc pierderea vederii culorii și apare ceea ce se numește „voal gri”, apoi are loc pierderea completă a vederii sau „voal negru”, dar persoana rămâne conștientă. Supraîncărcarea excesivă duce la pierderea completă a conștienței. Această condiție se numește sincopă de suprasarcină. Mulți piloți au murit pentru că un „voal negru” le-a căzut peste ochi și s-au prăbușit. O persoană obișnuită poate rezista la aproximativ cinci G de forță înainte de a-și pierde cunoștința. Piloții îmbrăcați în costume speciale anti-g și antrenați într-un mod special pentru a se încorda și a se relaxa mușchii trunchiului, astfel încât sângele să nu se scurgă din cap, sunt capabili să controleze aeronava la aproximativ nouă G. „Pentru perioade scurte de timp, corpul uman poate tolera forțe G mult mai puternice decât nouă G”, spune Jeff Swiatek, director executiv al Asociației de Medicină Aerospațială, cu sediul în Alexandria, Virginia - Dar foarte puțini oameni sunt capabili să reziste la suprasarcini mari pe o perioadă lungă de timp. „Noi, oamenii, suntem capabili să suportăm suprasolicitari enorme fără răni grave, totuși, doar pentru câteva momente.Record de anduranță pe termen scurt regizat de căpitanul forțelor aeriene americane Eli Beeding Jr. la baza forțelor aeriene Holloman din New Mexico. În 1958, în timp ce frâna pe o sanie specială cu motor rachetă, după ce a accelerat la 55 km/h în 0,1 secunde, a experimentat o suprasarcină de 82,3 G. Acest rezultat a fost înregistrat de un accelerometru montat pe piept. Beeding a suferit și un „nor negru” peste ochi, dar a scăpat doar cu vânătăi în timpul acestei demonstrații remarcabile de rezistență umană. Adevărat, după cursă a stat trei zile în spital. Și acum în spațiu.Astronauții, în funcție de mijlocul de transport, au experimentat și supraîncărcări destul de mari - de la trei la cinci G - în timpul decolărilor și, respectiv, la întoarcerea în straturile dense ale atmosferei. Aceste supraîncărcări sunt tolerate relativ ușor, datorită ideea inteligentă de a fixa călătorii în spațiu pe scaune în poziție culcat cu fața în direcția zborului. La atingerea unei viteze stabile de croazieră de 26.000 km/h pe orbită, astronauții nu simt viteza mai mult decât pasagerii de pe zborurile comerciale. nu reprezintă o problemă pentru expedițiile lungi pe nava spațială Orion, apoi cu roci spațiale mici - micrometeoriți - totul este mai complicat.Aceste particule de dimensiunea unui bob de orez pot dezvolta viteze impresionante și în același timp distructive de până la 300 de mii. km/h. Pentru a asigura integritatea navei și siguranța echipajului său, Orion este echipat cu un strat de protecție extern, a cărui grosime variază de la 18 la 30 cm. În plus, sunt prevăzute scuturi suplimentare de ecranare și plasarea ingenioasă a echipamentelor în interiorul navei. este folosită nava. „Pentru a nu pierde sistemele de zbor, este vital important pentru întreaga navă spațială, trebuie să calculăm cu precizie unghiurile de apropiere ale micrometeoriților”, spune Jim Bray. Fii sigur: micrometeoriții nu sunt singurul obstacol în calea misiunilor spațiale. , timp în care viteze mari de zbor uman în spațiul gol vor juca un rol din ce în ce mai important.În timpul expediției pe Marte vor trebui rezolvate și alte probleme practice, de exemplu, aprovizionarea cu hrană a echipajului și contracararea pericolului crescut de cancer din cauza efectele radiațiilor cosmice asupra corpului uman.Reducerea timpului de călătorie va reduce severitatea unor astfel de probleme, astfel încât viteza de mișcare va deveni din ce în ce mai de dorit. Zborul spațial de ultimă generație Această nevoie de viteză va pune noi obstacole călătorilor în spațiu.Noua navă spațială a NASA, care amenință să doboare recordul de viteză al lui Apollo 10, va continua să se bazeze pe sistemele de propulsie a rachetelor chimice testate în timp, folosite încă de la primele zboruri în spațiu. Dar aceste sisteme au limitări severe de viteză datorită eliberării de cantități mici de energie pe unitatea de combustibil. Deci, pentru a crește semnificativ viteza de zbor pentru oamenii care merg pe Marte și nu numai, oamenii de știință recunosc că sunt necesare abordări complet noi. „Sistemele pe care le avem astăzi sunt destul de capabile să ne ducă acolo”, spune Bray, „dar cu toții ne-am dori să asistați la o revoluție în propulsie.” Eric Davis, un fizician de frunte în cercetare la Institutul pentru Studii Avansate din Austin, Texas, și membru al Programului de fizică de propulsie al NASA, un proiect de cercetare de șase ani care sa încheiat în 2002, a identificat trei dintre cele mai promițătoare mijloace, din punctul de vedere al fizicii tradiționale, capabile să ajute omenirea să atingă viteze rezonabil suficiente pentru călătoriile interplanetare.Pe scurt, vorbim despre fenomenele de eliberare a energiei în timpul fisiunii materiei, fuziunea termonucleară și anihilarea antimateriei. Prima metodă este fisiunea atomilor și este folosită în reactoarele nucleare comerciale, a doua, fuziunea termonucleară, presupune crearea de atomi mai grei din atomi simpli - acest tip de reacție alimentează Soarele. Aceasta este o tehnologie care fascinează, dar este greu de înțeles; este „întotdeauna la 50 de ani distanță” – și va fi întotdeauna, așa cum spune vechiul motto al industriei. „Acestea sunt tehnologii foarte avansate”, spune Davis, „dar se bazează pe fizica tradițională și s-au stabilit ferm încă de la începutul Atomiei. Vârstă." Potrivit estimărilor optimiste, sistemele de propulsie bazate pe conceptele de fisiune atomică și fuziune termonucleară, în teorie, sunt capabile să accelereze o navă până la 10% din viteza luminii, adică. până la o viteză foarte respectabilă de 100 de milioane de km/h. Cea mai preferată, deși evazivă, sursă de energie pentru o navă spațială rapidă este antimateria, omologul și antipodul materiei obișnuite. Când două tipuri de materie intră în contact, se distrug reciproc, rezultand eliberarea de energie pura .Tehnologii care fac posibila producerea si stocarea – pana acum extrem de nesemnificativa – a unor cantitati de antimaterie exista in prezent.Totodata, producerea de antimaterie in cantitati utile va necesita noi capacitati speciale ale generatiei viitoare. , iar ingineria va trebui să intre într-o cursă competitivă pentru a crea o navă spațială adecvată. Dar Davis spune că există deja o mulțime de idei grozave pe planșele de desen. Navele spațiale alimentate cu energie antimaterie ar putea accelera în luni sau chiar ani și ar putea atinge procente mai mari ale vitezei. de lumina. În același timp, supraîncărcările de la bord vor rămâne acceptabile pentru locuitorii navelor. În același timp, astfel de viteze fantastice noi vor fi pline de alte pericole pentru corpul uman. Grindină de energieLa viteze de câteva sute de milioane de kilometri pe oră, orice fir de praf din spațiu, de la atomi de hidrogen dispersați până la micrometeoriți, devine inevitabil un glonț de mare energie care poate străpunge corpul unei nave.” Când te miști cu viteze foarte mari, aceasta înseamnă că particulele „vin spre tine se mișcă cu aceleași viteze”, spune Arthur Edelstine. El a lucrat cu regretatul său tată, William Edelstine, profesor de radiologie la Școala de Medicină a Universității Johns Hopkins, la o lucrare științifică care a analizat la efectele expunerii la atomii de hidrogen cosmic (asupra oamenilor și a echipamentelor) în timpul călătoriilor ultrarapide în spațiu, deși conținutul său nu depășește un atom pe centimetru cub, hidrogenul împrăștiat în spațiu poate dobândi proprietățile unui bombardament intens cu radiații. va începe să se descompună în particule subatomice, care vor pătrunde în navă și vor expune radiații atât echipajului, cât și echipamentului.La 95% din viteza luminii, expunerea la astfel de radiații ar însemna moarte aproape instantanee.Nava stelară s-ar încălzi până la temperaturi de topire. că niciun material imaginabil nu ar putea rezista, iar apa conținută în corpurile membrilor echipajului ar fi „Toate acestea sunt probleme extrem de neplăcute”, notează Edelstein cu umor sumbru. El și tatăl său au calculat aproximativ că pentru a crea un fel de sistem ipotetic de ecranare magnetică. care ar putea proteja nava și ocupanții săi de ploaia mortală de hidrogen, nava se putea mișca cu o viteză care să nu depășească jumătate din viteza sunetului. Apoi, oamenii de la bord au șansa de a supraviețui. Mark Millis, un fizician în propulsie translațională și fost director al Programului de fizică de propulsie revoluționară al NASA, avertizează că această limită potențială de viteză pentru călătoriile în spațiu rămâne o problemă pentru viitorul îndepărtat.” Pe baza cunoștințelor fizice. acumulate până în prezent, putem spune că va fi extrem de dificil să dezvoltăm o viteză mai mare de 10% din viteza luminii, spune Millis.Nu există încă niciun pericol pentru noi.O simplă analogie: de ce să ne îngrijorăm că ne putem îneca, dacă nu suntem nici măcar nu am intrat în apă”. Mai rapid decat lumina? Dacă presupunem că am învățat, ca să spunem așa, să înotăm, vom putea atunci să stăpânim alunecarea prin timpul cosmic - dacă vom dezvolta această analogie în continuare - și să zburăm cu viteză superluminală? Ipoteza unei capacități înnăscute de a supraviețui într-un mediul supraluminal, deși dubios, nu este lipsit de merite anumite licăriri de iluminare educată în întunericul total.Un astfel de mijloc de transport intrigant se bazează pe tehnologii similare cu cele utilizate în „warp drive” sau „warp drive” din seria Star Trek. Principiul de funcționare al acestui sistem de propulsie, cunoscut și sub numele de „motor Alcubierre”* (numit după fizicianul teoretician mexican Miguel Alcubierre), este că permite navei să comprima spațiu-timp normal în fața sa, așa cum este descris de Albert. Einstein, și extinde-l în spatele ei. În esență, nava se mișcă într-un anumit volum spațiu-timp, un fel de „bule de curbură” care se mișcă mai repede decât viteza luminii. Astfel, nava rămâne nemișcată în spațiu-timp normal. în această „bulă”, fără a fi supus deformării și evitând încălcările limitei universale a vitezei luminii. „În loc să navighezi în coloana de apă a spațiu-timp normal”, spune Davis, „motorul Alcubierre te va purta așa cum un surfer care se repezi pe o placă de-a lungul crestei unui val.” Există și o anumită captură. Pentru a realiza această idee, este nevoie de o formă exotică de materie cu masă negativă pentru a comprima și extinde spațiu-timp. „Fizica nu conține contraindicații privind masa negativă”, spune Davis, „dar nu există exemple în acest sens și avem nu l-am văzut niciodată în natură „Există o altă captură. Într-o lucrare publicată în 2012, cercetătorii de la Universitatea din Sydney au sugerat că „bula de urzeală” ar acumula particule cosmice de înaltă energie, deoarece în mod inevitabil începe să interacționeze cu conținutul Universului. Unele particule ar pătrunde în bula însăși și ar pompa. nava cu radiații. Blocați la viteze sub-lumină? Suntem într-adevăr condamnați să rămânem blocați la viteze sub-lumină din cauza biologiei noastre delicate?! Nu este atât de mult despre stabilirea unui nou record mondial de viteză (galactic?) pentru oameni, ci despre perspectiva de a întoarce umanitatea într-o societate interstelară La jumătate din viteza luminii - și aceasta este limita pe care, conform cercetărilor lui Edelstein, corpul nostru o poate rezista - o călătorie dus-întors la cea mai apropiată stea va dura mai mult de 16 ani. (Efectele dilatării timpului, care ar face ca echipajul unei nave spațiale să experimenteze mai puțin timp în cadrul lor decât pentru oamenii care rămân pe Pământ în cadrul lor, nu ar avea consecințe dramatice la jumătate din viteza luminii.) Mark Millis este plin de speranță. . Având în vedere că omenirea a inventat costumele G și protecția micrometeoroizilor pentru a permite oamenilor să călătorească în siguranță în marele albastru și negru plin de stele al spațiului, el este încrezător că putem găsi modalități de a supraviețui indiferent de limitele de viteză pe care le atingem în viitor. tehnologiile care ne pot ajuta să atingem noi viteze incredibile de deplasare, reflectă Millis, ne vor oferi capacități noi, încă necunoscute, pentru protejarea echipajelor.” Notă: * Miguel Alcubierre a venit cu ideea „bulei” sale în 1994. Și în 1995, fizicianul teoretician rus Serghei Krasnikov a propus conceptul unui dispozitiv pentru călătorii în spațiu mai rapid decât viteza sunetului. Ideea a fost numită „tubul Krasnikov”, aceasta este o curbură artificială a spațiului-timp, conform principiului așa-numitei găuri de vierme. În mod ipotetic, nava se va deplasa în linie dreaptă de la Pământ la o stea dată printr-un spațiu-timp curbat, trecând prin alte dimensiuni.Conform teoriei lui Krasnikov, călătorul spațial se va întoarce înapoi la aceeași oră când a pornit.

Drepturi de autor pentru ilustrație Thinkstock

Recordul actual de viteză în spațiu este de 46 de ani. Corespondentul s-a întrebat când va fi bătut.

Noi, oamenii, suntem obsedați de viteză. Așadar, abia în ultimele luni s-a știut că studenții din Germania au stabilit un record de viteză pentru o mașină electrică, iar Forțele Aeriene ale SUA intenționează să îmbunătățească aeronavele hipersonice, astfel încât să atingă viteze de cinci ori mai mari decât viteza sunetului, adică. peste 6100 km/h.

Astfel de avioane nu vor avea echipaj, dar nu pentru că oamenii nu se pot deplasa la viteze atât de mari. De fapt, oamenii s-au mișcat deja la viteze care sunt de câteva ori mai mari decât viteza sunetului.

Cu toate acestea, există o limită dincolo de care corpurile noastre care se grăbesc rapid nu vor mai putea rezista supraîncărcării?

Recordul actual de viteză este împărțit în mod egal de trei astronauți care au participat la misiunea spațială Apollo 10 - Tom Stafford, John Young și Eugene Cernan.

În 1969, când astronauții au înconjurat Luna și s-au întors înapoi, capsula în care se aflau a atins o viteză care pe Pământ ar fi de 39,897 km/h.

„Cred că cu o sută de ani în urmă cu greu ne puteam imagina că o persoană s-ar putea deplasa în spațiu cu o viteză de aproape 40 de mii de kilometri pe oră”, spune Jim Bray de la concernul aerospațial Lockheed Martin.

Bray este directorul proiectului modulului locuibil pentru nava spațială Orion, care este dezvoltat de Agenția Spațială SUA NASA.

Potrivit dezvoltatorilor, nava spațială Orion - multifuncțională și parțial reutilizabilă - ar trebui să lanseze astronauți pe orbita joasă a Pământului. Este foarte posibil ca cu ajutorul lui să se poată doborî recordul de viteză stabilit pentru o persoană în urmă cu 46 de ani.

Noua rachetă super-grea, parte a Sistemului de Lansare Spațială, este programată să facă primul zbor cu echipaj în 2021. Acesta va fi un zbor al unui asteroid situat pe orbita lunii.

O persoană obișnuită poate rezista la aproximativ cinci G de forță înainte de a leșina.

Apoi ar trebui să urmeze expediții de luni de zile pe Marte. Acum, potrivit designerilor, viteza maximă obișnuită a lui Orion ar trebui să fie de aproximativ 32 de mii de km/h. Cu toate acestea, viteza atinsă de Apollo 10 poate fi depășită chiar dacă se menține configurația de bază a navei spațiale Orion.

„Orion este proiectat să zboare către o varietate de ținte de-a lungul duratei sale de viață”, spune Bray. „Ar putea fi mult mai rapid decât ceea ce plănuim în prezent”.

Dar nici măcar Orion nu va reprezenta vârful potențialului vitezei umane. „Nu există, în esență, nicio limită pentru viteza cu care putem călători, în afară de viteza luminii”, spune Bray.

Viteza luminii este de un miliard de km/oră. Există vreo speranță că vom putea acoperi decalajul dintre 40 de mii de km/h și aceste valori?

În mod surprinzător, viteza ca mărime vectorială care indică viteza de mișcare și direcția de mișcare nu este o problemă pentru oameni în sens fizic, atâta timp cât este relativ constantă și direcționată într-o singură direcție.

În consecință, oamenii – teoretic – se pot deplasa în spațiu doar puțin mai lent decât „limita de viteză a universului”, adică. viteza luminii.

Drepturi de autor pentru ilustrație NASA Legendă imagine Cum se va simți o persoană într-o navă care zboară cu viteza aproape de lumină?

Dar chiar dacă depășim obstacolele tehnologice semnificative asociate cu navele spațiale de mare viteză, corpurile noastre fragile, mai ales de apă, se vor confrunta cu noi pericole asociate cu efectele vitezei mari.

Doar pericole imaginare pot apărea dacă oamenii sunt capabili să călătorească mai repede decât viteza luminii prin exploatarea lacunelor din fizica modernă sau prin descoperiri inovatoare.

Cum să reziste la suprasarcină

Totuși, dacă ne propunem să călătorim cu viteze de peste 40 de mii de km/h, va trebui să ajungem la el și apoi să încetinim, încet și cu răbdare.

Accelerația rapidă și decelerația la fel de rapidă reprezintă un pericol de moarte pentru corpul uman. Acest lucru este dovedit de gravitatea rănilor rezultate în urma accidentelor de mașină, în care viteza scade de la câteva zeci de kilometri pe oră la zero.

Care este motivul pentru aceasta? În acea proprietate a Universului, care se numește inerție sau capacitatea unui corp fizic cu masă de a rezista modificărilor stării sale de repaus sau de mișcare în absența sau compensarea influențelor externe.

Această idee este formulată în prima lege a lui Newton, care spune: „Fiecare corp continuă să fie menținut în starea sa de repaus sau în mișcare uniformă și rectilinie până când și dacă nu este obligat de forțele aplicate să schimbe acea stare”.

Noi, oamenii, suntem capabili să suportăm supraîncărcări enorme fără răni grave, deși doar pentru câteva momente.

„Să stai în repaus și să te miști cu o viteză constantă este normal pentru corpul uman”, explică Bray. „Ar trebui să ne preocupăm mai degrabă de starea unei persoane în momentul accelerării.”

Cu aproximativ un secol în urmă, dezvoltarea avioanelor robuste care puteau manevra cu viteză i-a determinat pe piloți să raporteze simptome ciudate cauzate de schimbările de viteză și direcție de zbor. Aceste simptome au inclus pierderea temporară a vederii și o senzație de greutate sau de imponderabilitate.

Motivul este forțele g, măsurate în unități de G, care este raportul dintre accelerația liniară și accelerația gravitației pe suprafața Pământului sub influența atracției sau gravitației. Aceste unități reflectă efectul accelerației gravitaționale asupra masei, de exemplu, a unui corp uman.

O suprasarcină de 1 G este egală cu greutatea unui corp care se află în câmpul gravitațional al Pământului și este atras de centrul planetei cu o viteză de 9,8 m/sec (la nivelul mării).

Forțele G experimentate vertical din cap până în picioare sau invers sunt o veste cu adevărat proastă pentru piloți și pasageri.

La suprasarcini negative, de ex. încetinind, sângele curge de la degetele de la picioare la cap, apare o senzație de suprasaturare, ca atunci când se ridică mâinile.

Drepturi de autor pentru ilustrație SPL Legendă imagine Pentru a înțelege câți astronauți Gs pot rezista, aceștia sunt antrenați într-o centrifugă

„Valul roșu” (sentimentul pe care îl experimentează o persoană când sângele se repezi la cap) apare atunci când pleoapele inferioare translucide și umflate de sânge se ridică și acoperă pupilele ochilor.

Și, dimpotrivă, în timpul accelerării sau al forțelor g pozitive, sângele curge de la cap la picioare, ochilor și creierului încep să aibă lipsă de oxigen pe măsură ce sângele se acumulează în extremitățile inferioare.

La început, vederea devine ceață, adică. are loc pierderea vederii culorii și apare ceea ce se numește „voal gri”, apoi are loc pierderea completă a vederii sau „voal negru”, dar persoana rămâne conștientă.

Supraîncărcarea excesivă duce la pierderea completă a conștienței. Această condiție se numește sincopă de suprasarcină. Mulți piloți au murit pentru că un „văl negru” le-a căzut peste ochi și s-au prăbușit.

O persoană obișnuită poate rezista la aproximativ cinci G de forță înainte de a-și pierde cunoștința.

Piloții, purtând costume speciale anti-g și antrenați să-și încordeze și să-și relaxeze mușchii trunchiului într-un mod special pentru a menține sângele să curgă din cap, sunt capabili să controleze avionul la aproximativ nouă Gs.

La atingerea unei viteze stabile de croazieră de 26.000 km/h pe orbită, astronauții nu experimentează o viteză mai mare decât cea a pasagerilor din zborurile comerciale.

„Pentru perioade scurte de timp, corpul uman poate rezista la forțe G mult mai mari decât nouă G”, spune Jeff Swiatek, director executiv al Asociației Medicale Aerospațiale, cu sediul în Alexandria, Virginia. „Dar abilitatea de a rezista la forțe G mari. pe perioade lungi de timp este foarte puțină”.

Noi, oamenii, suntem capabili să suportăm supraîncărcări enorme fără răni grave, deși doar pentru câteva momente.

Recordul de anduranță pe termen scurt a fost stabilit de căpitanul forțelor aeriene americane Eli Beeding Jr. la baza forțelor aeriene Holloman din New Mexico. În 1958, la frânarea pe o sanie specială cu un motor rachetă, după ce a accelerat la 55 km/h în 0,1 secunde, a experimentat o suprasarcină de 82,3 G.

Acest rezultat a fost înregistrat de un accelerometru atașat la piept. Beeding a suferit și un „nor negru” peste ochi, dar a scăpat doar cu vânătăi în timpul acestei demonstrații remarcabile de rezistență umană. Adevărat, după cursă a stat trei zile în spital.

Și acum în spațiu

Astronauții, în funcție de mijlocul de transport, au experimentat și supraîncărcări destul de mari - de la trei la cinci G - în timpul decolărilor și, respectiv, la întoarcerea în straturile dense ale atmosferei.

Aceste supraîncărcări sunt tolerate relativ ușor, datorită ideii inteligente de a fixa călătorii în spațiu pe scaune în poziție culcat cu fața în direcția zborului.

Odată ce ating o viteză stabilă de croazieră de 26.000 km/h pe orbită, astronauții nu simt mai multă viteză decât pasagerii de pe zborurile comerciale.

Dacă supraîncărcările nu reprezintă o problemă pentru expedițiile lungi pe nava spațială Orion, atunci cu roci spațiale mici - micrometeoriți - totul este mai complicat.

Drepturi de autor pentru ilustrație NASA Legendă imagine Pentru a se proteja de micrometeoriți, Orion va avea nevoie de un fel de armură spațială

Aceste particule, de dimensiunea unui bob de orez, pot atinge viteze impresionante, dar distructive, de până la 300 de mii de km/h. Pentru a asigura integritatea navei și siguranța echipajului său, Orion este echipat cu un strat de protecție exterior, a cărui grosime variază de la 18 la 30 cm.

În plus, sunt furnizate scuturi suplimentare de ecranare și este folosită și amplasarea ingenioasă a echipamentelor în interiorul navei.

„Pentru a evita pierderea sistemelor de zbor care sunt vitale pentru întreaga navă spațială, trebuie să calculăm cu precizie unghiurile de apropiere ale micrometeoriților”, spune Jim Bray.

Fiți liniștiți: micrometeoriții nu sunt singurul obstacol în calea misiunilor spațiale, timp în care viteze mari de zbor uman în vid vor juca un rol din ce în ce mai important.

În timpul expediției pe Marte, vor trebui rezolvate și alte probleme practice, de exemplu, aprovizionarea echipajului cu alimente și contracararea pericolului crescut de cancer din cauza efectelor radiațiilor cosmice asupra corpului uman.

Reducerea timpului de călătorie va reduce severitatea unor astfel de probleme, astfel încât viteza de deplasare va deveni din ce în ce mai dorită.

Zborul spațial de generație următoare

Această nevoie de viteză va arunca noi obstacole în calea călătorilor în spațiu.

Noua navă spațială a NASA, care amenință să doboare recordul de viteză al lui Apollo 10, se va baza în continuare pe sistemele de propulsie chimice de rachete testate în timp, folosite încă de la primele zboruri în spațiu. Dar aceste sisteme au limitări severe de viteză datorită eliberării de cantități mici de energie pe unitatea de combustibil.

Cea mai preferată, deși evazivă, sursă de energie pentru o navă spațială rapidă este antimateria, omologul și antipodul materiei obișnuite.

Prin urmare, pentru a crește semnificativ viteza de zbor pentru oamenii care merg pe Marte și nu numai, oamenii de știință recunosc că sunt necesare abordări complet noi.

„Sistemele pe care le avem astăzi sunt destul de capabile să ne ducă acolo”, spune Bray, „dar cu toții am dori să asistăm la o revoluție a motoarelor”.

Eric Davis, un fizician de frunte în cercetare la Institutul pentru Studii Avansate din Austin, Texas, și membru al Programului NASA Breakthrough Physics in Propulsion, un proiect de cercetare de șase ani care s-a încheiat în 2002, a identificat trei dintre cele mai promițătoare instrumente, de la perspectiva fizicii tradiționale, care poate ajuta omenirea să atingă viteze rezonabile suficiente pentru călătoriile interplanetare.

Pe scurt, vorbim despre fenomenele de eliberare de energie în timpul scindării materiei, fuziunii termonucleare și anihilării antimateriei.

Prima metodă implică fisiunea atomilor și este utilizată în reactoare nucleare comerciale.

A doua, fuziunea termonucleară, este crearea de atomi mai grei din atomi simpli - acest tip de reacție alimentează Soarele. Aceasta este o tehnologie care fascinează, dar este greu de înțeles; este „întotdeauna încă 50 de ani distanță” - și așa va fi întotdeauna, așa cum spune vechea deviză a industriei.

„Acestea sunt tehnologii foarte avansate”, spune Davis, „dar se bazează pe fizica tradițională și s-au stabilit ferm încă de la începutul erei atomice”. Potrivit estimărilor optimiste, sistemele de propulsie bazate pe conceptele de fisiune atomică și fuziune termonucleară, în teorie, sunt capabile să accelereze o navă până la 10% din viteza luminii, adică. până la o viteză foarte respectabilă de 100 de milioane de km/h.

Drepturi de autor pentru ilustrație Forțele Aeriene ale SUA Legendă imagine Zborul cu viteză supersonică nu mai este o problemă pentru oameni. Un alt lucru este viteza luminii, sau cel puțin aproape de ea...

Cea mai preferată sursă de energie, deși dificil de realizat, pentru o navă spațială rapidă este antimateria, omologul și antipodul materiei obișnuite.

Când două tipuri de materie intră în contact, ele se distrug reciproc, rezultând eliberarea de energie pură.

Tehnologiile care fac posibilă producerea și stocarea – până acum extrem de nesemnificative – cantități de antimaterie există astăzi.

În același timp, producția de antimaterie în cantități utile va necesita noi capacități speciale ale următoarei generații, iar ingineria va trebui să intre într-o cursă competitivă pentru a crea o navă spațială adecvată.

Dar Davis spune că există deja o mulțime de idei grozave pe planșele de desen.

Navele spațiale alimentate cu energie antimaterie ar putea să accelereze luni sau chiar ani și să atingă procente mai mari ale vitezei luminii.

În același timp, supraîncărcările de la bord vor rămâne acceptabile pentru locuitorii navei.

În același timp, astfel de viteze fantastice noi vor fi pline de alte pericole pentru corpul uman.

Orașul energiei

La viteze de câteva sute de milioane de kilometri pe oră, orice fir de praf din spațiu, de la atomi de hidrogen dispersați la micrometeoriți, devine inevitabil un glonț de înaltă energie capabil să străpungă corpul unei nave.

„Când te miști cu viteze foarte mari, asta înseamnă că particulele care vin spre tine se mișcă cu aceleași viteze”, spune Arthur Edelstein.

A lucrat cu regretatul său tată, William Edelstein, profesor de radiologie la Școala de Medicină a Universității Johns Hopkins, la o lucrare științifică care a analizat efectele (asupra oamenilor și a echipamentelor) ale expunerii la atomii de hidrogen cosmic în timpul călătoriilor ultrarapide în spațiu.

Hidrogenul va începe să se descompună în particule subatomice, care vor pătrunde în navă și vor expune atât echipajul, cât și echipamentul la radiații.

Motorul Alcubierre te va propulsa ca un surfer călare pe un val Eric Davis, cercetător fizician

La 95% din viteza luminii, expunerea la astfel de radiații ar însemna moarte aproape instantanee.

Nava spațială se va încălzi până la temperaturi de topire la care niciun material imaginabil nu le poate rezista, iar apa conținută în corpurile membrilor echipajului va fierbe imediat.

„Toate acestea sunt probleme extrem de supărătoare”, observă Edelstein cu umor sumbru.

El și tatăl său au calculat aproximativ că pentru a crea un sistem ipotetic de ecranare magnetică care ar putea proteja nava și ocupanții săi de ploaia mortală de hidrogen, nava ar putea călători cu o viteză care să nu depășească jumătate din viteza luminii. Atunci oamenii de la bord au șansa de a supraviețui.

Mark Millis, un fizician în propulsie translațională și fost director al Programului de Fizică de Propulsie Breakthrough al NASA, avertizează că această limită potențială de viteză pentru călătoriile în spațiu rămâne o problemă îndepărtată.

"Pe baza cunoștințelor fizice acumulate până în prezent, putem spune că va fi extrem de dificil să atingem viteze peste 10% din viteza luminii", spune Millis. "Nu suntem încă în pericol. O simplă analogie: de ce să vă faceți griji că ne-am putea îneca dacă nici măcar nu am intrat încă în apă”.

Mai rapid decat lumina?

Dacă presupunem că am învățat, ca să spunem așa, să înotăm, vom putea atunci să stăpânim alunecarea prin timpul cosmic - pentru a dezvolta această analogie în continuare - și vom zbura la viteze superluminale?

Ipoteza unei abilități înnăscute de a supraviețui într-un mediu superluminal, deși dubioasă, nu este lipsită de anumite scăpări de iluminare educată în întunericul total.

Un astfel de mijloc intrigant de călătorie se bazează pe tehnologii similare cu cele utilizate în „warp drive” sau „warp drive” din seria Star Trek.

Principiul de funcționare al acestei centrale electrice, cunoscută și sub numele de „motor Alcubierre” * (numit după fizicianul teoretician mexican Miguel Alcubierre), este că permite navei să comprime spațiu-timp normal în fața ei, așa cum este descris de Albert. Einstein, și extind-o în spatele meu.

Drepturi de autor pentru ilustrație NASA Legendă imagine Recordul actual de viteză este deținut de trei astronauți Apollo 10 - Tom Stafford, John Young și Eugene Cernan.

În esență, nava se mișcă într-un anumit volum spațiu-timp, un fel de „bule de curbură” care se mișcă mai repede decât viteza luminii.

Astfel, nava rămâne nemișcată în spațiu-timp normal în această „bulă”, fără a fi supusă deformării și evitând încălcări ale limitei universale a vitezei luminii.

„În loc să plutească prin apa spațiu-timpului obișnuit”, spune Davis, „unitatea de la Alcubierre te va purta ca un surfer călare pe o placă de surf pe creasta unui val”.

Există, de asemenea, o anumită captură aici. Pentru a implementa această idee, este nevoie de o formă exotică de materie care are masă negativă pentru a comprima și extinde spațiu-timp.

„Fizica nu spune nimic împotriva masei negative”, spune Davis, „dar nu există exemple în acest sens și nu am văzut-o niciodată în natură”.

Există o altă captură. Într-o lucrare publicată în 2012, cercetătorii de la Universitatea din Sydney au sugerat că „bula de urzeală” ar acumula particule cosmice de înaltă energie, deoarece în mod inevitabil începea să interacționeze cu conținutul Universului.

Unele particule vor pătrunde în interiorul bulei și vor pompa nava cu radiații.

Prins la viteze sub-luminii?

Suntem chiar sortiți să rămânem blocați la viteze sub-luminii din cauza biologiei noastre delicate?!

Nu este vorba atât despre stabilirea unui nou record mondial (galactic?) de viteză pentru oameni, cât despre perspectiva transformării omenirii într-o societate interstelară.

La jumătate din viteza luminii - și aceasta este limita pe care, potrivit cercetărilor lui Edelstein, corpul nostru o poate rezista - o călătorie dus-întors la cea mai apropiată stea ar dura mai mult de 16 ani.

(Efectele de dilatare a timpului, care ar face ca echipajul navei spațiale să experimenteze mai puțin timp în sistemul lor de coordonate decât pentru oamenii care rămân pe Pământ în sistemul lor de coordonate, nu ar avea consecințe dramatice la jumătate din viteza luminii.)

Mark Millis este plin de speranță. Având în vedere că omenirea a inventat costumele G și protecția pentru micrometeori care le permit oamenilor să călătorească în siguranță în marele albastru și negru plin de stele al spațiului, este încrezător că putem găsi modalități de a supraviețui indiferent de limitele de viteză pe care le atingem în viitor.

„Aceleași tehnologii care ne pot ajuta să atingem noi viteze de deplasare incredibile”, reflectă Millis, „ne vor oferi capacități noi, încă necunoscute, pentru protejarea echipajelor”.

Notele traducătorului:

*Miguel Alcubierre a venit cu ideea bulei sale în 1994. Și în 1995, fizicianul teoretician rus Serghei Krasnikov a propus conceptul unui dispozitiv pentru călătorii în spațiu mai rapid decât viteza luminii. Ideea a fost numită „țeavă Krasnikov”.

Aceasta este o curbură artificială a spațiului-timp conform principiului așa-numitei găuri de vierme. Ipotetic, nava s-ar deplasa în linie dreaptă de la Pământ la o stea dată printr-un spațiu-timp curbat, trecând prin alte dimensiuni.

Conform teoriei lui Krasnikov, călătorul spațial se va întoarce înapoi în același timp când a pornit.

De la școală am fost învățați că este imposibil să depășim viteza luminii și, prin urmare, mișcarea unei persoane în spațiul cosmic este o mare problemă insolubilă (cum să zbori către cel mai apropiat sistem solar dacă lumina poate acoperi această distanță doar în câteva minute). o mie de ani?). Poate că oamenii de știință americani au găsit o modalitate de a zbura la viteze superioare, nu numai fără a înșela, ci și urmând legile fundamentale ale lui Albert Einstein. În orice caz, așa susține autorul proiectului de motor de deformare a spațiului, Harold White.

Noi, cei de la redacție, am considerat știrea absolut fantastică, așa că astăzi, în ajunul Zilei Cosmonauticii, publicăm un raport al lui Konstantin Kakaes pentru revista Popular Science despre un proiect fenomenal NASA, dacă va reuși, o persoană va putea călători dincolo. sistemul solar.

În septembrie 2012, câteva sute de oameni de știință, ingineri și pasionați de spațiu s-au reunit pentru cea de-a doua întâlnire publică a grupului, numită 100 Year Starship. Grupul este condus de fostul astronaut Mai Jemison și fondat de DARPA. Scopul conferinței este „de a face posibilă călătoria umană dincolo de sistemul solar către alte stele în următoarele sute de ani”. Majoritatea participanților la conferință admit că progresul în explorarea spațiului cu echipaj este prea mic. În ciuda miliardelor de dolari cheltuite în ultimele trimestre, agențiile spațiale pot face aproape cât au putut în anii 1960. De fapt, 100 Year Starship a fost convocată pentru a remedia toate acestea.

Dar să trecem la subiect. După câteva zile de conferință, participanții săi au ajuns la cele mai fantastice subiecte: regenerarea organelor, problema religiei organizate la bordul unei nave etc. Una dintre cele mai interesante prezentări de la întâlnirea 100 Year Starship s-a numit „Strain Field Mechanics 102” și a fost susținută de Harold „Sonny” White de la NASA. Veteran al agenției, White conduce programul avansat de puls la Centrul Spațial Johnson (JSC). Împreună cu cinci colegi, a creat Foaia de parcurs pentru sistemele de propulsie spațială, care subliniază obiectivele NASA pentru viitoarele călătorii în spațiu. Planul enumeră tot felul de proiecte de propulsie, de la rachete chimice avansate până la dezvoltări de anvergură precum antimaterie sau mașini nucleare. Dar aria de cercetare a lui White este cea mai futuristă dintre toate: se referă la motorul space warp.

Așa este de obicei descrisă bula Alcubierre

Conform planului, un astfel de motor va asigura mișcarea în spațiu la viteze care depășesc viteza luminii. Este în general acceptat că acest lucru este imposibil, deoarece este o încălcare clară a teoriei relativității a lui Einstein. Dar White spune contrariul. Pentru a-și confirma cuvintele, el face apel la așa-numitele bule Alcubierre (ecuații derivate din teoria lui Einstein, conform căreia un corp din spațiul cosmic este capabil să atingă viteze superluminale, spre deosebire de un corp în condiții normale). În prezentare, el a explicat cum a obținut recent rezultate teoretice care duc direct la crearea unui adevărat motor de deformare a spațiului.

Este clar că toate acestea sună absolut fantastic: astfel de evoluții reprezintă o adevărată revoluție care va elibera mâinile tuturor astrofizicienilor din lume. În loc să petrecem 75.000 de ani călătorind la Alpha Centauri, cel mai apropiat sistem stelar de al nostru, astronauții de pe o navă cu acest motor ar putea face călătoria în câteva săptămâni.

Având în vedere sfârșitul programului de navetă și rolul din ce în ce mai mare al zborurilor private către orbita joasă a Pământului, NASA spune că se reorientează asupra planurilor de anvergură, mult mai îndrăznețe, care merg dincolo de călătoriile pe Lună. Aceste obiective pot fi atinse numai prin dezvoltarea de noi sisteme motorii - cu cât mai repede, cu atât mai bine. La câteva zile după conferință, șeful NASA, Charles Bolden, a repetat cuvintele lui White: „Vrem să călătorim mai repede decât viteza luminii și fără a ne opri pe Marte”.

DE CUM ȘTIM DESPRE ACEST MOTOR

Prima utilizare populară a expresiei „motor spațial warp” datează din 1966, când Jen Roddenberry a lansat Star Trek. În următorii 30 de ani, acest motor a existat doar ca parte a acestei serii științifico-fantastice. Un fizician pe nume Miguel Alcubierre a vizionat un episod al seriei exact în timp ce lucra la doctoratul în relativitate generală și se întreba dacă este posibil să creeze un motor de deformare spațială în realitate. În 1994, a publicat un document în care subliniază această poziție.

Alcubierre și-a imaginat o bulă în spațiu. În partea din față a bulei, spațiu-timp se contractă, iar în spate se extinde (cum s-a întâmplat în timpul Big Bang-ului, potrivit fizicienilor). Deformarea va face ca nava să alunece lin prin spațiu, ca și cum ar fi navigat pe un val, în ciuda zgomotului din jur. În principiu, o bula deformată se poate mișca cât de repede se dorește; limitările în viteza luminii, conform teoriei lui Einstein, se aplică numai în contextul spațiu-timp, dar nu și în astfel de distorsiuni ale spațiului-timp. În interiorul bulei, așa cum a presupus Alcubierre, spațiu-timpul nu s-ar schimba și nici un rău nu ar fi suferit călătorilor în spațiu.

Ecuațiile lui Einstein în relativitatea generală sunt dificil de rezolvat într-o singură direcție, dând seama de modul în care materia îndoaie spațiul, dar este realizabil. Folosindu-le, Alcubierre a stabilit că distribuția materiei este o condiție necesară pentru crearea unei bule deformate. Singura problemă este că soluțiile au rezultat într-o formă nedefinită de materie numită energie negativă.

În termeni simpli, gravitația este forța de atracție dintre două obiecte. Fiecare obiect, indiferent de dimensiunea lui, exercită o anumită forță de atracție asupra materiei din jur. Potrivit lui Einstein, această forță este curbura spațiu-timpului. Energia negativă este însă negativă gravitațional, adică respingătoare. În loc să conecteze timpul și spațiul, energia negativă îi împinge și îi separă. În linii mari, pentru ca un astfel de model să funcționeze, Alcubierre are nevoie de energie negativă pentru a extinde spațiu-timp în spatele navei.

În ciuda faptului că nimeni nu a măsurat cu adevărat energia negativă, conform mecanicii cuantice, aceasta există, iar oamenii de știință au învățat să o creeze în laborator. O modalitate de a-l recrea este prin efectul Casimir: două plăci conductoare paralele plasate una lângă cealaltă creează o anumită cantitate de energie negativă. Punctul slab al modelului Alcubierre este că necesită o cantitate uriașă de energie negativă, cu câteva ordine de mărime mai mare decât estimează oamenii de știință.

White spune că a găsit o cale de a ocoli această limitare. Într-o simulare pe computer, White a modificat geometria câmpului de deformare, astfel încât, teoretic, să poată produce o bula deformată folosind de milioane de ori mai puțină energie negativă decât a estimat Alcubierre și poate suficient de puțină încât o navă spațială să poată transporta mijloacele necesare pentru ao produce. „Descoperirile”, spune White, „schimbă metoda lui Alcubierre de la nepractică la complet plauzibilă”.

RAPORT DE LA LAB WHITE

Centrul spațial Johnson este situat lângă lagunele Houston, cu vedere la Golful Galveston. Centrul este un pic ca un campus de colegiu suburban, având ca scop doar formarea astronauților. În ziua vizitei mele, White mă întâlnește în clădirea 15, un labirint cu mai multe etaje de coridoare, birouri și laboratoare unde se efectuează testele motoarelor. White poartă un tricou polo Eagleworks (cum își numește experimentele cu motorul), brodat cu un vultur care se înalță deasupra unei nave spațiale futuriste.

White și-a început cariera ca inginer, efectuând cercetări ca parte a unui grup robotic. În cele din urmă, a preluat comanda întregii aripi de robotică de pe ISS în timp ce își termina doctoratul în fizica plasmei. Abia în 2009 și-a schimbat interesele spre studiul mișcării, iar acest subiect l-a captivat atât de mult încât a devenit principalul motiv pentru care a plecat să lucreze pentru NASA.

„Este o persoană destul de neobișnuită”, spune șeful său John Applewhite, care conduce divizia de sisteme de propulsie. - Este cu siguranță un mare visător, dar în același timp un inginer talentat. Știe cum să-și transforme fanteziile într-un adevărat produs de inginerie.” Cam în aceeași perioadă în care sa alăturat NASA, White a cerut permisiunea de a-și deschide propriul laborator dedicat sistemelor avansate de propulsie. El însuși a venit cu numele Eagleworks și chiar a cerut NASA să creeze un logo pentru specializarea sa. Apoi a început această lucrare.

White mă conduce la biroul lui, pe care îl împarte cu un coleg care caută apă pe lună, apoi coborând la Eagleworks. În timp ce merge, îmi spune despre cererea lui de a deschide un laborator și îl numește „procesul lung și anevoios de găsire a unei mișcări avansate care să-l ajute pe om să exploreze spațiul”.

White îmi arată obiectul și îmi arată funcția lui centrală - ceva ce el numește „propulsie cuantică cu plasmă cu vid” (QVPT). Acest dispozitiv arată ca o gogoașă uriașă de catifea roșie, cu fire înfășurate strâns în jurul miezului. Aceasta este una dintre cele două inițiative Eagleworks (cealaltă fiind unitatea warp). Aceasta este, de asemenea, o dezvoltare secretă. Când întreb ce este, White spune că tot ce poate spune este că tehnologia este chiar mai rece decât unitatea warp.) Potrivit unui raport NASA din 2011 scris de White, ambarcațiunea folosește ca sursă de combustibil fluctuațiile cuantice din spațiul gol, ceea ce înseamnă că o navă spațială alimentată cu QVPT nu ar necesita combustibil.

Motorul folosește fluctuațiile cuantice din spațiul gol ca sursă de combustibil,
ceea ce înseamnă o navă spațială,
condus de QVPT, nu necesită combustibil.

Când dispozitivul funcționează, sistemul lui White arată perfect cinematografic: culoarea laserului este roșie, iar cele două fascicule sunt încrucișate ca săbiile. În interiorul inelului sunt patru condensatoare ceramice fabricate din titanat de bariu, pe care White îl încarcă la 23.000 de volți. White și-a petrecut ultimii doi ani și jumătate dezvoltând experimentul și spune că condensatoarele prezintă o energie potențială enormă. Cu toate acestea, când întreb cum să creez energia negativă necesară pentru spațiu-timp deformat, el evită să răspundă. El explică că a semnat un acord de confidențialitate și, prin urmare, nu poate dezvălui detalii. Întreb cu cine a făcut aceste acorduri. El spune: „Cu oamenii. Ei vin și vor să vorbească. Nu vă pot da mai multe detalii.”

OPOZANII IDEEI DE MOTOR

Până acum, teoria călătoriei deformate este destul de intuitivă - deformarea timpului și a spațiului pentru a crea o bulă în mișcare - și are câteva defecte semnificative. Chiar dacă White ar reduce semnificativ cantitatea de energie negativă necesară de Alcubierre, ar fi nevoie totuși de mai mult decât pot produce oamenii de știință, spune Lawrence Ford, un fizician teoretician la Universitatea Tufts, care a scris numeroase lucrări pe tema energiei negative în ultimii 30 de ani. . Ford și alți fizicieni spun că există limitări fizice fundamentale, nu atât din cauza imperfecțiunilor de inginerie, cât din cauza faptului că această cantitate de energie negativă nu poate exista într-un singur loc. perioadă lungă de timp.

O altă provocare: pentru a crea o minge warp care călătorește mai repede decât lumina, oamenii de știință vor trebui să genereze energie negativă în jurul și deasupra navei spațiale. White nu crede că aceasta este o problemă; el răspunde foarte vag că cel mai probabil motorul va funcționa datorită unor „aparate existente care creează condițiile necesare”. Cu toate acestea, crearea acestor condiții în fața navei ar însemna furnizarea unui aport constant de energie negativă care călătorește mai repede decât viteza luminii, ceea ce contrazice din nou relativitatea generală.

În cele din urmă, motorul space warp pune o întrebare conceptuală. În relativitatea generală, călătoria la viteze superluminale este echivalentă cu călătoria în timp. Dacă un astfel de motor este real, White creează o mașină a timpului.

Aceste obstacole dau naștere unor îndoieli serioase. „Nu cred că fizica pe care o cunoaștem și legile fizicii ne permit să credem că va realiza ceva cu experimentele sale”, spune Ken Olum, fizician la Universitatea Tufts, care a participat și la dezbaterea despre propulsia exotică de la Starship 100th. Întâlnire aniversară.” Noah Graham, un fizician la Middlebury College, care a citit două dintre lucrările lui White la cererea mea, mi-a trimis un e-mail: „Nu văd nicio dovadă științifică valoroasă în afară de referințe la lucrările sale anterioare”.

Alcubierre, acum fizician la Universitatea Națională Autonomă din Mexic, are propriile îndoieli. „Chiar dacă stăteam pe o navă spațială și aveam energie negativă disponibilă, nu aveam cum să o pun acolo unde trebuie”, îmi spune el la telefon din casa lui din Mexico City. - Nu, ideea este magică, îmi place, am scris-o singur. Dar există câteva deficiențe serioase pe care le pot vedea acum, de-a lungul anilor, și nu știu o singură modalitate de a le remedia.”

VIITORUL SUPERVITEZEI

În stânga porții principale a Centrului de Știință Johnson, o rachetă Saturn V se află pe o parte, cu etapele separate pentru a-și arăta conținutul intern. Este gigantic – unul dintre numeroasele sale motoare are dimensiunea unei mașini mici, iar racheta în sine este cu câțiva metri mai lungă decât un teren de fotbal. Aceasta, desigur, este o dovadă destul de elocventă a particularităților navigației spațiale. În plus, ea are 40 de ani, iar timpul pe care îl reprezintă - când NASA făcea parte dintr-un plan național uriaș de a trimite omul pe Lună - a trecut de mult. Astăzi, JSC este pur și simplu un loc care a fost cândva grozav, dar de atunci a părăsit avangarda spațială.

Descoperirea ar putea însemna o nouă eră pentru JSC și NASA și, într-o oarecare măsură, o parte a acelei ere începe acum. Sonda Dawn, lansată în 2007, studiază inelul de asteroizi folosind motoare ionice. În 2010, japonezii au comandat Icarus, prima navă interplanetară alimentată de o velă solară, un alt tip de propulsie experimentală. Și în 2016, oamenii de știință intenționează să testeze VASMIR, un sistem alimentat cu plasmă creat special pentru propulsie ridicată în ISS. Dar atunci când aceste sisteme pot transporta astronauți pe Marte, ei tot nu îi vor putea duce dincolo de sistemul solar. Pentru a realiza acest lucru, a spus White, NASA va trebui să își asume proiecte mai riscante.

Unitatea warp este, probabil, cea mai înverșunată dintre eforturile lui Nas de a crea proiecte de mișcare. Comunitatea științifică spune că White nu-l poate crea. Experții spun că funcționează împotriva legilor naturii și fizicii. În ciuda acestui fapt, NASA este în spatele proiectului. „Nu este subvenționat la nivel guvernamental înalt, așa cum ar trebui să fie”, spune Applewhite. - Cred că conducerea are un interes deosebit ca el să-și continue munca; Este unul dintre acele concepte teoretice care, dacă au succes, schimbă complet jocul.”

În ianuarie, White și-a asamblat interferometrul de deformare și a trecut la următoarea sa țintă. Eagleworks și-a depășit propria casă. Noul laborator este mai mare și, declară el cu entuziasm, „izolat seismic”, adică este protejat de vibrații. Dar poate cel mai bun lucru despre noul laborator (și cel mai impresionant) este că NASA i-a oferit lui White aceleași condiții pe care Neil Armstrong și Buzz Aldrin le-au avut pe Lună. Ei bine, să vedem.