Ndëryjore. Shkenca në prapaskenë "- një libër për ata që nuk janë të kënaqur me filmin

2024 Autor: Malcolm Clapton | [email protected]. E modifikuara e fundit: 2023-12-17 04:10

Lifehacker publikon një fragment nga një libër i Kip Thorne, një fizikan teorik amerikan, autor i idesë për filmin Interstellar. Shumë teori dhe ide fizike moderne janë ndërthurur në komplotin e figurës, shpjegimi i të cilave në pjesën më të madhe doli të ishte prapa skenave. Prandaj, jemi të sigurt se libri do të tërheqë si për adhuruesit e filmit ashtu edhe për ata që janë të interesuar në fizikë.

Fluturimi ndëryjor

Në takimin e parë, profesori Brand i tregon Kuperit për ekspeditat e Lazarus për të gjetur një shtëpi të re për njerëzimin. Cooper përgjigjet: “Nuk ka planetë të banueshëm në sistemin diellor dhe ylli më i afërt është një mijë vjet larg. Kjo është, për ta thënë butë, e pakuptimtë. Pra, ku i dërguat, profesor? Pse kjo është e kotë (nëse nuk ka vrimë krimbi pranë), është e qartë nëse mendoni se sa të mëdha janë distancat me yjet më të afërt.

Distancat deri te yjet më të afërt

Ylli më i afërt (pa llogaritur Diellin) në sistemin e të cilit mund të gjendet një planet i përshtatshëm për jetë është Tau Ceti. Është 11,9 vite dritë nga Toka; dmth, duke udhëtuar me shpejtësinë e dritës, do të jetë e mundur të arrihet në 11, 9 vjet. Teorikisht, mund të ketë planetë të përshtatshëm për jetë, të cilët janë më afër nesh, por jo shumë.

Për të vlerësuar se sa larg është Tau Ceti nga ne, le të përdorim një analogji në një shkallë shumë më të vogël. Imagjinoni që kjo është distanca nga Nju Jorku në Perth në Australi - rreth gjysma e perimetrit të tokës. Ylli më i afërt me ne (përsëri, pa llogaritur Diellin) është Proxima Centauri, 4, 24 vite dritë nga Toka, por nuk ka asnjë provë që mund të ketë planetë të banueshëm pranë tij. Nëse distanca në Tau Ceti është Nju Jork - Perth, atëherë distanca në Proxima Centauri është Nju Jork - Berlin. Pak më afër se Tau Ceti! Nga të gjitha anijet kozmike pa pilot të lëshuara nga njerëzit në hapësirën ndëryjore, Voyager 1, i cili tani është 18 orë dritë nga Toka, arriti më të largët. Udhëtimi i tij zgjati 37 vjet. Nëse distanca nga Tau Ceti është distanca nga Nju Jorku në Perth, atëherë distanca nga Toka në Voyager 1 është vetëm tre kilometra: nga Empire State Building deri në skajin jugor të Greenwich Village. Kjo është shumë më pak se nga Nju Jorku në Perth.

Është edhe më afër Saturnit nga Toka - 200 metra, dy blloqe nga Empire State Building deri në Park Avenue. Nga Toka në Mars - 20 metra, dhe nga Toka në Hënë (distanca më e madhe që njerëzit kanë udhëtuar deri më tani) - vetëm shtatë centimetra! Krahasoni shtatë centimetra me një gjysmë udhëtim rreth botës! Tani a e kuptoni se çfarë hapi duhet të ndodhë në teknologji në mënyrë që njerëzimi të mund të pushtojë planetët jashtë sistemit diellor?

Shpejtësia e fluturimit në shekullin XXI

Voyager 1 (i përshpejtuar me hobe gravitacionale rreth Jupiterit dhe Saturnit) po largohet nga sistemi diellor me një shpejtësi prej 17 kilometrash në sekondë. Në Interstellar, anija kozmike Endurance udhëton nga Toka në Saturn në dy vjet, me një shpejtësi mesatare prej rreth 20 kilometra në sekondë. Shpejtësia më e lartë e arritur në shekullin 21 kur përdoren motorë raketash në kombinim me llastiqe gravitacionale, për mendimin tim, do të jetë rreth 300 kilometra në sekondë. Nëse udhëtojmë në Proxima Centauri me 300 kilometra në sekondë, fluturimi do të zgjasë 5000 vjet dhe fluturimi për në Tau Ceti do të zgjasë 13000 vjet. Diçka shumë e gjatë. Për të arritur në një distancë të tillë më shpejt me teknologjitë e shekullit XXI, ju duhet diçka si një vrimë krimbi.

Teknologjitë e së ardhmes së largët

Shkencëtarët dhe inxhinierët e dyshimtë kanë bërë përpjekje të mëdha për të zhvilluar parimet e teknologjive të ardhshme që do ta bënin realitet fluturimin afër dritës. Në internet do të gjeni informacion të mjaftueshëm për projekte të tilla. Por kam frikë se do të duhen më shumë se njëqind vjet para se njerëzit të jenë në gjendje t'i sjellin ato në jetë. Sidoqoftë, për mendimin tim, ata bindin se për qytetërimet super të zhvilluara, udhëtimi me shpejtësi prej një të dhjetës së shpejtësisë së dritës dhe më i lartë është mjaft i mundur.

Këtu janë tre opsione udhëtimi afër dritës që më duken veçanërisht interesante *.

Shkrirja termonukleare

Fusion është më i popullarizuari nga këto tre opsione. Puna kërkimore dhe zhvillimore për krijimin e termocentraleve të bazuara në shkrirjen e kontrolluar termonukleare filloi në vitin 1950 dhe këto projekte nuk do të kurorëzohen me sukses të plotë deri në vitin 2050. Një shekull kërkimi dhe zhvillimi!

Kjo tregon diçka për shkallën e kompleksitetit. Le të shfaqen termocentralet termonukleare në Tokë deri në vitin 2050, por çfarë mund të thuhet për fluturimet hapësinore me shtytje termonukleare? Motorët e modeleve më të suksesshme do të jenë në gjendje të sigurojnë shpejtësi rreth 100 kilometra në sekondë, dhe deri në fund të këtij shekulli, me sa duket deri në 300 kilometra në sekondë. Sidoqoftë, për shpejtësi afër dritës, do të kërkohet një parim krejtësisht i ri i përdorimit të reaksioneve termonukleare. Mundësitë e shkrirjes termonukleare mund të vlerësohen duke përdorur llogaritje të thjeshta. Kur dy atome të deuteriumit (hidrogjen i rëndë) shkrihen për të formuar një atom heliumi, afërsisht 0,0064 e masës së tyre (përafërsisht duke rrumbullakosur një përqind) shndërrohet në energji. Nëse e shndërroni atë në energji kinetike (energji lëvizjeje) të një atomi të heliumit, atëherë atomi do të fitojë një shpejtësi prej një të dhjetës së shpejtësisë së dritës **.

Prandaj, nëse mund ta shndërrojmë të gjithë energjinë e përftuar nga shkrirja e karburantit bërthamor (deuterium) në lëvizjen e drejtuar të anijes kozmike, atëherë do të arrijmë një shpejtësi prej rreth c/10, dhe nëse jemi të zgjuar, edhe pak më të lartë. Në vitin 1968, Freeman Dyson, një fizikant i shquar, përshkroi dhe hetoi një anije kozmike primitive me fuqi të shkrirjes, e aftë - në duart e një qytetërimi mjaft të avancuar - për të siguruar shpejtësi të këtij rendit të madhësisë. Bombat termonukleare (bombat "hidrogjenike") shpërthejnë menjëherë pas amortizatorit gjysmësferik, diametri i të cilit është 20 kilometra. Shpërthimet e shtyjnë anijen përpara, duke e përshpejtuar atë, sipas vlerësimeve më të guximshme të Dyson, në një të tridhjetën e shpejtësisë së dritës. Një dizajn më i avancuar mund të jetë i aftë për më shumë. Në vitin 1968, Dyson arriti në përfundimin se do të ishte e mundur të përdorej një motor i këtij lloji jo më herët se në fund të shekullit XXII, 150 vjet nga tani. Mendoj se ky vlerësim është tepër optimist.

[…]

Sado tërheqëse të duken të gjitha këto teknologji të së ardhmes, fjala "e ardhme" është kyçe këtu. Me teknologjinë e shekullit të 21-të, ne nuk jemi në gjendje të arrijmë sisteme të tjera yjore në më pak se mijëra vjet. Shpresa jonë e vetme fantazmë për një fluturim ndëryjor është një vrimë krimbi, si në Interstellar, ose ndonjë formë tjetër ekstreme e lakimit hapësirë-kohë.