Fizika

Vai cilvēki tiešām varētu tuvināt telpu gaismas ātrumā?

2024

Ja Homo sapiens kādreiz būs starpplanētu suga, drosmīgi dodoties tur, kur neviens vēl nav devies, nozīmē, ka mums būs jāizdomā veids, kā vismaz tuvināties kosmiskajam ātruma ierobežojumam 186 000 jūdzes sekundē - ātrumam. no gaismas.

Fizikai par to ir ko teikt. Viņa speciālās relativitātes teorija , kas griežas ap domu, ka gaismas ātrums paliek nemainīgs neatkarīgi no tā, cik ātri jūs pārvietojaties attiecībā pret jūsu vajāto gaismu, Einšteins paziņoja, ka šķēršļi, kas stāv starp mums un gaismas ātrumu, ir laika un enerģijas relativitāte nepieciešams, lai virzītu objektu caur kosmosu, kas turpinātu pieaugt, turpinot virzīties uz priekšu (un bezgalīgi palielinātos, ja tam nebūtu mērķa). Fakts, ka laikam nav vienmērīga ātruma, izklausās pēc kaut kā Ārsts, kurš, bet Einšteins to teica, tāpēc jūsu arguments nav derīgs. Laiks ir atkarīgs no tā, cik ātri jūs pārvietojaties kosmosā. Tas nozīmē, ka tas var paātrināties vai palēnināties kopā ar jums atkarībā no tā, cik ātri jūs fotografējat telpā, salīdzinot ar kaut ko citu. Ievadiet parādību, kas citādi pazīstama kā laika paplašināšanās.

Tas iegūtu vēl vairāk zinātniskās fantastikas, ja hipotētiski sasniegtu gaismas ātrumu un laiks apstātos, bet mēs vēl neesam tur. Mēs vismaz varam iedomāties, kas notiks. Ja astronauts fiziski varētu tikt galā ar ceļošanu nelielā ātrumā (vairāk par to vēlāk) un spridzinātu līdz Proxima Centauri , mūsu tuvākā kaimiņu zvaigzne 4,25 gaismas gadu attālumā, astronautam būtu nepieciešams daudz mazāk laika nekā visiem, kas atgriežas dzimtajā planētā. Pieskaroties, astronauts būs novecojis daudz mazāk nekā citi Zemes iedzīvotāji.

Tātad mēs vēl nevaram nosūtīt šāviņus caur kosmosu gaismas ātrumā, bet vai cilvēka ķermenis pat izdzīvotu šādu aizraujošu braucienu ? Ātrākais, kāds jebkad raķetējis kosmosu, bija kapsula NASA Apollo 10 misija sasniedza satriecošus 24 790 jūdzes stundā attiecībā pret Zemi. Kad kosmosa aģentūra 2021. gadā atklās Orion, kosmosa kuģis varētu pārspēt pat šo rekordu. Lai mūs salauztu, būtu vajadzīgs vairāk.

Cilvēki nevarētu rīkoties ar transportlīdzekli, kas no nulles palielinājās līdz gaismas ātrumam uzreiz. Inerce, spēks, kas ir atbildīgs par objektiem ar masveida pretestību kustību izmaiņām, padarītu to nāvējošu. Ņūtons mums tā teica savā pirmajā kustības likumā. G-spēks varētu arī nogalināt jūs, pirms izgājāt no Saules sistēmas, neņemot vērā Proxima Centauri. Masas paātrinājuma spēku mēra gravitācijas vai G spēkos, un viens G ir ekvivalents Zemes pievilkšanas spēkam (jūras līmenī) uz tā centru ar ātrumu 9,8 metri sekundē. Vertikālie G spēki no negatīvā paātrinājuma sūtīs asinis uz galvas, un otrādi. Lielākā daļa cilvēku var izturēt tikai aptuveni 5 G, pirms sākas bīstamas lietas. Cilvēka ķermenis īsā laikā var aizņemt vairāk laika, it īpaši augsto tehnoloģiju augstas kvalitātes uzvalkā, taču tas nav īsti ieteicams tiem, kas nav izgājuši intensīvu pilotu vai astronautu apmācību.

Nevajadzētu zaudēt miegu iespējamas G-force nāves dēļ, jo, ja vien jūs patiešām neesat pilots vai astronauts, pārējie no mums netiks pakļauti ātrumam, kurā tas būtu reāls apdraudējums, līdz cilvēki regulāri pacelsies eksoplanētas.

Proxima Centauri, pēdējā (vai vismaz nākamā) robeža. Kredīts: NASA

Mēs joprojām to neesam izdomājuši. Kosmosa kuģi kādreiz varētu to paveikt, izmantojot kodolskaldīšanos, kodolsintēzi vai visizplatītāko teorētisko tehnoloģiju, antimatērijas iznīcināšanu. Kodola skaldīšana tas jau notiek kodolreaktoros, un tas būs vajadzīgs, lai pārvērstu H2O par dzīvotspējīgu raķešu degvielu, ja mēs kādreiz gribētu dzīvot pākstīs uz Marsa. Kodolsintēze tā pati atomu reakcija, kas sapludināta smagākos atomos, kas turpina spīdēt saulei, vēl nav izdomāta attiecībā uz kosmosa kuģu paātrināšanu līdz deformācijas ātrumam. Antimateriāla iznīcināšana ietver matēriju un antimateriālu molekulas, kas saduras viena ar otru, lai atbrīvotu enerģijas sprādzienu. Tas ir izdarīts nano mērogā, bet ne tuvu nav raķetes barošana.

Tātad, vai tiešām mūs kavē nespēja sasniegt gaismas ātrumu? Pagaidām atcerieties, ka tehnoloģijas, kuras mēs uzskatījām par neiespējamām pat pirms vairākiem gadu desmitiem, ir radušās ātrāk, nekā cilvēce jebkad domāja. Tas varētu būt gan uzmundrinoši, gan biedējoši.