Ученые Гарвардского университета нашли способ достичь скорости света на межзвездных кораблях, для этого исследователи предлагают использовать энергию от сверхновых.
Для разгона такой корабль должен аккумулировать энергию взрыва сверхновой с помощью солнечного или магнитного паруса, пишет издание Science Alert. В результате ракета получит ускорение, не требующее топлива.
По расчетам специалистов, если расположить космический корабль с парусом, весящим менее половины грамма на квадратный метр, на расстояние в миллион километров от сверхновой, то через некоторое время можно достичь релятивистских скоростей.
Отмечается, что яркость и энергия мощной сверхновой примерно в миллиард раз превосходит производимую Солнцем. Кроме этого, такой корабль можно дополнительно ускорять с помощью лазерной «пушки».
Разгон корабля с помощью воздействия сверхновой на данном этапе является виртуальной технологией, признают ученые. Человечество еще не разработало необходимые для такой ракеты материалы, но в будущем подобные опыты могут стать реальностью.
Какой самый быстрый объект после света?
В 1991 году детектор Fly’s Eye в США зарегистрировал ливень энергичных частиц в атмосфере, вызванный сверхэнергичным протоном космических лучей. Этот протон назвали OMG-particle (OMG — Oh My God , «О боже мой»), поскольку в одной элементарной частице сосредоточилась энергия теннисного мяча, летящего со скоростью 150 км/ч. Это в 40 млн раз больше энергии, достижимой на Большом адронном коллайдере, и во столько же раз меньше предельной — по современным представлениям — планковской энергии. При скорости, соответствующей этой энергии, протон отставал от луча света всего на 1 см за 215 тыс. лет. На сегодня подобных частиц зарегистрировано около сотни.
Что будет, если выстрелить из пистолета на скорости света
Согласно современным теориям, ничто, имеющее ненулевую массу, не может разогнаться до скорости света. Но если человек сможет максимально приблизиться к этому значению и во время полета выстрелит из пистолета, как поведет себя пуля?
Скорость света предельна во Вселенной, в которой мы живем. Но если гипотетически разогнаться до этой скорости и выстрелить из пистолета или лазера, можно ли будет превзойти этот порог?
Согласно теории относительности, существует предел скорости для любого тела. Кванты света — фотоны — не обладают массой покоя, благодаря чему могут двигаться с максимально возможной скоростью. Тела, имеющие массу, могут лишь приблизиться к этой скорости, достигнув, например, 99% от нее.
Но что будет, если максимально приблизиться к скорости света? Если на такой скорости выстрелить из пистолета, будет ли пуля лететь быстрее фотонов? Теория относительности отвечает на этот вопрос отрицательно. Согласно ей, с ростом скорости растет и количество энергии, которое нужно приложить для ее дальнейшего увеличения. Чтобы пуля превысила скорость света, потребуется бесконечное количество энергии.
Поэтому даже если придать пуле импульс с помощью термоядерного реактора, она все равно не сможет разогнаться даже до 299 792 км/с. На самом деле в теории относительности есть закон сложения скоростей, который описывается специальной формулой. Согласно ей, даже если один объект движется так же быстро, как свет, то при сложении его скорости со скоростью другого объекта, никогда не получится значение больше предельного.
Чего уж говорить о случае, когда скорость объекта максимально приближена к световой. Если такой объект сможет выпустить в пространство частицу, которая относительно него будет двигаться со скоростью в 0,999 световой, то для стороннего наблюдателя частица будет двигаться как свет.
То же самое будет происходить в случае, если двигаясь на скорости света объект испустит лазерный луч. В результате сложения общая скорость все равно получится равной 299 792 458 м/с. Значит, и для вас, и для стороннего наблюдателя излучение будет двигаться со световой скоростью.
Каково это — путешествовать почти со скоростью света
Путешествуя на корабле со скоростью, близкой к скорости света, вы столкнетесь со множеством интересных проблем, у которых, теоретически, есть решения. О них стоит узнать, прежде, чем вы отправитесь в путь, поэтому рекомендуем посмотреть видео NASA.
Если вы поклонник научной фантастики, то вы видели в фильмах и читали в книгах о кораблях, способных путешествовать по всей Вселенной с помощью варп-двигателя, сверхсветового или «прыжкового» двигателей, либо сворачивая пространство.
Межзвездные путешествия — это круто, но законы физики говорят нам, что подобное просто невозможно. Согласно им и, в частности, теории относительности Эйнштейна, способа достичь или превысить скорость света на корабле не существует.
Тем не менее, физика, управляющая нашей Вселенной, допускает путешествия на корабле со скоростью, близкой к скорости света, хотя для достижения ее потребуется огромное количество энергии.
Те же самые законы говорят и о проблемах, связанных с путешествиями на столь высоких скоростях. К счастью, NASA решило их и недавно выпустило анимационное видео, рассказывающее об основах межзвездных путешествий.
Можно ли путешествовать на корабле со скоростью света: отвечает NASA
«Итак, вы только что завершили модернизацию своего космического корабля, и теперь он способен летать почти со скоростью света. Мы не знаем, как вам это удалось, но поздравляем! Прежде чем вы улетите, посмотрите это видео, чтобы узнать больше об опасностях путешествий на скоростях, близких к скорости света, времени в пути и расстояниях между некоторыми популярными точками во Вселенной», — говорится в начале видео.
Не затрагивая вопрос о том, как космический корабль может летать со скоростью света, рассказчик переходит непосредственно к проблемам, связанным с путешествиями по релятивистской Вселенной.
К ним относятся замедление времени, необходимость экранирования и время, которое потребуется, чтобы добраться даже до ближайших объектов, таких как звезда Проксима Центавра или галактика Андромеда.
Когда корабли будут летать выше скорости света
Корабли, летящий со скоростью света — сложная проблема, и величайшие научные умы мира все еще ищут пути ее решения. Хороший пример — Breakthrough Starshot, аппарат, использующий световой парус для полета на Альфа Центавра, который будет запущен в космос в ближайшие годы. Его скорость составит примерно 20% от скорости света, а путешествие займет 20 лет.
Работая над проектом Breakthrough Starshot, ученые решают проблемы экранирования, связи, подбирают камеры и аппаратуру, тип паруса и его форму, а также думают над тем, как аппарат замедлится, достигнув далекой звезды.
Видео о кораблях, летящих со скоростью света, подготовлено учеными и экспертами из Goddard Media Studios (GMS) Центра космических полетов имени Годдарда NASA. Работой руководил мультимедийный продюсер и член Ассоциации космических исследований университетов (USRA) астрофизического отдела Годдарда Крис Смит. Ведущим аниматором видео стал Кристофер Ким. Чтобы перевести видео на русский язык, включите субтитры, а затем в настройках переведите их (Субтитры-Перевести-Русский).
Дәурен
