почитаю кто такой физик Шкловский, спасбо за наводку.
У меня в конце статьи Портальный звездолёт есть ссылки на интервью Шкловского на ютубе, и копии его двух статей про отрицательную массу. Я эти копии сделал на случай блокировок.
На самом деле отрицательной массой много кто занимается. Просто новость так подана, что может возникнуть впечатление, что у двух физиков внезапно возникло озарение, что отрицательная масса существует. При этом даже если просто взглянуть на список источников их статьи - там с десяток статей про отрицательную массу разных учёных.
Основная ценность отрицательной массы в том, что она позволит создавать порталы.
Такое распределение скоростей невозможно было бы описать простой линейной зависимостью с константой Хаббла.
Так она и не линейная. В 21 веке сделали открытие, что галактики разбегаются с ускорением. Это в 20 веке думали, что скорость разбегания постоянна. Причём насколько она нелинейная мы не знаем. Когда сравнили два метода оценки “постоянной”, то они не сошлись между собой.
Во-вторых, такое расталкивание сильнее всего должно действовать внутри гравитационно связанных объектов типа галактик и звёздных систем: чем ближе, тем больше силы отталкивания, тем сильнее объекты разлетались бы друг от друга, разрушая галактики.
Видимо, вы исходите из того, что отрицательная масса находится там же, где и положительная. На самом деле основные скопления отрицательной массы находятся в межгалактическом пространстве. Сильнее всего межгалактическая отрицательная масса воздействует на внешние области галактики, что вносит искажения в скорость их вращения. А для объяснения этих искажений и придумали “тёмную материю”. Шкловский предполагает, что “тёмная материя” на самом деле - это отрицательная масса. Причём из-за того, что у “тёмной материи” масса другого знака, чем предполагалось, то и распределение её будет другим, чем предполагали.
В-третьих, случайное распределение отрицательных масс привело бы к случайному распределению векторов скоростей (как величин, так и направлений).
Между прочим, так оно и есть. Туманность Андромеды не улетает от нас, а сближается, и рано или поздно столкнётся с нашей Галактикой. Говорить о разбегании галактик мы можем лишь в среднем.
В-четвёртых, довольно странно, что отрицательной массы настолько дофига во Вселенной, а мы до сих пор не зарегистрировали никаких самоускоряющихся объектов
Если говорить про космические лучи - то из космоса к нам регулярно прилетают заряженные частицы на почти световой скорости. Никто толком не знает, что их так чудовищно разогнало. Может, как раз, отрицательная масса.
Если говорить про крупные твёрдые тела: звёзды или планеты, то эффект саморазгона длительно действует лишь на объекты одинаковой по модулю массы. Если модуль отличается, то либо отрицательная притянется к положительной, и её разорвёт, нейтрализовав гравитационное поле, формирующее звезду или планету, либо отрицательная отбросит от себя положительную - поле ослабеет, и разгон уменьшится - и будет продолжать уменьшаться. В газообразных средах ситуация будет несколько другой, но нам трудно вести за ними наблюдения: мы видим лишь их поверхность.
Да, физик Шкловский так и объясняет расширение Вселенной. Согласно его теории, суммарная энергия нашей Вселенной равна нулю, а это значит, что одновременно с положительной массой образовалось и огромное количество отрицательной. Так как отрицательная масса прозрачна, то несмотря на её большие количества в космосе - мы её не видим, однако можем видеть последствия воздействия её гравитационного поля. А её гравитационное поле расталкивает обычную материю, но при этом отрицательная масса к обычной материи притягивается. В результате возникает разгон, и Вселенная расширяется с ускорением. Именно это ускоренное расширение мы и наблюдаем в телескопы.
Здесь можно провести аналогию с фотоном: масса покоя фотона равна нулю, и он движется со скоростью света. Даже если фотон образовался в результате аннигиляции электрона и позитрона, которые двигались с небольшой скоростью. Близко расположенные частица с положительной и частица с отрицательной массой имеют суммарную массу равную нулю, и ускоряют друг друга почти до скорости света. Причём чем ближе они расположены - тем сильнее их гравитационные поля действуют на эти частицы, тем сильнее ускорение. Очень близко расположенные частицы с суммарной нулевой массой почти мгновенно ускоряются до околосветовой скорости и такая система почти неотличима от фотона. Причём, несмотря на разгон, суммарная энергия этой системы всё равно остаётся равна нулю.
Одинаково заряженные ионы отрицательной массы притягиваются друг к другу. Я в своей статье Портальный звездолёт про это писал. В космосе вещество довольно часто ионизировано. У меня в конце статьи есть копии статей Шкловского на тему отрицательной массы: он её более подробно рассматривает, в том числе с формулами. И в частности приходит к выводу, что отрицательная масса полностью прозрачна и обладает большой проникающей способностью по отношению к обычной материи. Поэтому на Земле её трудно обнаружить: падающая из космоса отрицательная масса проваливается до ядра планеты, не задерживаясь на поверхности. Добывать отрицательную массу, вероятно, можно лишь в космосе.
В комете воды много - если что-то и сдует, то новая появится из расплавленного льда. Там постоянно будет присутствовать слой жидкой воды. Чтобы что-то сдувало - это должно уноситься потоками набегающего воздуха. Однако нос у кометы - не аэродинамический - там воздуху будет неудобно куда-то деваться, и воду там уносить некуда. Собственно говоря, в этом одна из причин нагрева: комета сжимает воздух перед собой (то есть, воздух не убегает, унося с собой воду) - а тот при адиабатическом сжатии нагревается. Сжатие адиабатическое - то есть, без теплообмена, так как процесс очень быстрый.
А вода, попав внутрь ледяной кометы, как ни странно, замёрзнет.
Вода замёрзнет далеко не сразу. Разогрев кометы происходит очень быстро, так как осуществляется за счёт трения. При этом, так как плавление - фазовый переход, то это стабилизирует температуру: температура не будет чересчур высокой. Но затем, после разогрева, комета попадает в космический вакуум, а вакуум - превосходный теплоизолятор. Там ещё долго будет оболочка из жидкой воды. Более того, внутри снега кометы есть атмосфера из водного пара. Пар образуется из-за того, что в вакууме происходит возгонка льда практически при любой температуре, и комета в вакууме постепенно испаряется. Водный пар, попав в поры снега, может надолго там задерживаться.
Бактерия, подхваченная метеоритом, через несколько минут попадёт в вакуум
Ну вот возьмём комету. Она формировалась в невесомости. Вода в таких условиях кристаллизуется в снежинки - то есть, комета состоит из пористого снега. Внешняя оболочка может быть ледяной, однако при пролёте кометы через атмосферу эта оболочка расплавится. Получаем, что комета покроется слоем жидкой воды. При пролёте через атмосферу в эту воду попадают микробы. Это уже не вакуум. А для микробов главное добраться до внутренних пор кометы - там они эти поры закупорят от внешней среды своими трупами. Одной из гипотез образования жизни было как раз то, что до “изобретения” микробами клеточной стенки - в качестве клеточной стенки использовались мельчайшие поры горных пород.
Разница между астероидом и кометой зачастую лишь в количестве воды, которые они содержат, но и ледяные астероиды вполне встречаются. Поэтому я и упоминал как кометы, так и астероиды.
Да, так тоже можно. Есть разные пути переноса жизни.
Просто перенос микробов астероидами, которые лишь слегка зацепили атмосферу планеты, расширяет перечень возможных источников жизни на газовые гиганты. Про метеориты, выбитые из твёрдого ядра Юпитера, мне слышать не приходилось. Но вот зацепившая атмосферу газового гиганта комета вполне могла быть. Юпитер - просто для примера, не факт, что там есть жизнь, хотя я наличия жизни там не исключаю.
За счёт того, что астероиды - очень пористые. Они формируются в условиях невесомости, где нет огромных давлений, которые их утрамбуют. История с заражением образцов астероида показала, что микробы быстро внутри распространяются: Образцы грунта с астероида Рюгу «заразились» жизнью
Астероид же практически сразу вылетает обратно в вакуум, а там бактерии размножаться не будут.
Выдвигалась гипотеза, что жизнь может переноситься кометами и астероидами, которые не падают на планету, а лишь слегка задевают атмосферу по касательной. Так как микробы есть даже в верхних слоях атмосферы - они налипают на астероид, затем проникают внутрь, так как астероид имеет очень пористую структуру. А когда он падает на другую планету - микробы выбираются наружу.
Видимо, имеется в виду безынерционный двигатель, как в игре Homeworld: Cataclysm. Он там был в последней миссии у инопланетного корабля. Этот двигатель так называется, потому что обнуляет инерционную массу корабля, что позволяет малыми затратами топлива его ускорять и тормозить. Или вообще без затрат.
И его на самом деле можно сделать, если использовать отрицательную массу. Однако, во-первых, если у нас есть отрицательная масса, то мы и портал можем создать. А, во-вторых, чтобы обнуление суммарной массы действительно произошло, отрицательная масса должна находиться вплотную к положительной. То есть, реальный безынерционный звездолёт, скорее всего будет чем-то вроде двухслойной плёнки: из слоя отрицательной и слоя положительной массы.
Насколько отрицательная масса должна быть близко к положительной? Настолько, чтобы обе эти массы начали заметно реагировать на гравитационное поле друг друга. Тогда у них станет ощутимым саморазгон: мы получим квазифотон с нулевой суммарной массой, который будет стремиться ускориться до скорости света - скорости фотона. Но так как у звездолёта собственное гравитационное поле слабое - отрицательную массу придётся разместить чрезвычайно близко.
А, да, если мы можем произвольно выключать портал, то мы ещё нашли выключатель для гравитации, и теперь легко можем гравитационную волну создавать)
Выключатель портала и выключатель гравитации - это разные вещи.
Если исходить из гипотезы вселенной как клеточного автомата, то вселенная - это граф из клеток, и каждая клетка просто хранит список контактов своих “соседей”. Причём кто-то из этих соседей может находиться за много световых лет от клетки - просто контакт со старых времён сохранился, пока клетки действительно были рядом, потом разъехались, но связь не теряли. Это и есть портал. Но если связь удалить - закрыть портал, то восстановить стёртую запись уже будет невозможно.
А выключить гравитацию можно с помощью отрицательной массы. Возьмём шар из обычного вещества - окружим его сферической оболочкой из вещества с отрицательной массой. Или наоборот: внутри - отрицательная, снаружи - положительная. Сфера и шар создают гравитационное поле одинаковой формы, и можно так подобрать массы, что гравитационное поле будет полностью гасится антигравитационным. Внутри этого объекта гравитация будет, но снаружи его гравитационное поле будет равно нулю. Ни один гравитационный детектор его не обнаружит. Раскрываем внешнюю оболочку - симметрия нарушается - появляется поле. Закрываем - исчезает. Или можно просто смещать шар внутри сферы. Другое дело, что такие гравитационные волны будут очень слабыми. По идее, вентилятор своими лопастями тоже гравитационные волны создаёт. Только они очень слабые.
Если имелось в виду, что закрывая портал, мы уменьшаем гравитационное поле, которое через него проходит - ну да, так тоже можно гравитационные волны создавать. Но они будут слабыми, если источник гравитации - не что-то вроде чёрной дыры.
На всякий случай я опишу, как сам вижу межзвёздные путешествия будущего.
Для создания порталов нужна отрицательная масса. Проблема в том, что, как утверждает в своих статьях физик Шкловский - отрицательная масса не задерживается на поверхности нашей планеты, а опускается до её центра (на случай блокировок, у меня в конце статьи Портальный звездолёт под спойлерами есть копии публикаций Шкловского по отрицательной массе).
То есть, отрицательную массу придётся добывать в космосе. И здесь ещё одна проблема. Как утверждает Шкловский - отрицательная масса прозрачна. Она может рассеивать свет, но не может его поглощать. Собственно говоря, поэтому мы “тёмную материю” и не видим. Как утверждает Шкловский - “тёмная материя” - это отрицательная масса.
Скопления тёмной материи удерживаются не гравитацией, а кулоновскими силами, так как одинаково заряженные частицы отрицательной массы притягиваются. То есть, один из способов искать такую материю - это исследовать искажения электрического поля. Другой способ - искать искажения гравитационного поля.
При этом положительная масса отрицательную массу притягивает. Поэтому скопления отрицательной массы можно искать в центре крупных астероидов. Но лишь в невесомости. Если астероид падает на планету - отрицательная масса из него вываливается, и падает дальше к центру планеты.
В комментариях к моей статье существование отрицательной массы пытались опровергнуть тем, что два объекта одинаковой по модулю массы, но разных знаков, будут бесконечно друг друга ускорять. На самом деле этот эффект действительно будет наблюдаться, и более того, хорошо известен близкий аналог этого эффекта - это аннигиляция электрона и позитрона. При их аннигиляции образуются фотоны. Масса покоя фотона равна нулю, и поэтому он движется со скоростью света, даже если до аннигиляции электрон и позитрон двигались очень медленно. В физике нет закона сохранения скорости. И система из положительной и отрицательной массы, суммарно имеющая нулевую массу, как и фотон, будет бесконечно ускоряться до скорости света - скорости фотона. При этом нужно подчеркнуть, что такая система не относится к инерциальным, а находится под воздействием сразу двух полей: гравитационного и антигравитационного, смещённых друг относительно друга.
Итак, отрицательную массу мы в космосе добыли. Наша следующая задача - её уплотнить до образования портала - червоточины. Так как отрицательная масса стягивается электрическими силами, то нам понадобится эту массу ионизировать. Дело в том, что, как утверждает Шкловский, отрицательная масса может захватывать обычные электроны, а это поле уменьшает. Как будут ионизировать - не знаю.
Скорее всего, получившийся портал будет очень мал. Благодаря ионизации он будет электрически заряжен, и это позволит его удерживать.
Одни из врат мы помещаем на Земле перед ускорителем частиц. Вторые врата монтируем на крошечный звездолёт. Скорее всего, полезной нагрузкой этого звездолёта будут искусственные микробы. Их целью будет вырасти до крупных организмов - биологических машин, когда звездолёт прибудет на место, и найдёт подходящий астероид для питания.
Чем меньше звездолёт - тем проще будет его разогнать, и тем меньше вероятность, что в него врежется метеорит.
Когда звездолёт долетает до места назначения - в дело вступают микробы, которые вырастают в биологические 3D принтеры, и по командам с Земли печатают, что скажут, в том числе и людей. Либо мы можем просто расширить портал, если у нас достаточно много отрицательной массы, и перебросить через портал колонистов.
Слишком много отрицательной массы брать с собой в полёт невыгодно. Чем ближе суммарная масса звездолёта к нулю - тем проще его будет ускорять. Излишек отрицательной массы испортит этот баланс. Другое дело - прибытие.
Есть ли в этой схеме место для крупных кораблей? Как ни странно - есть. Только их назначение - военное. И это даже не корабли - а секретные военные базы. Их задача - нанесение удара возмездия, и сохранение генофонда на случай уничтожения нашей расы пришельцами. Почти всё время базы находятся в глубоком космосе в спящем состоянии, не выдавая своего присутствия. Активируются лишь в случае войны.
Сами базы не воюют. Межзвёздные войны будущего - это войны биологические. И базы сеют споры биологического оружия через тайные порталы. А эти споры на поверхности планеты противника прорастают в мультивид, который включает в себя самые разные организмы: от микробов, убивающих врагов, до крупных существ, пробивающих стены биологических убежищ.
И древние планеты с руинами исчезнувших инопланетных рас будут не безжизненными, а кишеть мутировавшими чудовищами, которые сначала уничтожили пришельцев, а потом, брошенные на произвол судьбы, долго эволюционировали.
А можно ли открыть портал около орбиты Солнца, выключить его, вторую часть неактивного портала увезти с собой к другой звезде, а потом снова открыть уже там?
Если портал схлопывается - это насовсем. Нет такого объекта, как неактивный портал - он или открыт, или не существует. Другое дело, что можно поддерживать крошечный портал, и при необходимости его расширить, поместив туда большое количество отрицательной массы.
Как я понял, размер портала слабо влияет на гравитацию
Я не проверял расчёты из видео, и не знаю что понимается под таинственным термином “влияние” - в физике я про такую величину не слышал. Но как портал взаимодействует с гравитацией, можно понять и без сложных формул. Напряжённость гравитационного поля планеты обратно пропорциональна квадрату расстояния до её центра. Того же эффекта можно достичь, если мы условно будем считать, что центр планеты испускает гравитоны, и плотность этих гравитонов на единицу площади сферы с центром в центре планеты - пропорциональна напряжённости поля. То есть, например, планета испустила одновременно во все стороны пакет гравитонов - они разбегаются, образуя расходящуюся сферу, и сколько их приходится на единицу площади этой сферы - такая и напряжённость (ускорение свободного падения). Чем дальше от центра сферы, тем ближе к параллельным траектории гравитонов. Соответственно, тем медленнее меняется их плотность и гравитационная напряжённость. Например, так как мы от центра Земли находимся на довольно большом расстоянии, то траектории гравитонов близки к параллельным, и с высотой ускорение свободного падения медленно меняется.
Когда гравитоны проходят через портал, то они пытаются разбежаться во все стороны. Их траектории значительно отклоняются от параллельных, и гравитационное поле, пусть и пройдя через портал начинает быстро убывать. При этом закон обратной пропорциональности напряжённости квадрату расстояния сохраняется, и искажается лишь формой портала. Портал становится как бы источником гравитационного поля, но оно быстро уменьшается с расстоянием.
Если разные порталы на одном расстоянии от планеты, то независимо от радиуса портала, напряжённость поля на его поверхности будет примерно одинаковой. Только в одном случае это будет напряжённость, например, на расстоянии 1 метра от центра, а в другом - на расстоянии 2 метра от центра (второй портал имеет в 2 раза больший радиус). И если мы возьмём расстояние 20 метров от центра, то у первого портала поле уменьшится в 20²=400 раз, а у второго в 10²=100 раз. То есть, у более крупного портала поле убывает медленнее. Но всё равно оно убывает гораздо быстрее, чем поле планеты, просто в силу огромных размеров планеты.
То, что вы ответственно относитесь к логичности лора - заслуживает одобрения. И моя критика будет касаться не концепции в целом, а неправильного понимания порталов.
Начну с того, что опасения по поводу того, что через портал проходит гравитационное поле - излишни. Например, разместим одни врата портала на газовом гиганте Сатурне, а вторые - на звездолёте. Ускорение свободного падения на Сатурне - около 1.07 g - ненамного больше земного. Пройдя через портал - оно вблизи врат будет таким же. На Земле полно машин, подъёмников, кранов, которые прекрасно поднимают грузы, преодолевая 1g. Даже системы капиллярного полива поднимают жидкость в капиллярах, преодолевая 1g просто за счёт силы поверхностного натяжения. Трудности это 1g создаёт лишь для ракет, так как им приходится подниматься, опираясь на свою реактивную струю. Только внутри корабля будет полно переборок, на которых можно закрепить кран, который будет вытаскивать грузы из портала. Реактивная струя для подъёма грузов будет ни к чему.
Гравитационное поле, распространяясь из портала, будет убывать так, как если бы сам портал был источником гравитационного поля. То есть, поле будет приблизительно обратно пропорционально квадрату расстояния от центра портала. Например, если у нас портал - в 1 метр радиусом, то на расстоянии 10 метров от портала гравитационное поле станет примерно в 100 раз меньше, чем на его поверхности. Поэтому поле не будет создавать особых проблем для достаточно длинного корабля.
И если опасения насчёт гравитации излишни, то другой, уже важной темы, я в статье не заметил. А именно проблем, возникающих, если между вратами портала большая разность скорости.
Поясню на примере. Рассмотрим систему из двух врат и частицы. Пусть одни врата покоятся, а вторые - движутся с большой скоростью: например, 10% световой. Пусть в покоящиеся врата влетает частица на ничтожно малой скорости, очень близкой к нулю. Пройдя через портал, чтобы выйти из портала - она должна получить скорость не меньше, чем скорость вторых - движущихся врат. В нашем случае - это около 10% световой скорости. То есть, частица, пройдя через портал, получила огромное приращение импульса. По закону сохранения импульса, движущиеся врата после этого замедлятся.
Иначе говоря, просто перемещая какую-то почти неподвижную массу через портал на звездолёт - мы звездолёт тормозим.
Материя, передаваемая на звездолёт, чтобы его не тормозить, должна иметь скорость, не меньшую, чем у звездолёта. Но 10% от скорости света - это много. С такой скоростью можно передавать материю, скорее всего, лишь ускорителем заряженных частиц.
И вот здесь возникает интересная возможность, которую я рассмотрел в своей статье “Портальный звездолёт” - если мы этот поток частиц, прошедший на огромной скорости через портал, отразим назад, то получим эффективный способ разгона звездолёта. Кораблю не нужно будет тащить с собой двигатели - мы сразу передаём через портал реактивную струю.
Оптозоракс в своих симуляциях использовал медленно движущиеся тела. Однако если мы посылаем через портал частицы, скорость которых намного превышает вторую космическую (например, для Земли - это около 11.2 км/с), то такие частицы гравитацию, проходящую через портал, особо и не заметят. Скорость света - около 300 000 км/с. 10% от скорости света - это около 30 000 км/с, что намного больше второй космической для Земли. Такая частица на земную гравитацию особого внимания обращать не будет, в том числе, и гравитацию, проходящую через портал.
И так как я придерживаюсь гипотезы Стивена Вольфрама о том, что наша Вселенная похожа на клеточный автомат, то исходя из этого, двое врат портала должны возникать в одной и той же точке пространства, после чего расходиться. Поэтому взять и открыть вторые врата портала сразу на расстоянии многих световых лет будет невозможно.
Так как вы пишете тёмное фэнтези, то можно было бы и другой источник движения звездолётов использовать. Например, ловить в параллельной вселенной демонов, и использовать их как двигатели корабля, перемещающие корабль силой телекинеза. Просто с порталами как-то нелогично будет.
Этой преподавательнице ещё 30 лет не было. Ни мужа, ни детей. И это просто - яркий пример, потому что она действительно умная была. А так я сколько ни работал с женщинами - ни разу не слышал, чтобы их наука интересовала. Максимум, что из близкого к науке они обсуждали - это на какие кнопки в программе нажимать, чтобы оно заработало, и какие таблетки хорошие - помогают.
А вот мужчины, действительно, когда им нечего делать, могли начать обсуждать фундаментальные научные проблемы.
И я подчёркиваю - это не значит, что женщины глупее. Просто у них интеллект по другому работает.
У мужчин дома (особенно в традиционных университетских семья) бытом занимаются жены.
Боюсь, ваши сведения устарели. Хватает одиноких учёных.
Библиотека замечательная. Если решите дальше улучшать интерфейс, то вот предложения:
Сделать неподвижный заголовок, который не будет исчезать при прокрутке списка звуков. В заголовке сделать панель поиска, а также вывести количество звуков в текущей выборке: то есть, сколько нашёл поиск. По умолчанию - количество всех треков в библиотеке. Например: “Найдено: 12”. В заголовке сделать кнопку перехода на главную страницу (иконку в виде домика).
Перед каждым треком вывести его порядковый номер в текущей выборке. Зная количество звуков и видя номер трека - можно будет оценить, какая часть выборки уже просмотрена.
Около названия треков показывать и названия тегов этого трека. Хоть в скобках, или другим шрифтом, цветом. Так будет проще понять, по каким принципам теги присваиваются. Примеры наборов тегов: “выстрел, лук”, “выстрел, лазер”, “шаги, дерево”, “шаги, песок”, “фраза”
Сделать словарь тегов, с указанием в скобках, в скольких треках тег встречается. При нажатии на запись в словаре - автоматически проводится поиск по этому тегу.
Женщины, с которыми я вместе работал, рассказывали, что их менее охотно берут, чем мужчин, просто потому, что они в любой момент могут уйти в декрет, и работодатель окажется в сложном положении. С одной стороны, он должен будет найти женщине замену, с другой - когда женщина вернётся из декрета, должен будет восстановить её на рабочем месте. А что с заменой делать?
Претензий к профессиональным навыкам женщин обычно нет. Хотя встречаются, конечно, начальники, которые тащат своих жён, любовниц, и прочих своих женщин на высокооплачиваемые должности, но в процентном соотношении это, по-моему, всё же не так много. Красивые глаза, может, и играют роль при найме, но учитывая, что в HR, зачастую - тоже женщины, вряд ли это на них сильно влияет.
Если подробнее про женский профессионализм, то проблема не в нём. А в том, что женщине технические науки зачастую просто не интересны, даже если она в них разбирается. Например, когда я ещё работал в университете - женщина-преподаватель, отлично разбирающаяся в квантовой механике, в свободное время болтала с подругами не про физику, а про быт: где купить, как приготовить, что дома случилось. А вот мужчины-учёные, в свободное время запросто могли рассуждать о природе электромагнитных полей, или про антигравитацию. Им это было интересно. Это не значит, что женщины глупее, просто они более важными считают другие вещи. Как правило, хотя возможны и исключения.
Отсутствие интереса приводит к тому, что какие-то творческие результаты от женщины мало ожидаемы. Зато женщины хорошо справляются с рутиной. Такой сложился стереотип.
Ради интереса построил график функции r(v) (расстояние до центра звезды, при котором скорость парусника равна v), и обнаружил интересную вещь: торможение начинается практически вплотную к звезде. Например, парусник теряет 5% своей начальной скорости (половина световой) на расстоянии около 10 радиусов звезды. Теряет 25% своей скорости на расстоянии примерно 2.3 радиуса звезды до её центра. То есть, парусник почти сквозь всю звёздную систему проносится на половине скорости света, и лишь на расстоянии нескольких радиусов звезды сила солнечного света становится достаточной, чтобы начать его заметно тормозить. И это при невозможной толщине паруса в 0.01 нм.
Зачем и как использовать солнечный парус летя к Солнцу?
Я же писал: корабль, летя к Солнцу - разгоняется. Если мы не затормозим, то быстро проскочим мимо солнца. Раскрыв парус, мы замедляем падение к солнцу.
Земля летит с определённой скоростью - из-за этого на Солнце не падает. Чтобы лететь к солнцу, космический корабль должен включить тягу против движения Земли. При этом его скорость по кругу падает, однако он начинает падение на Солнце, и его радиальная составляющая скорости начинает расти, вблизи Солнца достигая больших значений. Последующее торможение нужно для уменьшения радиальной составляющей скорости, чтобы не проскочить мимо Солнца, а выйти там на круговую орбиту.
Наверное, поэтому его и не стали использовать?
Да, его не стали использовать, потому что он не эффективен.
только притормозить
Для только притормозить нужен парус толщиной не более 0.6 микрона - я про это писал.
Если корабль летит с половиной скорости света - Солнечную систему он пролетит за сутки. Притормозите наполовину - пролетит за двое суток. Для нормальных исследований нужен почти полный сброс скорости. Сотня километров в секунду по сравнению со 150 000 км/сек - это почти полностью сброшенная скорость.
Здесь стоит заметить, что ускорение паруса от его площади не зависит - только от толщины. Потому что увеличивая площадь мы увеличиваем и массу паруса. В предположении, что полезная нагрузка является частью паруса.
Была бы возможность в этом проекте использовать солнечный парус - его бы использовали. Когда корабль летит к Солнцу - он как бы на него падает, и при этом разгоняется. Если не сбросить эту всё нарастающую скорость, то корабль, пролетев мимо Солнца, начнёт от него улетать вплоть до того расстояния, с которого стартовал, а может и дальше. Парус бы позволил затормозить, действуя, как своеобразный парашют. Если парус не использовали - значит он был бы не эффективен.
Ну раз так нужны цифры - сделаем упрощённый расчёт, игнорируя эффекты теории относительности. Всё равно они существенно на результат не повлияют. Нас интересует качественная оценка: где затормозит корабль, если будет тормозить с помощью паруса от солнечного излучения.
Направим ось r от звезды, причём в центре звезды r=0. Пусть звездолёт летит прямо на звезду. Соответственно, в начальный момент времени t = 0 он находится в точке r = r0, и имеет скорость dr/dt = v0 < 0. Скорость отрицательна, так как координата звездолёта уменьшается.
На звездолёт действует две силы. Это - сила тяжести F1, создаваемая гравитационным полем звезды, и сила F2, создаваемая солнечным излучением.
Пусть M - масса звезды, m - масса звездолёта, G - гравитационная постоянная, тогда:
F1 = G M m / r²
Давление солнечного излучения (в Паскалях) обозначим p. Пусть известно, что на некоем расстоянии R от центра звезды давление p(r = R) = p0. Тогда p будем вычислять по следующей формуле, так как давление обратно пропорционально квадрату расстояния:
p = p0 * R² / r²
Такая зависимость возникает из-за того, что одно и то же количество фотонов распределяется по поверхности расходящейся сферы, а площадь сферы пропорциональна квадрату радиуса сферы.
Пусть S - площадь паруса звездолёта. Тогда излучение звезды действует на звездолёт с силой:
F2 = p S = p0 * S * R² / r²
Сила тяжести F1 направлена к звезде, против оси r, поэтому в уравнение войдёт с отрицательным знаком. Световое давление действует от звезды, и F2 войдёт с положительным.
Пусть a - ускорение звездолёта, тогда:
m a = F2 - F1 = (p0 * S * R² - G M m) / r²
Разделим на m:
a = (p0 * S * R² / m - G M) / r²
Пусть h - толщина паруса, пусть ρ - плотность звездолёта. Тогда: m = ρ S h. Следовательно:
a = (p0 * R² / (ρ h) - G M) / r²
Обозначим
k = p0 * R² / (ρ h) - G M
Тогда
a = k / r²
Чтобы звездолёт тормозил, нужно чтобы a > 0. То есть k > 0. Это достигается при толщине паруса:
h < p0 * R² / ( G M ρ)
Эта формула вычисляет максимально допустимую толщину паруса. Если у звездолёта появятся дополнительные конструкции: например, рёбра жёсткости, то толщину придётся ещё уменьшить.
Давление света на идеальное зеркало на орбите Земли: p0 ≈ 9.8E-6 Па
Радиус земной орбиты (на котором измерили световое давление): R ≈ 1.5E11 м
Гравитационная постоянная: G = 6.67E-11 м³·с⁻²·кг⁻¹
Масса Солнца: M = 2E30 кг
Плотность алюминия (материал паруса): ρ = 2.7E3 кг/м³
Подставив в неравенство, получаем, что толщина паруса не должна превышать 6E-7 м, иначе говоря 0.6 микрона. Иначе никакого торможения не будет: гравитационная сила притяжения к Солнцу будет сильнее светового отталкивания.
Уже исходя из этой максимально допустимой толщины можно заподозрить, что солнечный парус идёт лесом. Эта толщина очень маленькая. Прочности у паруса никакой не будет.
Но идём дальше. Ведь наша цель выяснить, где же остановится при торможении корабль.
Перепишем нашу формулу для ускорения через производные:
d²r / dt² = k / r²
Нужно найти, при каком r скорость dr / dt = 0
Введём замену v( r ) := dr / dt тогда d²r / dt² = dv / dt = dv / dr * dr / dt = dv / dr * v
v * (dv / dr) = k / r²
Разделяем переменные:
v dv = k dr / r²
Интегрируем и подставляем начальные условия. Получаем:
v² = (v0)² + 2 k * (1 / r0 - 1 / r)
Если v = 0, то парусник остановится на расстоянии от центра звезды:
r = 2 k r0 / (2 k + (v0)² r0)
По сути дела, единственное, на что мы можем влиять - это толщина паруса. Выясним, при какой толщине парусник сможет затормозить на расстоянии R0, равном радиусу звезды.
Из предпоследней формулы:
k = (v0)² / (2 (1 / r - 1 / r0))
Ранее мы вычислили:
k = p0 * R² / (ρ h) - G M
Следовательно:
h = p0 * R² / (ρ (k + G M)) = p0 * R² / (ρ ((v0)² / (2 (1 / r - 1 / r0)) + G M))
Для r = R0:
h = p0 * R² / (ρ ((v0)² / (2 (1 / R0 - 1 / r0)) + G M))
Радиус Солнца: R0 = 7E8 м
Начальная скорость звездолёта (половина скорости света): v0 = 1.5E8 м/с
Торможение начнём с бесконечного расстояния: r0 = ∞
Подставив всё в формулу, получаем, что h = 1E-11 м, иначе говоря при толщине паруса не больше 0.01 нм силы солнечного света будет как раз достаточно, чтобы остановить звездолёт на поверхности Солнца. Правда, там будет жарковато.
Диаметры атомов начинаются с минимального значения около 0.1 нм. То есть, парус должен быть в 10 раз тоньше атома.
У меня в конце статьи Портальный звездолёт есть ссылки на интервью Шкловского на ютубе, и копии его двух статей про отрицательную массу. Я эти копии сделал на случай блокировок.
На самом деле отрицательной массой много кто занимается. Просто новость так подана, что может возникнуть впечатление, что у двух физиков внезапно возникло озарение, что отрицательная масса существует. При этом даже если просто взглянуть на список источников их статьи - там с десяток статей про отрицательную массу разных учёных.
Основная ценность отрицательной массы в том, что она позволит создавать порталы.
Так она и не линейная. В 21 веке сделали открытие, что галактики разбегаются с ускорением. Это в 20 веке думали, что скорость разбегания постоянна. Причём насколько она нелинейная мы не знаем. Когда сравнили два метода оценки “постоянной”, то они не сошлись между собой.
Видимо, вы исходите из того, что отрицательная масса находится там же, где и положительная. На самом деле основные скопления отрицательной массы находятся в межгалактическом пространстве. Сильнее всего межгалактическая отрицательная масса воздействует на внешние области галактики, что вносит искажения в скорость их вращения. А для объяснения этих искажений и придумали “тёмную материю”. Шкловский предполагает, что “тёмная материя” на самом деле - это отрицательная масса. Причём из-за того, что у “тёмной материи” масса другого знака, чем предполагалось, то и распределение её будет другим, чем предполагали.
Между прочим, так оно и есть. Туманность Андромеды не улетает от нас, а сближается, и рано или поздно столкнётся с нашей Галактикой. Говорить о разбегании галактик мы можем лишь в среднем.
Если говорить про космические лучи - то из космоса к нам регулярно прилетают заряженные частицы на почти световой скорости. Никто толком не знает, что их так чудовищно разогнало. Может, как раз, отрицательная масса.
Если говорить про крупные твёрдые тела: звёзды или планеты, то эффект саморазгона длительно действует лишь на объекты одинаковой по модулю массы. Если модуль отличается, то либо отрицательная притянется к положительной, и её разорвёт, нейтрализовав гравитационное поле, формирующее звезду или планету, либо отрицательная отбросит от себя положительную - поле ослабеет, и разгон уменьшится - и будет продолжать уменьшаться. В газообразных средах ситуация будет несколько другой, но нам трудно вести за ними наблюдения: мы видим лишь их поверхность.
Да, физик Шкловский так и объясняет расширение Вселенной. Согласно его теории, суммарная энергия нашей Вселенной равна нулю, а это значит, что одновременно с положительной массой образовалось и огромное количество отрицательной. Так как отрицательная масса прозрачна, то несмотря на её большие количества в космосе - мы её не видим, однако можем видеть последствия воздействия её гравитационного поля. А её гравитационное поле расталкивает обычную материю, но при этом отрицательная масса к обычной материи притягивается. В результате возникает разгон, и Вселенная расширяется с ускорением. Именно это ускоренное расширение мы и наблюдаем в телескопы.
Здесь можно провести аналогию с фотоном: масса покоя фотона равна нулю, и он движется со скоростью света. Даже если фотон образовался в результате аннигиляции электрона и позитрона, которые двигались с небольшой скоростью. Близко расположенные частица с положительной и частица с отрицательной массой имеют суммарную массу равную нулю, и ускоряют друг друга почти до скорости света. Причём чем ближе они расположены - тем сильнее их гравитационные поля действуют на эти частицы, тем сильнее ускорение. Очень близко расположенные частицы с суммарной нулевой массой почти мгновенно ускоряются до околосветовой скорости и такая система почти неотличима от фотона. Причём, несмотря на разгон, суммарная энергия этой системы всё равно остаётся равна нулю.
Одинаково заряженные ионы отрицательной массы притягиваются друг к другу. Я в своей статье Портальный звездолёт про это писал. В космосе вещество довольно часто ионизировано. У меня в конце статьи есть копии статей Шкловского на тему отрицательной массы: он её более подробно рассматривает, в том числе с формулами. И в частности приходит к выводу, что отрицательная масса полностью прозрачна и обладает большой проникающей способностью по отношению к обычной материи. Поэтому на Земле её трудно обнаружить: падающая из космоса отрицательная масса проваливается до ядра планеты, не задерживаясь на поверхности. Добывать отрицательную массу, вероятно, можно лишь в космосе.
В комете воды много - если что-то и сдует, то новая появится из расплавленного льда. Там постоянно будет присутствовать слой жидкой воды. Чтобы что-то сдувало - это должно уноситься потоками набегающего воздуха. Однако нос у кометы - не аэродинамический - там воздуху будет неудобно куда-то деваться, и воду там уносить некуда. Собственно говоря, в этом одна из причин нагрева: комета сжимает воздух перед собой (то есть, воздух не убегает, унося с собой воду) - а тот при адиабатическом сжатии нагревается. Сжатие адиабатическое - то есть, без теплообмена, так как процесс очень быстрый.
Вода замёрзнет далеко не сразу. Разогрев кометы происходит очень быстро, так как осуществляется за счёт трения. При этом, так как плавление - фазовый переход, то это стабилизирует температуру: температура не будет чересчур высокой. Но затем, после разогрева, комета попадает в космический вакуум, а вакуум - превосходный теплоизолятор. Там ещё долго будет оболочка из жидкой воды. Более того, внутри снега кометы есть атмосфера из водного пара. Пар образуется из-за того, что в вакууме происходит возгонка льда практически при любой температуре, и комета в вакууме постепенно испаряется. Водный пар, попав в поры снега, может надолго там задерживаться.
Ну вот возьмём комету. Она формировалась в невесомости. Вода в таких условиях кристаллизуется в снежинки - то есть, комета состоит из пористого снега. Внешняя оболочка может быть ледяной, однако при пролёте кометы через атмосферу эта оболочка расплавится. Получаем, что комета покроется слоем жидкой воды. При пролёте через атмосферу в эту воду попадают микробы. Это уже не вакуум. А для микробов главное добраться до внутренних пор кометы - там они эти поры закупорят от внешней среды своими трупами. Одной из гипотез образования жизни было как раз то, что до “изобретения” микробами клеточной стенки - в качестве клеточной стенки использовались мельчайшие поры горных пород.
Разница между астероидом и кометой зачастую лишь в количестве воды, которые они содержат, но и ледяные астероиды вполне встречаются. Поэтому я и упоминал как кометы, так и астероиды.
Да, так тоже можно. Есть разные пути переноса жизни.
Просто перенос микробов астероидами, которые лишь слегка зацепили атмосферу планеты, расширяет перечень возможных источников жизни на газовые гиганты. Про метеориты, выбитые из твёрдого ядра Юпитера, мне слышать не приходилось. Но вот зацепившая атмосферу газового гиганта комета вполне могла быть. Юпитер - просто для примера, не факт, что там есть жизнь, хотя я наличия жизни там не исключаю.
За счёт того, что астероиды - очень пористые. Они формируются в условиях невесомости, где нет огромных давлений, которые их утрамбуют. История с заражением образцов астероида показала, что микробы быстро внутри распространяются: Образцы грунта с астероида Рюгу «заразились» жизнью
Даже на внешней поверхности орбитальной станции микробы вполне выживали. Вот ссылка на научную статью: Survival of microorganisms during two-year exposure in outer space near the ISS
Выдвигалась гипотеза, что жизнь может переноситься кометами и астероидами, которые не падают на планету, а лишь слегка задевают атмосферу по касательной. Так как микробы есть даже в верхних слоях атмосферы - они налипают на астероид, затем проникают внутрь, так как астероид имеет очень пористую структуру. А когда он падает на другую планету - микробы выбираются наружу.
Видимо, имеется в виду безынерционный двигатель, как в игре Homeworld: Cataclysm. Он там был в последней миссии у инопланетного корабля. Этот двигатель так называется, потому что обнуляет инерционную массу корабля, что позволяет малыми затратами топлива его ускорять и тормозить. Или вообще без затрат.
И его на самом деле можно сделать, если использовать отрицательную массу. Однако, во-первых, если у нас есть отрицательная масса, то мы и портал можем создать. А, во-вторых, чтобы обнуление суммарной массы действительно произошло, отрицательная масса должна находиться вплотную к положительной. То есть, реальный безынерционный звездолёт, скорее всего будет чем-то вроде двухслойной плёнки: из слоя отрицательной и слоя положительной массы.
Насколько отрицательная масса должна быть близко к положительной? Настолько, чтобы обе эти массы начали заметно реагировать на гравитационное поле друг друга. Тогда у них станет ощутимым саморазгон: мы получим квазифотон с нулевой суммарной массой, который будет стремиться ускориться до скорости света - скорости фотона. Но так как у звездолёта собственное гравитационное поле слабое - отрицательную массу придётся разместить чрезвычайно близко.
Выключатель портала и выключатель гравитации - это разные вещи.
Если исходить из гипотезы вселенной как клеточного автомата, то вселенная - это граф из клеток, и каждая клетка просто хранит список контактов своих “соседей”. Причём кто-то из этих соседей может находиться за много световых лет от клетки - просто контакт со старых времён сохранился, пока клетки действительно были рядом, потом разъехались, но связь не теряли. Это и есть портал. Но если связь удалить - закрыть портал, то восстановить стёртую запись уже будет невозможно.
А выключить гравитацию можно с помощью отрицательной массы. Возьмём шар из обычного вещества - окружим его сферической оболочкой из вещества с отрицательной массой. Или наоборот: внутри - отрицательная, снаружи - положительная. Сфера и шар создают гравитационное поле одинаковой формы, и можно так подобрать массы, что гравитационное поле будет полностью гасится антигравитационным. Внутри этого объекта гравитация будет, но снаружи его гравитационное поле будет равно нулю. Ни один гравитационный детектор его не обнаружит. Раскрываем внешнюю оболочку - симметрия нарушается - появляется поле. Закрываем - исчезает. Или можно просто смещать шар внутри сферы. Другое дело, что такие гравитационные волны будут очень слабыми. По идее, вентилятор своими лопастями тоже гравитационные волны создаёт. Только они очень слабые.
Если имелось в виду, что закрывая портал, мы уменьшаем гравитационное поле, которое через него проходит - ну да, так тоже можно гравитационные волны создавать. Но они будут слабыми, если источник гравитации - не что-то вроде чёрной дыры.
На всякий случай я опишу, как сам вижу межзвёздные путешествия будущего.
Для создания порталов нужна отрицательная масса. Проблема в том, что, как утверждает в своих статьях физик Шкловский - отрицательная масса не задерживается на поверхности нашей планеты, а опускается до её центра (на случай блокировок, у меня в конце статьи Портальный звездолёт под спойлерами есть копии публикаций Шкловского по отрицательной массе).
То есть, отрицательную массу придётся добывать в космосе. И здесь ещё одна проблема. Как утверждает Шкловский - отрицательная масса прозрачна. Она может рассеивать свет, но не может его поглощать. Собственно говоря, поэтому мы “тёмную материю” и не видим. Как утверждает Шкловский - “тёмная материя” - это отрицательная масса.
Скопления тёмной материи удерживаются не гравитацией, а кулоновскими силами, так как одинаково заряженные частицы отрицательной массы притягиваются. То есть, один из способов искать такую материю - это исследовать искажения электрического поля. Другой способ - искать искажения гравитационного поля.
При этом положительная масса отрицательную массу притягивает. Поэтому скопления отрицательной массы можно искать в центре крупных астероидов. Но лишь в невесомости. Если астероид падает на планету - отрицательная масса из него вываливается, и падает дальше к центру планеты.
В комментариях к моей статье существование отрицательной массы пытались опровергнуть тем, что два объекта одинаковой по модулю массы, но разных знаков, будут бесконечно друг друга ускорять. На самом деле этот эффект действительно будет наблюдаться, и более того, хорошо известен близкий аналог этого эффекта - это аннигиляция электрона и позитрона. При их аннигиляции образуются фотоны. Масса покоя фотона равна нулю, и поэтому он движется со скоростью света, даже если до аннигиляции электрон и позитрон двигались очень медленно. В физике нет закона сохранения скорости. И система из положительной и отрицательной массы, суммарно имеющая нулевую массу, как и фотон, будет бесконечно ускоряться до скорости света - скорости фотона. При этом нужно подчеркнуть, что такая система не относится к инерциальным, а находится под воздействием сразу двух полей: гравитационного и антигравитационного, смещённых друг относительно друга.
Итак, отрицательную массу мы в космосе добыли. Наша следующая задача - её уплотнить до образования портала - червоточины. Так как отрицательная масса стягивается электрическими силами, то нам понадобится эту массу ионизировать. Дело в том, что, как утверждает Шкловский, отрицательная масса может захватывать обычные электроны, а это поле уменьшает. Как будут ионизировать - не знаю.
Скорее всего, получившийся портал будет очень мал. Благодаря ионизации он будет электрически заряжен, и это позволит его удерживать.
Одни из врат мы помещаем на Земле перед ускорителем частиц. Вторые врата монтируем на крошечный звездолёт. Скорее всего, полезной нагрузкой этого звездолёта будут искусственные микробы. Их целью будет вырасти до крупных организмов - биологических машин, когда звездолёт прибудет на место, и найдёт подходящий астероид для питания.
Чем меньше звездолёт - тем проще будет его разогнать, и тем меньше вероятность, что в него врежется метеорит.
Когда звездолёт долетает до места назначения - в дело вступают микробы, которые вырастают в биологические 3D принтеры, и по командам с Земли печатают, что скажут, в том числе и людей. Либо мы можем просто расширить портал, если у нас достаточно много отрицательной массы, и перебросить через портал колонистов.
Слишком много отрицательной массы брать с собой в полёт невыгодно. Чем ближе суммарная масса звездолёта к нулю - тем проще его будет ускорять. Излишек отрицательной массы испортит этот баланс. Другое дело - прибытие.
Есть ли в этой схеме место для крупных кораблей? Как ни странно - есть. Только их назначение - военное. И это даже не корабли - а секретные военные базы. Их задача - нанесение удара возмездия, и сохранение генофонда на случай уничтожения нашей расы пришельцами. Почти всё время базы находятся в глубоком космосе в спящем состоянии, не выдавая своего присутствия. Активируются лишь в случае войны.
Сами базы не воюют. Межзвёздные войны будущего - это войны биологические. И базы сеют споры биологического оружия через тайные порталы. А эти споры на поверхности планеты противника прорастают в мультивид, который включает в себя самые разные организмы: от микробов, убивающих врагов, до крупных существ, пробивающих стены биологических убежищ.
И древние планеты с руинами исчезнувших инопланетных рас будут не безжизненными, а кишеть мутировавшими чудовищами, которые сначала уничтожили пришельцев, а потом, брошенные на произвол судьбы, долго эволюционировали.
Если портал схлопывается - это насовсем. Нет такого объекта, как неактивный портал - он или открыт, или не существует. Другое дело, что можно поддерживать крошечный портал, и при необходимости его расширить, поместив туда большое количество отрицательной массы.
Я не проверял расчёты из видео, и не знаю что понимается под таинственным термином “влияние” - в физике я про такую величину не слышал. Но как портал взаимодействует с гравитацией, можно понять и без сложных формул. Напряжённость гравитационного поля планеты обратно пропорциональна квадрату расстояния до её центра. Того же эффекта можно достичь, если мы условно будем считать, что центр планеты испускает гравитоны, и плотность этих гравитонов на единицу площади сферы с центром в центре планеты - пропорциональна напряжённости поля. То есть, например, планета испустила одновременно во все стороны пакет гравитонов - они разбегаются, образуя расходящуюся сферу, и сколько их приходится на единицу площади этой сферы - такая и напряжённость (ускорение свободного падения). Чем дальше от центра сферы, тем ближе к параллельным траектории гравитонов. Соответственно, тем медленнее меняется их плотность и гравитационная напряжённость. Например, так как мы от центра Земли находимся на довольно большом расстоянии, то траектории гравитонов близки к параллельным, и с высотой ускорение свободного падения медленно меняется.
Когда гравитоны проходят через портал, то они пытаются разбежаться во все стороны. Их траектории значительно отклоняются от параллельных, и гравитационное поле, пусть и пройдя через портал начинает быстро убывать. При этом закон обратной пропорциональности напряжённости квадрату расстояния сохраняется, и искажается лишь формой портала. Портал становится как бы источником гравитационного поля, но оно быстро уменьшается с расстоянием.
Если разные порталы на одном расстоянии от планеты, то независимо от радиуса портала, напряжённость поля на его поверхности будет примерно одинаковой. Только в одном случае это будет напряжённость, например, на расстоянии 1 метра от центра, а в другом - на расстоянии 2 метра от центра (второй портал имеет в 2 раза больший радиус). И если мы возьмём расстояние 20 метров от центра, то у первого портала поле уменьшится в 20²=400 раз, а у второго в 10²=100 раз. То есть, у более крупного портала поле убывает медленнее. Но всё равно оно убывает гораздо быстрее, чем поле планеты, просто в силу огромных размеров планеты.
То, что вы ответственно относитесь к логичности лора - заслуживает одобрения. И моя критика будет касаться не концепции в целом, а неправильного понимания порталов.
Начну с того, что опасения по поводу того, что через портал проходит гравитационное поле - излишни. Например, разместим одни врата портала на газовом гиганте Сатурне, а вторые - на звездолёте. Ускорение свободного падения на Сатурне - около 1.07 g - ненамного больше земного. Пройдя через портал - оно вблизи врат будет таким же. На Земле полно машин, подъёмников, кранов, которые прекрасно поднимают грузы, преодолевая 1g. Даже системы капиллярного полива поднимают жидкость в капиллярах, преодолевая 1g просто за счёт силы поверхностного натяжения. Трудности это 1g создаёт лишь для ракет, так как им приходится подниматься, опираясь на свою реактивную струю. Только внутри корабля будет полно переборок, на которых можно закрепить кран, который будет вытаскивать грузы из портала. Реактивная струя для подъёма грузов будет ни к чему.
Гравитационное поле, распространяясь из портала, будет убывать так, как если бы сам портал был источником гравитационного поля. То есть, поле будет приблизительно обратно пропорционально квадрату расстояния от центра портала. Например, если у нас портал - в 1 метр радиусом, то на расстоянии 10 метров от портала гравитационное поле станет примерно в 100 раз меньше, чем на его поверхности. Поэтому поле не будет создавать особых проблем для достаточно длинного корабля.
И если опасения насчёт гравитации излишни, то другой, уже важной темы, я в статье не заметил. А именно проблем, возникающих, если между вратами портала большая разность скорости.
Поясню на примере. Рассмотрим систему из двух врат и частицы. Пусть одни врата покоятся, а вторые - движутся с большой скоростью: например, 10% световой. Пусть в покоящиеся врата влетает частица на ничтожно малой скорости, очень близкой к нулю. Пройдя через портал, чтобы выйти из портала - она должна получить скорость не меньше, чем скорость вторых - движущихся врат. В нашем случае - это около 10% световой скорости. То есть, частица, пройдя через портал, получила огромное приращение импульса. По закону сохранения импульса, движущиеся врата после этого замедлятся.
Иначе говоря, просто перемещая какую-то почти неподвижную массу через портал на звездолёт - мы звездолёт тормозим.
Материя, передаваемая на звездолёт, чтобы его не тормозить, должна иметь скорость, не меньшую, чем у звездолёта. Но 10% от скорости света - это много. С такой скоростью можно передавать материю, скорее всего, лишь ускорителем заряженных частиц.
И вот здесь возникает интересная возможность, которую я рассмотрел в своей статье “Портальный звездолёт” - если мы этот поток частиц, прошедший на огромной скорости через портал, отразим назад, то получим эффективный способ разгона звездолёта. Кораблю не нужно будет тащить с собой двигатели - мы сразу передаём через портал реактивную струю.
Оптозоракс в своих симуляциях использовал медленно движущиеся тела. Однако если мы посылаем через портал частицы, скорость которых намного превышает вторую космическую (например, для Земли - это около 11.2 км/с), то такие частицы гравитацию, проходящую через портал, особо и не заметят. Скорость света - около 300 000 км/с. 10% от скорости света - это около 30 000 км/с, что намного больше второй космической для Земли. Такая частица на земную гравитацию особого внимания обращать не будет, в том числе, и гравитацию, проходящую через портал.
И так как я придерживаюсь гипотезы Стивена Вольфрама о том, что наша Вселенная похожа на клеточный автомат, то исходя из этого, двое врат портала должны возникать в одной и той же точке пространства, после чего расходиться. Поэтому взять и открыть вторые врата портала сразу на расстоянии многих световых лет будет невозможно.
Так как вы пишете тёмное фэнтези, то можно было бы и другой источник движения звездолётов использовать. Например, ловить в параллельной вселенной демонов, и использовать их как двигатели корабля, перемещающие корабль силой телекинеза. Просто с порталами как-то нелогично будет.
Этой преподавательнице ещё 30 лет не было. Ни мужа, ни детей. И это просто - яркий пример, потому что она действительно умная была. А так я сколько ни работал с женщинами - ни разу не слышал, чтобы их наука интересовала. Максимум, что из близкого к науке они обсуждали - это на какие кнопки в программе нажимать, чтобы оно заработало, и какие таблетки хорошие - помогают.
А вот мужчины, действительно, когда им нечего делать, могли начать обсуждать фундаментальные научные проблемы.
И я подчёркиваю - это не значит, что женщины глупее. Просто у них интеллект по другому работает.
Боюсь, ваши сведения устарели. Хватает одиноких учёных.
Библиотека замечательная. Если решите дальше улучшать интерфейс, то вот предложения:
Сделать неподвижный заголовок, который не будет исчезать при прокрутке списка звуков. В заголовке сделать панель поиска, а также вывести количество звуков в текущей выборке: то есть, сколько нашёл поиск. По умолчанию - количество всех треков в библиотеке. Например: “Найдено: 12”. В заголовке сделать кнопку перехода на главную страницу (иконку в виде домика).
Перед каждым треком вывести его порядковый номер в текущей выборке. Зная количество звуков и видя номер трека - можно будет оценить, какая часть выборки уже просмотрена.
Около названия треков показывать и названия тегов этого трека. Хоть в скобках, или другим шрифтом, цветом. Так будет проще понять, по каким принципам теги присваиваются. Примеры наборов тегов: “выстрел, лук”, “выстрел, лазер”, “шаги, дерево”, “шаги, песок”, “фраза”
Сделать словарь тегов, с указанием в скобках, в скольких треках тег встречается. При нажатии на запись в словаре - автоматически проводится поиск по этому тегу.
Женщины, с которыми я вместе работал, рассказывали, что их менее охотно берут, чем мужчин, просто потому, что они в любой момент могут уйти в декрет, и работодатель окажется в сложном положении. С одной стороны, он должен будет найти женщине замену, с другой - когда женщина вернётся из декрета, должен будет восстановить её на рабочем месте. А что с заменой делать?
Претензий к профессиональным навыкам женщин обычно нет. Хотя встречаются, конечно, начальники, которые тащат своих жён, любовниц, и прочих своих женщин на высокооплачиваемые должности, но в процентном соотношении это, по-моему, всё же не так много. Красивые глаза, может, и играют роль при найме, но учитывая, что в HR, зачастую - тоже женщины, вряд ли это на них сильно влияет.
Если подробнее про женский профессионализм, то проблема не в нём. А в том, что женщине технические науки зачастую просто не интересны, даже если она в них разбирается. Например, когда я ещё работал в университете - женщина-преподаватель, отлично разбирающаяся в квантовой механике, в свободное время болтала с подругами не про физику, а про быт: где купить, как приготовить, что дома случилось. А вот мужчины-учёные, в свободное время запросто могли рассуждать о природе электромагнитных полей, или про антигравитацию. Им это было интересно. Это не значит, что женщины глупее, просто они более важными считают другие вещи. Как правило, хотя возможны и исключения.
Отсутствие интереса приводит к тому, что какие-то творческие результаты от женщины мало ожидаемы. Зато женщины хорошо справляются с рутиной. Такой сложился стереотип.
Ради интереса построил график функции r(v) (расстояние до центра звезды, при котором скорость парусника равна v), и обнаружил интересную вещь: торможение начинается практически вплотную к звезде. Например, парусник теряет 5% своей начальной скорости (половина световой) на расстоянии около 10 радиусов звезды. Теряет 25% своей скорости на расстоянии примерно 2.3 радиуса звезды до её центра. То есть, парусник почти сквозь всю звёздную систему проносится на половине скорости света, и лишь на расстоянии нескольких радиусов звезды сила солнечного света становится достаточной, чтобы начать его заметно тормозить. И это при невозможной толщине паруса в 0.01 нм.
Я же писал: корабль, летя к Солнцу - разгоняется. Если мы не затормозим, то быстро проскочим мимо солнца. Раскрыв парус, мы замедляем падение к солнцу.
Земля летит с определённой скоростью - из-за этого на Солнце не падает. Чтобы лететь к солнцу, космический корабль должен включить тягу против движения Земли. При этом его скорость по кругу падает, однако он начинает падение на Солнце, и его радиальная составляющая скорости начинает расти, вблизи Солнца достигая больших значений. Последующее торможение нужно для уменьшения радиальной составляющей скорости, чтобы не проскочить мимо Солнца, а выйти там на круговую орбиту.
Да, его не стали использовать, потому что он не эффективен.
Для только притормозить нужен парус толщиной не более 0.6 микрона - я про это писал.
Если корабль летит с половиной скорости света - Солнечную систему он пролетит за сутки. Притормозите наполовину - пролетит за двое суток. Для нормальных исследований нужен почти полный сброс скорости. Сотня километров в секунду по сравнению со 150 000 км/сек - это почти полностью сброшенная скорость.
Здесь стоит заметить, что ускорение паруса от его площади не зависит - только от толщины. Потому что увеличивая площадь мы увеличиваем и массу паруса. В предположении, что полезная нагрузка является частью паруса.
Была бы возможность в этом проекте использовать солнечный парус - его бы использовали. Когда корабль летит к Солнцу - он как бы на него падает, и при этом разгоняется. Если не сбросить эту всё нарастающую скорость, то корабль, пролетев мимо Солнца, начнёт от него улетать вплоть до того расстояния, с которого стартовал, а может и дальше. Парус бы позволил затормозить, действуя, как своеобразный парашют. Если парус не использовали - значит он был бы не эффективен.
Ну раз так нужны цифры - сделаем упрощённый расчёт, игнорируя эффекты теории относительности. Всё равно они существенно на результат не повлияют. Нас интересует качественная оценка: где затормозит корабль, если будет тормозить с помощью паруса от солнечного излучения.
Направим ось r от звезды, причём в центре звезды r=0. Пусть звездолёт летит прямо на звезду. Соответственно, в начальный момент времени t = 0 он находится в точке r = r0, и имеет скорость dr/dt = v0 < 0. Скорость отрицательна, так как координата звездолёта уменьшается.
На звездолёт действует две силы. Это - сила тяжести F1, создаваемая гравитационным полем звезды, и сила F2, создаваемая солнечным излучением.
Пусть M - масса звезды, m - масса звездолёта, G - гравитационная постоянная, тогда:
F1 = G M m / r²
Давление солнечного излучения (в Паскалях) обозначим p. Пусть известно, что на некоем расстоянии R от центра звезды давление p(r = R) = p0. Тогда p будем вычислять по следующей формуле, так как давление обратно пропорционально квадрату расстояния:
p = p0 * R² / r²
Такая зависимость возникает из-за того, что одно и то же количество фотонов распределяется по поверхности расходящейся сферы, а площадь сферы пропорциональна квадрату радиуса сферы.
Пусть S - площадь паруса звездолёта. Тогда излучение звезды действует на звездолёт с силой:
F2 = p S = p0 * S * R² / r²
Сила тяжести F1 направлена к звезде, против оси r, поэтому в уравнение войдёт с отрицательным знаком. Световое давление действует от звезды, и F2 войдёт с положительным.
Пусть a - ускорение звездолёта, тогда:
m a = F2 - F1 = (p0 * S * R² - G M m) / r²
Разделим на m:
a = (p0 * S * R² / m - G M) / r²
Пусть h - толщина паруса, пусть ρ - плотность звездолёта. Тогда: m = ρ S h. Следовательно:
a = (p0 * R² / (ρ h) - G M) / r²
Обозначим
k = p0 * R² / (ρ h) - G M
Тогда
a = k / r²
Чтобы звездолёт тормозил, нужно чтобы a > 0. То есть k > 0. Это достигается при толщине паруса:
h < p0 * R² / ( G M ρ)
Эта формула вычисляет максимально допустимую толщину паруса. Если у звездолёта появятся дополнительные конструкции: например, рёбра жёсткости, то толщину придётся ещё уменьшить.
Давление света на идеальное зеркало на орбите Земли: p0 ≈ 9.8E-6 Па
Радиус земной орбиты (на котором измерили световое давление): R ≈ 1.5E11 м
Гравитационная постоянная: G = 6.67E-11 м³·с⁻²·кг⁻¹
Масса Солнца: M = 2E30 кг
Плотность алюминия (материал паруса): ρ = 2.7E3 кг/м³
Подставив в неравенство, получаем, что толщина паруса не должна превышать 6E-7 м, иначе говоря 0.6 микрона. Иначе никакого торможения не будет: гравитационная сила притяжения к Солнцу будет сильнее светового отталкивания.
Уже исходя из этой максимально допустимой толщины можно заподозрить, что солнечный парус идёт лесом. Эта толщина очень маленькая. Прочности у паруса никакой не будет.
Но идём дальше. Ведь наша цель выяснить, где же остановится при торможении корабль.
Перепишем нашу формулу для ускорения через производные:
d²r / dt² = k / r²
Нужно найти, при каком r скорость dr / dt = 0
Введём замену v( r ) := dr / dt тогда d²r / dt² = dv / dt = dv / dr * dr / dt = dv / dr * v
v * (dv / dr) = k / r²
Разделяем переменные:
v dv = k dr / r²
Интегрируем и подставляем начальные условия. Получаем:
v² = (v0)² + 2 k * (1 / r0 - 1 / r)
Если v = 0, то парусник остановится на расстоянии от центра звезды:
r = 2 k r0 / (2 k + (v0)² r0)
По сути дела, единственное, на что мы можем влиять - это толщина паруса. Выясним, при какой толщине парусник сможет затормозить на расстоянии R0, равном радиусу звезды.
Из предпоследней формулы:
k = (v0)² / (2 (1 / r - 1 / r0))
Ранее мы вычислили:
k = p0 * R² / (ρ h) - G M
Следовательно:
h = p0 * R² / (ρ (k + G M)) = p0 * R² / (ρ ((v0)² / (2 (1 / r - 1 / r0)) + G M))
Для r = R0:
h = p0 * R² / (ρ ((v0)² / (2 (1 / R0 - 1 / r0)) + G M))
Радиус Солнца: R0 = 7E8 м
Начальная скорость звездолёта (половина скорости света): v0 = 1.5E8 м/с
Торможение начнём с бесконечного расстояния: r0 = ∞
Подставив всё в формулу, получаем, что h = 1E-11 м, иначе говоря при толщине паруса не больше 0.01 нм силы солнечного света будет как раз достаточно, чтобы остановить звездолёт на поверхности Солнца. Правда, там будет жарковато.
Диаметры атомов начинаются с минимального значения около 0.1 нм. То есть, парус должен быть в 10 раз тоньше атома.