Комментарии 196
Если у антиматерии будет отрицательная гравитационная масса, тогда сделав потолок комнаты из антиматерии, а пол из материи, мы сможем создать искусственное гравитационное поле, постоянно притягивающее вас „вниз“.
Почему бы просто не сделать пол в два раза тяжелее, чем потолок? Тогда он тоже нас будет постоянно притягивать вниз.
Тут на самом деле другая проблема — приливные силы. Если подобрать массу так, что бы у поверхности этого пола сила тяжести была 1g, на уровне головы она упадет уже до каких-нибудь 0.25g — т.к. сила гравитации убывает с квадратом расстояния (конкретная цифра все зависит от толщины пола). А это уже нехилая такая приливная сила, которая будет постоянно стремиться разорвать человека на части! Если быть конкретным — будет тянуть голову вверх, а ноги вниз, пытаясь тем самым оторвать голову (шея — самое слабое звено). Порвать не порвет, но проблем с сосудами кровеносными и кровообращением в целом — создаст.
расценки отсюда
Если быть конкретным — будет тянуть голову вверх, а ноги вниз
Ну тут вы что-то перепутали. Тянуть-то в одну сторону будет.
А вот центробежная имитация в теории возможна, но только вот при малых размерах объекта возникнет множество проблем — например на разные части тела будет действовать разное значение «гравитации» — то есть у «пола» она максимальна, у головы, если она в условном центре вращения она ноль, а по телу — плавно изменяется, что весьма вредно органам. К тому же, если человек начнет двигаться сонаправленно или противоположно движению станции? Если по модулю скорости совпадут, то получим противоположные курьезные ситуации — или удвоение «гравитации» или зависание в «невесомости»
Ну, а если увеличить размер то надо давать высокую линейную скорость вращения
Если вы находитесь в ракете и не можете выглянуть наружу, у вас не будет способа понять, что происходит: вас придавливает „вниз“ сила гравитации или равномерное ускорение ракеты в одном направлении?
Это ведь не совсем верно. Если притягивает гравитация, то притягивает она к какому-то центру масс. И если рядом с вами в ракете парит, скажем, кирпич, то векторы силы притяжения вас и кирпича будут не коллинеарны, а значит, со временем кирпич приблизится к вам. И да, он приблизится еще и за счет вашего с ним взаимного притяжения, но никто и не говорил, что измерение из простых. Просто сам факт возможности этого измерения уже говорит о том, что технически отличить ускорение от гравитации можно. Этот мысленный эксперимент был в какой-то книге описан как продолжение эксперимента с лифтом.
вот нашел
На достаточно больших расстояниях в солнечной системе желательно достижение больших скоростей при разгоне с постоянным ускорением 1g. Это позволит поддерживать нормальную гравитацию для экипажа и пассажиров (точнее имитацию гравитации — но большиство и не заметит). Если такой двигатель и корабль будет создан, то половину пути до цели можно будет двигаться с ускорением 1g, а вторую половину пути с торможением 1g.
Тогда:
Земля-Марс (среднее расстояние 80 млн. км.) — 50 часов (на середине пути в 25 часов максимальная скорость 885 км/с — 0,26% скорости света)
Земля-Сатурн (среднее расстояние 1400 млн. км.) — 210 часов (на середине пути в 105 часов максимальная скорость 3705 км/с — 1,23% скорости света)
там порядка месяцев полета в таком режиме к Юпитеру и неделей к Марсу.
Земля-Марс (среднее расстояние 80 млн. км.) — 50 часов
2/7 недели.
И до Юпитера совсем не месяцы, а немного суток.
А к звездам все равно скорость света как максимум мешает…
Тут что угодно будет мешать, но только не скорость света. За человеческую жизнь можно хоть до Андромеды добраться, до которой 2.5 млн. световых лет.
Мешать будет межзвёздное вещество, которое при больших скоростях будет сильно греть корабль. Мешать будет необходимость в гигантских количествах антиматерии и контроле аннигиляции.
Даже с учетом СТО
Понятно, речь о жизни космонавтов.
С точки зрения Землян этот полёт продлится 2.5млн. лет (и ещё столько же времени потребуется на то, чтобы сигнал об успешном полёте дошёл до Земли).
Если не ограничиваться ускорением в 1g, то продолжительность перелёта (для пассажиров) можно сократить ещё сильнее.
А если пассажиры не будут иметь массы покоя (такие специальные пассажиры, мясо которых состоит из безмассовых штук, например, из фотонов или гравитонов), то перелёт (для них) займёт в точности 0 секунд.
Вы если используете какие-то единицы несистемные, то хоть проверьте, что их уже не используют в каких то системах. Это для вас миг = "нисколько".
В каждом миге – 160 сигов. А 1 сиг примерно равен 30 колебаниям электромагнитной волны атома цезия. Ну и далее как в сказке.
Этак вы еще скажете, что таким опытом можно плоскую землю от круглой отличить?
Это замечание нисколько не опровергает принцип эквивалентности, а только опровергает иллюстрацию этого принципа.
Всю жизнь мечтал полетать на корабле, сделанном наполовину из антиматерии…
P.S. Я не комментирую остальной бред. Равно как и такие «мелочи» что даже если «антимасса» и существует, то для создания корабля с 1g на борту его масса будет примерно равна… Угадайте массе чего?
Учитывая источник остается только охреневать от уровня деградации того, кто написал эту смесь из общеизвестных фактов и откровенного бреда.
А еще лучше — черной дыры!
Упс. А если мы такое можем, то зачем нам _анти_ тогда?..
При том, если разместить этот груз в объёме шара диаметром 2 метра, то стопы стоящего на нём человека ростом 2 метра будут испытывать притяжение g, «середина» — четверть g, а макушка — только одну девятую.
Теперь понятно, почему я подопытных выше назвал жертвой?
Если один массивный предмет будет притягиваться к другому массивному предмету, то массивный предмет со знаком минус, будет отталкиваться от другого массивного, но положительного предмета. В то же время как положительная масса всё равно продолжит притягиваться отрицательной, и эта парочка просто устремится с постоянным ускорением в бесконечность и далее.
Идеальный межзвездный движитель :)
Но никто не мешает построить хитроумный механизм, позволяющий в итоге получать энергию вообще ниоткуда.
Ага. Никто не мешает вечный двигатель построить.
А если серьезно — мешает переход от «Не нарушает закон сохранения энергии» к «Нарушает закон сохранения энергии». В этом переходе вся соль.
Отчего же не существует? Гравитация- искривление в одну сторону, (которое даже можно выразить численно), тогда антигравитация -искривление в другую сторону. Это как в известном видео про о визуализацию гравитационного взаимодействия — резиновый батут и вращающиеся шарики в нем, выгнуть батут вверх и вот она антигравитация.
С точки зрения пролетающего сквозь гравитационное поле тела — пространство выглядит именно растянутым, чем ближе к центру — тем большую дистанцию надо пролететь.
Когда Эйнштейн формулировал принцип эквивалентности, про существование антивещества еще не знали.
Инертная масса у античастиц положительная — в ускорителях они движутся в правильном направлении. А вот гравитационную массу пока не измерили. И если она отрицательная, то можно отличить равноускорено движущийся "лифт Эйнштейна" от покоящегося в гравитационном поле.
И антигравитация не будет нарушать закон сохранения энергии — кусок вещества будет отталкиваться от куска антивещества, но получить за счет этого больше энергии, чем при их аннигиляции, не получится.
положительная масса всё равно продолжит притягиваться отрицательной
Вы с чего это взяли-то? o_O
Если антиматерия отталкивается от нормальной материи, то и нормальная материя отталкивается от антиматерии. Что в формуле для силы гравитации m1 будет отрицательна, что m2 — в обоих случаях результат один — отталкивание. Лишь для обоих отрицательных масс получим положительную силу притяжения, т.е. притягиваться будут только антимассы друг к другу.
Использование антиматерии для создания искусственной гравитации при этом никого, кроме писателей-фантастов, не волнует.
В эксперименте ALPHA на ЦЕРН получили антиводород — стабильную форму нейтральной антиматерии — и сейчас работают над изоляцией её от всех других частиц на низких скоростях. Если он окажется достаточно чувствительным, мы сможем измерить, в какую сторону антиматерия будет двигаться в гравитационном поле. Если она будет падать вниз, как и обычная, тогда её гравитационная масса больше нуля, и её нельзя использовать для создания гравитационного проводника. Но если она будет падать вверх, это изменит всё. Единственный экспериментальный результат внезапно сделает искусственную гравитацию физически возможной.
Наиболее оптимальным при межзвёздном путешествии является половину времени разгоняться, а половину тормозиться. Разгоняемся половину пути с ускорением в 1g (в отличии от больших ускорений, такое ускорение является «родным» для людей и не только не нанесёт им вреда, но и наоборот будет полезно, поскольку препятствует деградации костей и мышц), в середине пути отключаем двигатель, разворачиваем корабль на 180 градусов (в этот момент будет кратковременный период невесомости), включаем двигатель снова с той же мощностью. В результате в конечной точке мы полностью погасим скорость (что нам и нужно), при этом в ходе движения почти всё время люди будут жить при земном ускорении.
Разумеется, тут есть подводные камни. Чем ближе мы к скорости света, тем больше энергии нужно на ускорение. В какой-то момент поддерживать ускорение 1g мы не сможем. Но до каких-то пределов то это будет получаться. Большие же расстояния можно будет преодолевать в несколько циклов ускорение-торможение, хотя это явно будет не очень эффективно в плане топлива.
В любом случае при наличии достаточно продвинутых двигателей и/или источников энергии пространство для технический решений было бы.
В какой-то момент поддерживать ускорение 1g мы не сможем
Дану?
Топливо закончится — верю.
Но наличие ограничения в виде скорости света никак не повлияет на невозможность постоянно поддерживать ускорение 1g.
Но сидя в корабле ничто не помешает держать постоянное ускорение (с точки зрения космонавтов) сколь угодно долго*. Например, 1кг будет весить 9.8Н на всём протяжении ускорения, скажем, от 0 до (1-1e-10)*c. Причём расход энергии на поддержку постоянного ускорения будет только снижаться со временем (уменьшается масса корабля, меньшая реактивная тяга нужна для создания того же ускорения).
* -«Сферическо-вакуумный» корабль несёт на себе очень много топлива и очень мощные и эффективные двигатели, а пространство вокруг него не содержит частиц, которые на скорости могут сильно подпортить его.
Сидят космонавты за рулём ракеты, разгоняются с постоянным ускорением 1g. Их здорово притягивает к полу всё это время и чувствуют они себя замечательно, как на Земле притяжение. Преодолели отметку в 1000км/с, летят дальше, спидометр уже 100000км/с показывает, к 200000км/с дело близится. Встаёт один из космонавтов на весы — что за дела! Только с утра 80кг был, а теперь уже 40кг, что случилось? Эй, попинай там двигатель, может птицу засосало, почему тяга падает? Да всё нормально, на спидометре 259807 км/с перевалило, так что половины тяги ушло в страну розовых пони.
Так?
В стране розовых пони — безусловно.
В мире где царит СТО и ОТО — нет.
Спидометр в космическом корабле? Серьёзно?
Относительно чего он скорость показывает? От Земли? Солнца? СМЧД Андромеды? И для каждой из относительных скоростей (выбираемой по желанию капитана) будет собственный вес?
Ой, что это я сегодня съел, у меня тяжесть в желудке. Эй, капитан, давай сегодня скорость считать будем не от родной Земли, а от звезды Барнарда. При меньшей скорости я скину пару килограмм.
Скорость — относительна, ускорение — абсолютно.
Как можно говорить об СТО (да ещё и минусить) не понимая таких очевидных вещей?
Вы говорите, что энергии нужно больше при высоких скоростях? Так её и будет у нас больше! Например, химическая энергия смеси керосин-кислород составляет примерно 11 МДж/кг, а когда эта смесь внутри третей ступени ракеты летит со скоростью 6 км/с, к этим 11 добавляется ещё 18 МДж/кг кинетической энергии. Т.е. топливо третей ступени ракеты содержит в себе в два с половиной раза больше энергии, чем топливо первой, хотя это точно такое же топливо.
А разве для создания ускорения в 1g не нужно какое то конкретное количество энергии, независимо от того с какой скоростью мы движемся.
Чем ближе мы к скорости света, тем больше энергии нужно на ускорение. В какой-то момент поддерживать ускорение 1g мы не сможем.
Выше уже написали про 1g — с точки зрения пассажира требует всегда одинаковых затрат энергии (даже уменьшающихся из-за расхода топлива).
Раз нас интересует самочувствие пассажиров, то проблем нет. Кроме одной — где взять двигатель и топливо, позволяющие поддерживать 1g хотя бы несколько дней (пока насколько знаю и несколько часов проблематично).
Именно по этой проблеме 1g не является пока оптимальным — так как технически невозможно пока. А вот вращение реализуемо уже, и оно хорошо тем что поддерживает 1g практически без затрат энергии.
Даже для полжэ нужен химический ракетный двигатель, который не сможет поддерживать такое ускорение больше нескольких минут ну никак, просто топливо раньше закончится. Фантастические варианты с подачей компонентов топлива через нуль-т мы ведь тут не рассматриваем.
Кажется я понял, но у меня возникла одна странная мысль. Означает ли это, что в какой-то момент ускорение 1g для пассажира уже не будет (практически) давать прирост скорости относительно наблюдателя? Про двигатели и межзвёздный газ сейчас разговор не идёт.
Выше уже написали про 1g — с точки зрения пассажира требует всегда одинаковых затрат энергии
А если взять гипотетический двигатель с бесконечным топливом и постоянно ускоряться с 1g — какое ощущение скорости будет у пассажиров корабля? По грубым Ньютоновским подсчетам за 57 лет корабль достигнет скорости света (300кк/10 = 30кк секунд = 500к минут = 21к дней = 57 лет). Какая скорость будет казаться для наблюдателя с Земли? Как себя будут ощущать жители корабля?
Огорчен. Еще немного правки и статья бы подошла в передачу о рептилоидах.
Я бы поостерёгся оказаться на корабле, в котором пол из антиматерии!
К сожалению, что бы там не придумывали и строили — это всё актуально для «статичных» станций на орбитах, а при перелётах от проблемы ускорения и торможения космического корабля не уйти… На нашу орбиту еще, да, можно подниматься и передвигаться туда-сюда в пределах 1-2 g за десяток другой минут… а куда-то дальше — это полная засада.
Хм… Оказывается конструкция из смеси материи антиматерии куда проще и дешевле, чем вращающаяся конструкция… Видимо, я что-то не понимаю в этой жизни :-)
Странно, мне казалось, что анти-водород уже не однократно добывали, и давно уже можно было определить притягивается он к обыкновенной массе или нет…
Если он отталкивается то да, можно было бы подумать о ховербордах, но проблема в том, что масса ховерборда с антиматерией должна была бы быть такой же как масса человека который на него встает, чтобы уравновесить силы.
Вообще то про пол и потолок, даже рассуждать не хрчется…
Такая ересь...
Эксперименты уже проводили, но исследовать гравитацию на одиночных атомах не так уж просто — http://alpha.web.cern.ch/node/248
https://www.nature.com/articles/ncomms2787 Description and first application of a new technique to measure the gravitational mass of antihydrogen 2013 doi:10.1038/ncomms2787
https://en.wikipedia.org/wiki/Gravitational_interaction_of_antimatter
While the consensus among physicists is that gravity will attract both matter and antimatter at the same rate that matter attracts matter, there is a strong desire to confirm this experimentally.…
In 2013, experiments on antihydrogen atoms released from the ALPHA trap set direct, i.e. freefall, coarse limits on antimatter gravity.[4] These limits were coarse, with a relative precision of ± 100%, thus, far from a clear statement even for the sign of gravity acting on antimatter.
… Arguments against a gravitational repulsion of matter and antimatter
Мне одному кажется, что создать центробежлую силу на данный момент в космосе проще чем, создать антигравитационный излучатель?
Проще не отправлять людей вообще. Для ближнего космоса роботы гораздо лучше. А для колонизаций посылать комбайны по выращиванию людей из замороженого донорского репродуктивного материала. Потеря такого корабля в межзвёздном перелете — это просто потеря денег. Думаю техника, биология и экономика ещё в этом веке смогут клепать и рассылать подобные конструкции в больших количествах. Проблема возникает совсем в других областях, например, как в новом поколении сохранить культуру и цивилизацию родительского мира.
Вы правы, но с одним условием: необходимо раскручивать всю конструкцию КК!
Если, раскручивать только жилой отсек, то возникает проблема сочленений подвижной и неподвижной в части герметизации. Что в свою очередь, препятствует свободному передвижению космонавтов.
Ещё проблемы с кориолесовым ускорением. Но, тут необходима экспериментальная отработка. Может быть «не страшен чёрт», как его малуют.
Я если еще пофаназировать то можно сделать станцию в виде сжимающегося и разжимающегося баяна, тогда и всех проблем центробежки не будет, а переодическую смену полотка с полом можно решить подвеской кабиной с неравнозначным весом пола и потолка.
Да и герметичные вводы вращения придумали фиг знает сколько веков назад (сальник). Конечно, все такие конструкции неизбежно имеют какое-то трение и либо износ уплотнителя, либо определённый расход смазки (вакуумного масла), но это не является фундаментальной проблемой.
Конечно, нельзя просто взять и закрутить МКС. Конфигурация её модулей совершенно не рассчитана на это. Но из тех же или близких по конструкции* модулей можно собрать станцию, которая вполне себе будет вращаться.
* — если, например, недостаточно прочности стыковочной системы, можно добавить вокруг неё фланцы с отверстиями под болты, которые космонавты вкрутят вручную во время выхода в открытый космос. Аналогично и с другими возможными проблемами.
Как хороший пример, надувной модуль Bigelow в сдутом виде — это кусок лёгкой высокотехнологичной ткани, с которой и на 100 g ничего не будет. Но если подвесить на него хоть десяток тонн на растяжение — просто порвётся в клочья.
Разве что масса станции будет несколько тысяч тонн, тогда перемещения влиять будут незначительно.
Вроде американцы на Скайлэбе экспериментировали с вращением станции. Деталей не знаю.
Т.е., грубо говоря, у нас получится скелет в невесомости, а все мягкие ткани и биологические жидкости будут воспринимать градиент магнитного поля также само, как гравитационное поле.
Вот для межпланетного корабля или окололунной станции невесомость действительно уже без надобности.
Кроме того есть ещё одна проблема — прочность. Станции (вроде МКС) достаточно хрупкие (что-бы быть легкими, дешевле выводить и собирать), с нагрузкой в 0.5 или 1g нужна совсем другая конструкция.
Другое дело, что оно будет требовать обслуживания (либо вакуумное масло доливать нужно будет, либо эластичные уплотнители время от времени менять) и будет создавать трение, из-за которого придётся всё время тратить часть энергии на поддержание вращения. Но это не что-то, что делало бы такую затею фантастикой. Имеются проекты установки маленькой центрифуги для сна космонавтов на МКС. Но из-за малого размера экономически возможной центрифуги смысл в ней будет небольшой, от того и не делают.
Конечно, можно просто привязать к станции противовес и раскрутить эту систему. Но тогда гравитация будет во всём объёме станции, а нам она нужна только в зоне отдыха космонавтов, основной же объём должен быть с невесомостью, т.к. смысл орбитальной станции в экспериментах с невесомостью.
Что-то не сходится с моими расчётами. При времени оборота 10 секунд и радиусе 50 метров, думаю центробежное ускорение будет сильно больше требуемого.
Радиус R=50
Время T=10
Окружность C=R*2*Pi()=314,15
Скорость V=C/T=31,41
Ускорение Aц=V^2/R=19,73
У кого из нас ошибка в формулах?
2. Эти ребята из статьи просто изучают возможность добычи антиматерии в промышленных масштабах, прикрываясь бреднями о потолке для создания гравитации. На самом деле будет знатная начинка для бомб.
Насколько я помню лекции и расчеты в институте — проблемы при создании и эксплуатации перевешивают преимущества. Не последней проблемой является неудобство научной работы (астрономического и вообще наблюдательного характера) на этой «карусели».
Сколько можно разные силы называть гравитацией? Такое впечатление, что тут не ГТ, а ньюс.майл.ру с соответствующей аудиторией.
В самом строгом было в школе, где чётко разделяли гравитацию и силу тяжести. Тут же в комментариях почти везде эти понятия смешали в кучу, приправив ещё инерционными силами. И если дальше будут применять принцип эквивалентности без оговорок, то народ совсем забудет, что это силы совсем разной природы и свойства у них разные. И так регулярно от народа слышу, что гравитации на мкс нет, так и на уважаемом ресурсе туда же.
Да, это всё ещё будет невесомость, жидкости будут плавать в воздухе пузырём и всё такое прочее.
Но космонавт будет твёрдо стоять на ногах.
Вот для межпланетного корабля или окололунной станции невесомость действительно уже без надобности.
Как раз сейчас американцы хотят построить окололунную станцию, но планируемая конструкция не приспособлена для создания «имитации искусственной гравитации»!!!
Действительно, Lissov прав:«Кроме того есть ещё одна проблема — прочность. Станции (вроде МКС) достаточно хрупкие (что-бы быть легкими, дешевле выводить и собирать), с нагрузкой в 0.5 или 1g нужна совсем другая конструкция».
В основном необходим: новый «Усиленный стыковочный узел», новый принцип стыковки с вращающимися конструкциями, новое устройство навигации для ОКС.
А, вообще, «по большому»: всю электронную начинку и систему СЖО, кроме того, необходимо применять альтернативный источник энергии (например РИТЭГ).
У космического корабля ускорение должно было быть гораздо большим, чем может выдержать человеческое тело
Ну вообще так-то на корабле, который может делать 1g продолжительное время (половина времени разгон, половина торможение), можно достичь любой точки видимой вселенной в течение одной человеческой жизни (правда умолчав при этом сколько миллионов лет пройдет на Земле).
Оно внутри корабля есть и так, так как его пол, потолок и стены и так создают гравитационное поле. Проблема в низкой величине напряженности этого гравитационного поля и в том, что этой величиной мы, пока(?), не умеем управлять. Полем внутри конденсатора легко управлять, в некоторых пределах, просто изменяя напряжение подаваемое на его обкладки. Проблема в том, что гравитационным полем управлять подобным образом мы, пока(?), не можем. А антигравитация тут совсем не причем.
Даже если допустить что антиматерия обладает антигравитацией, а ее колличественная величина будет примерно как у обычной материи, но с противоположным знаком, то это увеличит силу гравитации действующую на космонавта, примерно, в 2 раза. Т.е. что бы создать силу гравитации равную 1g нужно что бы потолок и пот корабля имели гравитационную массу по 0,5 массы земли… Только зачем? Проще уж взять пол массой = 1 массе земли и сделать легкий потолок, что тоже не реалистично, но по крайней мере безо всякой анти-материи.
Таким образом антигравитация это вообще не вариант для создания гравитации на космическом корабле. Так что, если вращение вас не устраивает, то нужно искать способы преобразования, например, электрической энергии в гравитационную.
В настоящий момент наиболее перспективным выглядит центробежное ускорение. Особенно учитывая, что последние 45 лет мы бываем в космосе только на орбитальных станциях и кораблях.
например с вращающейся секцией для имитации гравитации, ваша голова будет вращаться быстрее пяток
Угловая скорость будет одинакова. А линейная скорость головы будет больше, если стоять на голове. Но зачем это делать?
Еще раз: нет никакого запаздывания.
Я не летал в ракете, но уверен, что при определенных условиях это будет очень даже заметно, как например с вращающейся секцией для имитации гравитации, ваша голова будет вращаться быстрее пяток.
Это лишь означает пространственную неоднородность ускорения свободного падения. А запаздывание тут никакого не будет.
Почему космонавтам недоступна искусственная гравитация?