Как стать автором
Обновить

Гравитационная постоянная и внеземной разум

Время на прочтение4 мин
Количество просмотров6.6K

Внеземной разум (англ. Extraterrestrial intelligence, ETI) это один из спекулятивных вопросов науки. Но даже Стивен Хокинг считал мало вероятным, что разумная жизнь не появилась где-то в космосе, если учесть масштабы Вселенной. По программе SETI долгое время делались попытки обнаружить сигналы от внеземных цивилизаций, и даже передать сообщение внеземному разуму (программа METI). В фантастике и популярной культуре тема весьма популярна. Как-то установилось, что инопланетяне выглядят как серые или зелёные человечки, а в фантастических произведениях это самые разнообразные существа экстравагантного вида.

Теперь давайте представим, что этот самый инопланетный разум развился не на какой-либо планете, а прямо в открытом космосе. Не будем пока обсуждать их вид и процессы жизнедеятельности. Примем, что они свободно перемещаются в пространстве, отдыхая иногда, двигаясь по инерции по замкнутым геодезическим линиям пространства-времени.

Нас интересует пока их физика. Если уж они разумны, они изучают окружающий мир и устанавливают его закономерности.

Вполне возможно, что их физики обратили внимание на движение планет, и они создавали какие-то средства передвижения, возможно, на реактивном принципе.

Конечно, одни из первых законов, которые они обнаружили, это законы орбитального движения и закон инерции.

Для того чтобы изучать мир, им потребовалось создать систему единиц измерений физических величин.

Они обратили внимание на то, что существует максимальная скорость V распространения сигнала в свободном пространстве C, и приняли её величину за единицу.

Конечно, им потребовалась мера длины L. Трудно сказать, что могло стать эталоном длины, но примем, что совершенно случайно их единица длины совпала с метром.

Для измерения времени T они создали производную единицу равную интервалу времени необходимого для преодоления светом длины в 1 метр.

Для удобства вычислений они стали обозначать размерность физических величин двумя числами соответствующими степени единицы длины и скорости в виде [V L]. То есть размерность скорости [1 0], размерность длины [0 1], размерность времени [-1 1], размерность ускорения [2 -1].

Постепенно у них возникла необходимость определить единицу для выражения инерционных и гравитационных свойств объектов – единицу массы μ, которой дали название «грап» (от гравитационный параметр).

Внеземные учёные вывели закономерность, связывающую орбитальную скорость малых спутников вокруг больших центральных тел (звёзд, планет), расстояние от спутника до центрального тела, и большую полуось орбиты.

\frac{V^2}{2} - \frac{\mu}{r}=-\frac{\mu}{2a}

Для того чтобы определить единицу массы, они проводили эксперименты с круговыми орбитами, где V^2 r= \mu [2 1].

Осознавая, что единица массы очень велика они определяли только 10-8 грапа (1,34659092150*1019 kg), что соответствовало скорости на орбите 10-6 [1 0] (2997,92458 m/s), и радиусу орбиты 104 [0 1] (10000 m).

Совершенствуя эксперименты они стали применять соотношение T=2 \pi\sqrt{\frac{a^3}{\mu_1 +\mu_2}}.

Это позволило им создавать орбитальные системы из двух одинаковых пробных тел и измерять параметры орбиты и период взаимного обращения, что давало значительно лучшую точность определения внеземной единицы массы.

Два объекта по 7,426-28 [2 1] (соответствует 1 кг) в системе с большой полуосью равной один метр имели период обращения 163035699681416 [-1 1] (соответствует 6,294 часа).

Изучая инерцию, они создали единицу силы F=μ*A [4 0], где A ускорение.

При этом никаких коэффициентов им применять не пришлось, просто не возникало такой необходимости.

Земляне в соответствующих закономерностях применяют гравитационную постоянную, и говорят, что это очень важная величина имеющая значение даже в космологии и квантовой механике. А инопланетный разум даже не представляет себе, о какой «важной» постоянной он не знает.

Для того чтобы представить себе единицы физики внеземного разума можно сделать несложные вычисления. Единицы землян пометим индексом SI, а единицы внеземного разума индексом ETI.

Единица длины совпадает с земной L_{ETI}=L_{SI}.

Единица скорости равна скорости света V_{ETI}=V_{SI}/C_{SI}.

Единица времени равна 3,33564E-09 секунды \Delta T_{ETI}=\Delta t_{SI}/C_{SI}.

Единица внеземной массы соответствует 1,34659*1027 килограмма, что примерно в 1000 раз меньше массы Солнца \mu_{ETI}=m_{SI}*C_{SI}^2/G_{SI}.

Единица силы равна 2,00090*10-2 Ньютона F_{ETI}=m_{SI}*C_{SI}^4/G_{SI}.

Единица ускорения 1,11265*10-17 m/s2 A_{ETI}=A_{SI}C_{SI}^2.

Точность перевода единиц из системы СИ ограничена точностью гравитационной постоянной определённой нашими физиками (см. https://habr.com/ru/company/golovanov_net/blog/430016/). Прямое определение единиц, как это делали представители внеземного разума, не содержит такой погрешности.

Итак, внеземной разум с иными чем у землян бытовыми понятиями не обнаружил необходимости в применении гравитационной постоянной. Их система единиц измерения оказалась жёстко связанной с произвольно выбранной мерой длины и скоростью света (две основные единицы).

Конечно, описана фантастическая ситуация. Но она показывает, что возможна система единиц измерения физических величин, где гравитационная постоянная отсутствует. А это значит, что она не так уж фундаментальна в отличие от постоянной Планка или постоянной тонкой структуры. Последняя вообще у внеземного разума совпала с известным на Земле значением в пределах точности измерений.

В чём же тогда смысл гравитационной постоянной? По сути она нужна для согласования произвольно выбранной единицы массы с другими единицами измерения. Если массу выразить через длину и скорость (или через длину и время), то гравитационная постоянная исчезает.

Теги:
Хабы:
Всего голосов 18: ↑9 и ↓9+4
Комментарии11

Публикации

Истории

Ближайшие события

27 августа – 7 октября
Премия digital-кейсов «Проксима»
МоскваОнлайн
28 сентября – 5 октября
О! Хакатон
Онлайн
3 – 18 октября
Kokoc Hackathon 2024
Онлайн
10 – 11 октября
HR IT & Team Lead конференция «Битва за IT-таланты»
МоскваОнлайн
25 октября
Конференция по росту продуктов EGC’24
МоскваОнлайн
7 – 8 ноября
Конференция byteoilgas_conf 2024
МоскваОнлайн
7 – 8 ноября
Конференция «Матемаркетинг»
МоскваОнлайн