Комментарии 262
как быстро можно достичь скорости света?
Cкорость света можно достичь со скоростью света, это же очевидно. Не благодарите.
Спасибо.
как по мне так разгон до скорости света для перемещения в пространстве слишком неэффективен. Надо много топлива, куча времени и еще черт знает чего еще. Проще пытаться искривлять пространство магнитными полями, лазерами. Даже если на это уйдет пара сотен лет это будет выгоднее и быстрее, чем скорость света.
Конечно, проще. Ещё проще использовать порталы. Или астральные путешествия. А можно раскрутить 11-мерные струны, которые использует для арфы богиня Путешествий и оказаться в любой точки пространства мгновенно.
fantasy is the limit.
Каждый раз, когда мне кто-то говорит «проще», у меня возникает вопрос: проще что? Сделать сепульку? Откуда цифра «200 лет»? Почему искривление пространства мганитными полями и лазерами будет «выгоднее и быстрее, чем скорость света»?
В чём смысл этого выражения?
fantasy is the limit.
Каждый раз, когда мне кто-то говорит «проще», у меня возникает вопрос: проще что? Сделать сепульку? Откуда цифра «200 лет»? Почему искривление пространства мганитными полями и лазерами будет «выгоднее и быстрее, чем скорость света»?
В чём смысл этого выражения?
Скорее всего речь о том, что скорость света — максимальная из скоростей реального мира всё равно слишком мала для путешествий даже внутри Млечного пути чуть дальше ближних звёзд не говоря уже о межгалактических полётах. Вот и приходится мечтать о фантастических сепульках, с которыми лучше полдня 200 лет потерять, но потом за 5 минут долететь
Я смотрю, вы тут всерьёз интересуетесь темой, коллеги.
Путешествия до ближайших звёзд Млечного пути - это уже не мало!
Но из статьи я так до конца и не смог понять насколько это возможно.
Ладно - пофиг, пусть будет 90% скорости света - уже норм - несколько поколений, крио-камеры и мы у цели! Но можно ли действительно разгонять материальный объект в течении года? Чтобы это всё, хотя бы в рамках фантастики, выглядело правдоподобно?
Зачем это все? Нужно просто создать метод SetCoordinates() для космического корабля
«как по мне так разгон до скорости света для перемещения в пространстве слишком неэффективен. Надо много топлива, куча времени и еще черт знает чего еще. Проще пытаться искривлять пространство магнитными полями, лазерами.»
А на искривление пространства не надо много топлива, кучу времени и черт знает чего еще? :) Разгоняться мы, по крайней мере, умеем. А вот пространство искривлять…
А на искривление пространства не надо много топлива, кучу времени и черт знает чего еще? :) Разгоняться мы, по крайней мере, умеем. А вот пространство искривлять…
Мне вообще кажется, что "искривление пространства" - это ошибка человеческого сознания, как, например, "путешествия во времени". Мозги просто скрещивают ужа с ежом и получают ерша, но к реальности это не имеет никакого отношения.
Смотреть на звёзды это и есть путешествие во времени, так как мы их видим в прошлом. Тот факт, что расстояние необычно большое, сути не меняет. Летать на субсветовых скоростях - путешествие в будущее. Называй как хочешь, но превышение скорости света просто улучшит уже существующие машины времени. "Искривление пространства" это не ошибка, а рабочая гипотеза. Ошибка это когда гипотеза опровергнута, а такого опровержения не было.
Скорость достигается ускорением, а не скоростью. Со скоростью мы можем добраться до точки, то есть преодолеть путь.
И вопрос звучал "как быстро", то есть в ответе должно быть время. Его в посте и дали, даже приведя ускорение (от которого зависел бы ответ в любом другом случае)
Как сделать 100 кг полезного груза безмассовым?
Что же он про межзвёздный прямоточный двигатель не написал? Всё там нормально можно разогнаться.
Краткий пересказ статьи: «Никак».
Ну а если мы лишим себя массы?
тогда частицы вашего тела разлетятся во все стороны со скоростью света.
Даже если у частиц останется при этом электрический заряд? (я не знаю противоречат ли такие частицы законам физики или нет, но было бы интересно представить такое:) )
Няз в квантовой механике доказывается, что если частицы легче некоторого предела (очевидно определенного силой взаимодействия), они неспособны образовывать связанные состояния. Я не знаю работает ли это таким образом для нуклонов, где частицы их «составляющие» связанны качественно более сильными силами, но в отношении атомов и электронов это получается примерно так.
IMHO, наличие заряда невозможно без наличия массы
Безмассовых частиц с электрическим зарядом не нашли (хотя они легко бы создавались в ускорителях), и если бы они существовали, то обычные частицы легко бы распадались в них.
https://physics.stackexchange.com/questions/7905/massless-charged-particles
particles in Standard Model compulsorily decay (sooner or later) into lighter particles as long as conservation laws (such as electric charge conservation law) are satisfied. So assuming massless charged particles exist would immediately make all the charged matter (in particular electrons) unstable unless those new particles differed in some other quantum numbers.
Massless charged particles can't exist in Nature because they would be easily produced by the colliders, and they haven't been. Such a production would simply arise from the Feynman diagram with an intermediate photon that "splits" into the new charged massless particle and its antiparticle. The cross section of this process would be calculable, and not small in any way.
If there were massless charged particles, the electron and positron would become unstable — one problem — and the fine-structure constant would run to α=0 at very long distances — another problem, and it obviously doesn't.
но ведь есть безмассовый фотон — носитель электромагнитного поля. где обе составляющие синфазны. почему это поле существует без заряда?
Не путайте носитель поля и носитель заряда.
ну я пока не путаю, а задал об этом вопрос. С другой стороны школьная физика учит, что именно заряды создают поля. А вики говорит нам, что у фотона электрический заряд существует, но равен нулю, а не отсутствует. Т.е. возможно он скомпенсирован. Известными носителями электрического заряда являются кварки, которые массу имеют. Никто не знает, из чего состоит фотон, может быть из безмассовых кварков.
Отлично, останется лишь направить их в нужную сторону и на месте собрать обратно
Безмассовые объекты не могут не двигаться со скоростью света.
Кстати почему?
Говорят, для безмассовых частиц со скоростью менее "c" получатся нулевой импульс и энергия, из-за чего они ни с чем не взаимодействуют и полностью необнаружимы; скорость "c" получается из формул теории относительности:
https://ru.wikipedia.org/wiki/Безмассовые_частицы "Любая безмассовая частица может двигаться только со скоростью света. Это следует из того, что, согласно формулам теории относительности для энергии E и импульса скорость v частицы определяется через её импульс p, m и скорость света c… — Широков, Юдин Н. П. Ядерная физика. — М.: Наука, 1972 стр. 16."
https://van.physics.illinois.edu/qa/listing.php?id=1354 Q & A: Massless Particles Traveling at the Speed of Light, 05/05/2016
Why do massless particles all travel at the speed of light?
… The full relativisitic expression for energy in terms of the rest mass of a particle is
E^2 = (m_0 * c^2)^2 + (pc)^2
where p is the momentum of the particle. This relationship is true for all particles in all frames of reference and is very useful in practice. The momentum of a particle which is traveling at a speed v less than c is given by
p = m_0 v * sqrt( 1/ (1-(v/c)^2) )
This equation works for particles traveling at speeds less than c. For v=c, it involves dividing zero by zero. Suppose that a massless particle is traveling at a speed v less than c. Its momentum is zero in all frames of reference because m0=0. Its energy is therefore zero in all frames of reference. There are two problems with such hypothetical particles. 1) We cannot detect them even if they exist. Suppose that a particle with zero energy and zero momentum collides and bounces off of another particle with some energy and momentum.… So massless particles traveling at speeds less than the speed of light cannot bounce off of massive particles. The other problem is 2) there is no barrier to spontaneous creation of these energy-free particles. At any nonzero temperature, infinitely many of these particles will be created for free, but it wouldn’t matter because we wouldn’t be able to tell that they are there.
…
The full (E,p) relation is E^2=p^2 c^2+m^2 c^4. Now for anything moving at less than c, you have p = mv sqrt(1/(1-(v/c)^2) which comes out to be 0 when m=0. So massless particles traveling at less than c would always have p=0 and E=0. They wouldn't be able to trade energy with other particles or trade momentum (i.e. exert forces). It's hard to see how their existence would be detectable.
похоже на темную материю. она ведь тоже не обнаружима. может она состоит из медленных гравитонов или им подобных частиц
Не похоже, конечно. У тёмной материи масса имеется.
так если он медленный, то у него уже есть масса. это может быть не тот самый гравитон, а его аналог
P.S. что за прикол ставить минусы, я ведь не чушь сказал. или это так демотивируют на дискуссию в гиктаймс?
P.S. что за прикол ставить минусы, я ведь не чушь сказал. или это так демотивируют на дискуссию в гиктаймс?
Чушь. Самую настоящую. В ветке, где обсуждаются безмассовые частицы, написать «похоже на тёмную материю» — это вообще не думать надо.
Безмассовые в состоянии покоя. А в обычном состоянии масса у них очень даже есть. Одно время кандидатом на тёмную материю были нейтрино.
Погодите. Если они безмассовые в состоянии покоя, откуда у них возьмётся масса при досветовых скоростях?
И каким боком к ним относятся нейтрино? У них с массой всё в порядке.
И каким боком к ним относятся нейтрино? У них с массой всё в порядке.
Какие досветовых скоростях? Они же безмассовые. У фотонов есть энергия. Соответственно масса фотона равна m=E/c^2. Фотон гравитационно взаимодействует с другими объектами.
А вот про массу нейтрино я чет не могу понять. Как они могут тогда двигаться со скоростью света если у них есть масса. И почему нет нейтрино в состоянии покоя.
А вот про массу нейтрино я чет не могу понять. Как они могут тогда двигаться со скоростью света если у них есть масса. И почему нет нейтрино в состоянии покоя.
Раз есть состояние покоя, значит должны быть доступны любые досветовые скорости. Движение-то относительно.
Эта формула позволяет нам выражать энергию в единицах массы. Но от этого энергия массой не становится.
Вообще в наше время о релятивистской массе не говорят — говорят об энергии и импульсе.
А хрен их знает. Дело в том, что их масса настолько мала, что мы не можем её измерить — только оценить сверху. Видимо из-за этого мы не можем отличить их скорость от скорости света.
m=E/c^2
Эта формула позволяет нам выражать энергию в единицах массы. Но от этого энергия массой не становится.
Вообще в наше время о релятивистской массе не говорят — говорят об энергии и импульсе.
Как они могут тогда двигаться со скоростью света если у них есть масса.
А хрен их знает. Дело в том, что их масса настолько мала, что мы не можем её измерить — только оценить сверху. Видимо из-за этого мы не можем отличить их скорость от скорости света.
Можно у Итана спросить
то превратимся в ЭМ-излучение (фотоны) и достигнем 100% скорости света
Я знаю, как быстро достичь скорости света. Если у нас есть зонд массой N кг, то нужно взять те же N кг антивещества и провести процесс аннигиляции. Скорость света достигается практически мгновенно! И можно в виде излучения лететь хоть в другую галактику.
Проблема теперь в том, как затормозить наш «разогнанный» зонд с восстановлением его структуры.
Проблема теперь в том, как затормозить наш «разогнанный» зонд с восстановлением его структуры.
Кстати, я один заметил, что у Итана появились новые картинки?
> Постоянное ускорение требует постоянного увеличения тяги'
Постоянное ускорение с точки зрения наблюдателя, оставшегося на Земле — да, потребует постоянного увеличения тяги, хотя и тут у меня большие вопросы к озвученным в статье коэффициентам. С точки зрения летящих на ракете людей на поддержание постоянного ускорения им будет требоваться постоянная же тяга, иначе, на мой неискушенный взгляд, сломается закон сохранения импульса.
Постоянное ускорение с точки зрения наблюдателя, оставшегося на Земле — да, потребует постоянного увеличения тяги, хотя и тут у меня большие вопросы к озвученным в статье коэффициентам. С точки зрения летящих на ракете людей на поддержание постоянного ускорения им будет требоваться постоянная же тяга, иначе, на мой неискушенный взгляд, сломается закон сохранения импульса.
Более того, тяга должна уменьшаться, так как масса ракеты уменьшается (топливо-то расходуется).
Это одна из причин, почему строят ракеты из нескольких ступеней, а не просто, допустим, отстреливают пустые баки. У двигателей первой ступени слишком большая тяга к моменту, когда топливо начинает заканчиваться, перегрузки в этот момент достигают нескольких g для пилотируемых кораблей и 10g для выдерживающей такое нагрузки.
Это одна из причин, почему строят ракеты из нескольких ступеней, а не просто, допустим, отстреливают пустые баки. У двигателей первой ступени слишком большая тяга к моменту, когда топливо начинает заканчиваться, перегрузки в этот момент достигают нескольких g для пилотируемых кораблей и 10g для выдерживающей такое нагрузки.
Я таки понял, что имел ввиду Итан. Он имел ввиду ускорение относительно точки старта (Земли), а оно действительно не будет соответствовать ускорению в СО корабля из-за эффектов замедления времени и сжатия пространства. И постоянное ускорение относительно Земли таки да, будет требовать все большего и большего количества энергии с ростом скорости. Вот только Итан в разных местах очень вольно оперирует то этим ускорением, то ускорением в СО корабля, в итоге получается полная каша. Расходимся.
Дело не только в перегрузках, но ещё и в массе двигателей, которую совершенно ни к чему тащить на орбиту.
масса ракеты уменьшается
Масса покоя. Но ракета наращивает скорость. А зависимость массы тела от его скорости никто не отменял. При приближении скорости тела к скорости света его масса приближается к бесконечности.
Но и масса топлива соответственно будет расти.
И вообще, здесь в стать есть спорное утверждение:
топливо из материи и антиматерии, достигающее 100% эффективности в превращении E = mc2
Та же Википедия говорит, что:
порядка 50 % энергии, высвобождающейся при аннигиляции адронов (реакции пары нуклон-антинуклон), выделяется в форме нейтрино, а последние при малых энергиях практически не взаимодействуют с веществом
К тому же при разных энергиях выделяются, то фотоны, то адроны (частицы). Например, при аннигиляции электрона и позитрона:
При низких энергиях сталкивающихся электрона и позитрона, а также при аннигиляции их связанного состояния — позитрония — эта реакция аннигиляции даёт в конечном состоянии два или три фотона, в зависимости от ориентации спинов электрона и позитрона.
При энергиях порядка нескольких МэВ становится возможной и многофотонная аннигиляция электрон-позитронной пары.
При энергиях порядка сотен МэВ в процессе аннигиляции электрон-позитронной пары рождаются в основном адроны.
А что на счёт аннигиляции протона и антипротона:
Аннигиляция протонов и антипротонов при низких энергиях приводит к образованию нескольких π-мезонов и реже K‑мезонов. Суммарная энергия частиц, образовавшихся в результате pantip‑аннигиляции при низкой энергии, равна удвоенной энергии покоя протона. При pantip‑аннигиляции при высоких энергиях происходят столкновения между отдельными кварками и антикварками, входящими в состав протона и антипротона. Такие столкновения приводят к образованию большого разнообразия частиц и в частности pantip‑столкновения были использованы для поиска и изучения частиц-переносчиков слабого взаимодействия W±- и Z‑бозонов.
Масса покоя. Но ракета наращивает скорость. А зависимость массы тела от его скорости никто не отменял. При приближении скорости тела к скорости света его масса приближается к бесконечности.
Во-первых, массой часто называют именно массу покоя, а не релятивистскую массу. Такие вещи надо понимать исходя из контекста.
Во-вторых, в системе отсчета ракеты у ракеты нет никакой скорости, а потому релятивистская масса совпадает с массой покоя.
выделяется в форме нейтрино, а последние при малых энергиях практически не взаимодействуют с веществом
То, что не взаимодействуют — это только означает, что не сможем направить импульс в нужную сторону. Если бы смогли — вышла бы отличная тяга. Хотя, у фотонной ракеты плохое соотношение импульса к мощности (но ничто другого около скорости света Вам не поможет).
Все верно у Итана. Поддерживать постоянную тягу будет требовать большего количества энергии.
Например автомобиль — даже в вакууме вы не ускоритесь на нем 100-200 так же быстро как 0-100. Крутящий момент на колесах вроде бы нужен тот же самый чтобы сохранять постоянное ускорение, но скорость их вращения стала больше — значит нужна больше мощность (линейно). В итоге накопленная кинетическая энергия растет квадратично от скорости, как и должно быть.
Например автомобиль — даже в вакууме вы не ускоритесь на нем 100-200 так же быстро как 0-100. Крутящий момент на колесах вроде бы нужен тот же самый чтобы сохранять постоянное ускорение, но скорость их вращения стала больше — значит нужна больше мощность (линейно). В итоге накопленная кинетическая энергия растет квадратично от скорости, как и должно быть.
какая-то каша. Я, конечно, в вакууме автомобили не разгонял, но в реальном мире автомобилей склоняюсь к увеличению сопротивления воздуха при увеличении скорости.
А вот тут вообще не понял. мощность (энергия в секунду), скорость… и отсюда вывод о кинетической энергии. Вот не понял. Можете раскрыть?
скорость их вращения стала больше — значит нужна больше мощность (линейно)
А вот тут вообще не понял. мощность (энергия в секунду), скорость… и отсюда вывод о кинетической энергии. Вот не понял. Можете раскрыть?
Да всё просто. Кинетическая энергия это «эм вэ квадрат пополам» даже без учёта релятивистских поправок.
Кинетическая энергия при скорости 0 равна 0.
При скорости 100 будет m * 1002 / 2 = 5000 * m
При скорости 200 уже m * 2002 / 2 = 20000 * m
Допустим мощность двигателя 500 ед. энергии в секунду, тогда разгон с 0 до 100 займёт 10 секунд. А вот разгон со 100 до 200 уже 40 секунд. Даже в вакууме.
Кинетическая энергия при скорости 0 равна 0.
При скорости 100 будет m * 1002 / 2 = 5000 * m
При скорости 200 уже m * 2002 / 2 = 20000 * m
Допустим мощность двигателя 500 ед. энергии в секунду, тогда разгон с 0 до 100 займёт 10 секунд. А вот разгон со 100 до 200 уже 40 секунд. Даже в вакууме.
Не 40 а 30, т.к. на скорости 100 уже имеет энергию 5000, а на скорости 200 должна быть 20000, в итоге с 100 до 200 нужно добавить 15000 энергии, а это 30 секунд работы двигателя.
Вот только ваши рассуждения ломают эквивалентность инвариантных систем отсчета. Представим себе ускорение от 0 до 200 в два этапа: на первом этапе мы сначала находимся в ИСО Земли и тратим N энергии на разгон до 100, затем мы выключаем двигатель и движемся равномерно-прямолинейно, т.е. находимся в ИСО, движущейся относительно ИСО Земли со скоростью 100, на втором этапе мы стартуем в этой ИСО и на разгон еще на 100 обязаны потратить те же N энергии, иначе ИСО не будут эквивалентны и появится эксперимент, при помощи которого можно отличить ИСО Земли от других СО, движущихся относительно нее. Дядюшка Энштейн будет недоволен.
На обывательском уровне: вам же не приходится напрягать руку в разы сильнее в попытке бросить камень в направлении движения поезда, находясь в нем, по сравнению с броском, находясь на станции.
На обывательском уровне: вам же не приходится напрягать руку в разы сильнее в попытке бросить камень в направлении движения поезда, находясь в нем, по сравнению с броском, находясь на станции.
Открутите в начало треда, мы тут обсуждаем
Т.е. в ИСО Земли (чорд, за фразу «ИСО Земли» ко мне неделю будет приходить в кошмарах дедушка Эйнштейн).
Постоянное ускорение с точки зрения наблюдателя, оставшегося на Земле
Т.е. в ИСО Земли (чорд, за фразу «ИСО Земли» ко мне неделю будет приходить в кошмарах дедушка Эйнштейн).
Но при этом мы же обсуждаем ракету с двигателем на борту, а не на Земле, верно?
В этой ветке мы обсуждаем машину, отталкивающуся от поверхности Земли.
Ветка началась не с автомобиля. Автомобиль зачем-то приплёл siper
del
НЛО прилетело и опубликовало эту надпись здесь
С мощностью реактивного двигателя всё сложнее, потому что со временем он начинает перераспределять энергию между отбрасываемой массой и оставшейся. Формально во внешней системе отсчёта его мощность с увеличением скорости растёт. К примеру, у нас есть 2 кг на скорости 1 м/с, отбрасываем 1 кг со скоростью 1 м/с (двигатель затратил 1 Дж), у нас теперь 1 кг нагрузки летит со скоростью 2 м/с (внезапно, 2 Дж). 1 Дж украли у того килограмма, который остановился.
Все проще.
Само понятие кинетической энергии привязано к конкретной СО. Движущийся объект обладает кинетической энергией в тех СО, относительно которых он движется, при этом в его собственной СО его кинетическая энергия всегда нулевая.
Будет понятнее, если рассмотреть два случая:
1) Мы разгоняем ракету струёй вещества, которая бьет ей в дно из двигателя, расположенного на Земле. Тогда на разгон от 0 до 100 вам действительно понадобится в 4 раза меньше энергии, чем на разгон от 0 до 200.
2) Мы разгоняем ракету струей вещества, которая выбрасывается из самой ракеты, т.е. источник (двигатель) привязан к СО ракеты, тогда на разгон от 0 до 100 вам понадобится в 2 раза меньше энергии, чем от 0 до 200. И равное количество на каждые последующие 100.
Само понятие кинетической энергии привязано к конкретной СО. Движущийся объект обладает кинетической энергией в тех СО, относительно которых он движется, при этом в его собственной СО его кинетическая энергия всегда нулевая.
Будет понятнее, если рассмотреть два случая:
1) Мы разгоняем ракету струёй вещества, которая бьет ей в дно из двигателя, расположенного на Земле. Тогда на разгон от 0 до 100 вам действительно понадобится в 4 раза меньше энергии, чем на разгон от 0 до 200.
2) Мы разгоняем ракету струей вещества, которая выбрасывается из самой ракеты, т.е. источник (двигатель) привязан к СО ракеты, тогда на разгон от 0 до 100 вам понадобится в 2 раза меньше энергии, чем от 0 до 200. И равное количество на каждые последующие 100.
В случае Итана как раз второй вариант. Но он почему-то привёл цифры из первого (там где квадратично растёт мощь).
Если бы это было так, тогда имея в два раза больше топлива, мы могли бы разогнать тело до в два раза большей скорости и получить в четыре раза больше кинетической энергии. А это нарушает закон сохранения энергии) Тогда было бы выгоднее не палить топливо на земле, а разогнать ракету побыстрее, вогнать ее в котел с водой, а выделившимся паром крутить турбину, но почему-то так не делают)
> Если бы это было так, тогда имея в два раза больше топлива, мы могли бы разогнать тело до в два раза большей скорости и получить в четыре раза больше кинетической энергии.
Так и есть. Противоречия нет. Закон сохранения не нарушен. Если провести расчёты, то в этом несложно убедиться.
Для таких условий, например, видно как меняется потраченная энергия (удваивается время => удваивается потраченная энергия) и текущая кинетическая энергия машины (удваивается время => учетверяется кинетическая энергия):
1. 9.591m/s +9.591 990.5kg Eused=1.319kWh Ehave=0.01265kWh
2. 19.28m/s +9.684 981.0kg Eused=2.639kWh Ehave=0.05062kWh
3. 29.05m/s +9.779 971.5kg Eused=3.958kWh Ehave=0.1139kWh
4. 38.93m/s +9.875 962.0kg Eused=5.278kWh Ehave=0.2025kWh
20. 211.8m/s +11.73 810.0kg Eused=26.39kWh Ehave=5.049kWh
Так и есть. Противоречия нет. Закон сохранения не нарушен. Если провести расчёты, то в этом несложно убедиться.
Для таких условий, например, видно как меняется потраченная энергия (удваивается время => удваивается потраченная энергия) и текущая кинетическая энергия машины (удваивается время => учетверяется кинетическая энергия):
1. 9.591m/s +9.591 990.5kg Eused=1.319kWh Ehave=0.01265kWh
2. 19.28m/s +9.684 981.0kg Eused=2.639kWh Ehave=0.05062kWh
3. 29.05m/s +9.779 971.5kg Eused=3.958kWh Ehave=0.1139kWh
4. 38.93m/s +9.875 962.0kg Eused=5.278kWh Ehave=0.2025kWh
5..18
19. 200.1m/s +11.59 819.5kg Eused=25.07kWh Ehave=4.558kWh 5. 48.90m/s +9.974 952.5kg Eused=6.597kWh Ehave=0.3164kWh
6. 58.98m/s +10.07 943.0kg Eused=7.917kWh Ehave=0.4556kWh
7. 69.15m/s +10.18 933.5kg Eused=9.236kWh Ehave=0.6200kWh
8. 79.44m/s +10.28 924.0kg Eused=10.56kWh Ehave=0.8098kWh
9. 89.82m/s +10.39 914.5kg Eused=11.88kWh Ehave=1.025kWh
10. 100.3m/s +10.50 905.0kg Eused=13.19kWh Ehave=1.265kWh
11. 110.9m/s +10.61 895.5kg Eused=14.51kWh Ehave=1.530kWh
12. 121.7m/s +10.72 886.0kg Eused=15.83kWh Ehave=1.821kWh
13. 132.5m/s +10.84 876.5kg Eused=17.15kWh Ehave=2.137kWh
14. 143.4m/s +10.96 867.0kg Eused=18.47kWh Ehave=2.478kWh
15. 154.5m/s +11.08 857.5kg Eused=19.79kWh Ehave=2.844kWh
16. 165.7m/s +11.20 848.0kg Eused=21.11kWh Ehave=3.235kWh
17. 177.1m/s +11.33 838.5kg Eused=22.43kWh Ehave=3.651kWh
18. 188.5m/s +11.46 829.0kg Eused=23.75kWh Ehave=4.092kWh
6. 58.98m/s +10.07 943.0kg Eused=7.917kWh Ehave=0.4556kWh
7. 69.15m/s +10.18 933.5kg Eused=9.236kWh Ehave=0.6200kWh
8. 79.44m/s +10.28 924.0kg Eused=10.56kWh Ehave=0.8098kWh
9. 89.82m/s +10.39 914.5kg Eused=11.88kWh Ehave=1.025kWh
10. 100.3m/s +10.50 905.0kg Eused=13.19kWh Ehave=1.265kWh
11. 110.9m/s +10.61 895.5kg Eused=14.51kWh Ehave=1.530kWh
12. 121.7m/s +10.72 886.0kg Eused=15.83kWh Ehave=1.821kWh
13. 132.5m/s +10.84 876.5kg Eused=17.15kWh Ehave=2.137kWh
14. 143.4m/s +10.96 867.0kg Eused=18.47kWh Ehave=2.478kWh
15. 154.5m/s +11.08 857.5kg Eused=19.79kWh Ehave=2.844kWh
16. 165.7m/s +11.20 848.0kg Eused=21.11kWh Ehave=3.235kWh
17. 177.1m/s +11.33 838.5kg Eused=22.43kWh Ehave=3.651kWh
18. 188.5m/s +11.46 829.0kg Eused=23.75kWh Ehave=4.092kWh
20. 211.8m/s +11.73 810.0kg Eused=26.39kWh Ehave=5.049kWh
hint
Разница в энергии равна сумме энергий выпущенных зарядов.
Если бы это было так
Это так, и объясняетяс без формул просто — ведь топливо, которое «бьёт в дно двигателя», уже (в спокойном состоянии) имеет кинетическую энергию двигателя. И, разгоняя ракету, разгоняет так же оставшееся на ней топливо. Остаётся чистый прирост энергии.
В связи с этим, мне не понятно, почему максимальная скорость ограничена скоростью света? Скоростью света относительно чего? Луна вращается вокруг Земли, Земля вокруг Солнца, Солнце вокруг центра галактики, галактика вокруг еще какого-то центра и т.д. В какой-то момент времени все эти системы выстроятся в прямую и их скорости просуммируются. В этом случае скорость Луны вокруг центра вселенной будет очень даже не слабой и возможно даже близкой к скорости света. Если в это время посветить фонариком с Луны сторону по движению, то с какой скоростью будут лететь фотоны отностительно центра вселенной?
А если посветить двумя фонариками в противоположные стороны, то относительная скорость фотонов вообще будет 2c!!! В классической физике.
В реальной физике сложение скоростей происходит иначе:
В реальной физике сложение скоростей происходит иначе:
Не, это не ответ. Вопрос этот довольно глубокий: откуда берётся вся эта относительность и почему скорость ограничена именно этой величиной. Ваша формула это всего лишь результат размышлений вида «допустим у нас тут всё относительно и максимальная скорость такая то, тогда скорости должна складываться так то» но это не объясняет почему у нас тут всё относительно (какое то особое свойство пространства?) и скорость именно такая (а также то, что она вообще есть, не зависит от условий, всегда одна и та же и т.п.)
откуда берётся вся эта относительность и почему скорость ограничена именно этой величиной.— вопрос некорректен: это просто реальность, нами наблюдаемая. Правильнее было-бы спросить, почему эта более фундаментальная реальность скрыта от нас иллюзией ньютоновской физики.
Точно также можно было бы не грузиться вопросом «почему планеты летают вокруг солнца по кругу?» а просто сказать, что такова реальность и всё тут. Зайду с другой стороны. Допустим мы хотим сделать простую модель мира в которой летают условные математические точки. Как должна выглядеть эта модель (координаты там, правила), чтобы возникла относительность и максимальная скорость? Наивный подход это просто задать координаты тройкой чисел и ввести правило, что притяжение ~ 1/r^2, но тогда не будет ни относительности ни максимальной скорости.
Кстати материальные точки могут вылетать из ньютоновского пространства. Поэтому для симуляции создатели выбрали релятивистскую модель о_О.
Точно также можно было бы не грузиться вопросом «почему планеты летают вокруг солнца по кругу?» а просто сказать, что такова реальность и всё тут.— нельзя. У планет есть вполне конкретная причина, которую можно разузнать и отследить до большого взрыва — и уже тут наверное можно сказать что «так случилось», но от взрыва и до планет простирается длинная цепочка вполне конечных и осязаемых причин и следствий. Относительность же вроде как ниоткуда не берется — она просто есть. То есть, ее можно выразить в более других, возможно более фундаментальных терминах но это не значит что она из них берется — это будет просто описание того же с другой стороны; хотя возможно в какой-то момент это даст более глубокое понимание. Как вам например такой вариант: конечность скорости света ограничивает количество информации, необходимое для задания состояния в точке пространства-времени; если бы скорость была бесконечной, то чтобы определить состояние здесь и сейчас вам необходимо было-бы знать состояние ВСЕЙ вселенной в предыдущий момент времени, т.е. появляется бесконечность — а у физики же обычно с этим проблемы. Система получается «слишком жестко» определенной, вы не можете выделить из нее (полу)независимые части и она не способна эволюционировать. Математически это выражается тем что реальность описывается гиперболическими дифф. уравнениями, а не например эллиптическими.
(на этом моя компетентность заканчивается, но в интернете есть материалы, гуглите).
На самом деле, очень мало кто понимает ОТО. Большинство жонглирует формулами, но сути не улавливают, из-за этого не могут простыми словами объяснить и допускают интуитивные ошибки. ОТО это просто геометрическое описание физических процессов без использования времени. Поэтому скорость там только одна, абсолютная, а всё остальное - интерпретации искажений пространства. Поэтому Эйнштейну не понравилась идея неопределенности, в его в мире всё предопределено ;)))
Это зависит от массы. При разгоне мы даем телу энергию — следовательно увеличиваем массу.
Увеличение массы замедляет собственное течение времени тела. Следовательно восприятие скорости объектов в разных системах отсчета будет разное из-за разного течения времени.
Будет разным восприятие расстояний, так как увеличение скорости искажает пространство. Пространство по курсу движения сокращается.
Поэтому и выходит что для нас, пребывающих в одной системе отсчета результаты наблюдений за летящий кораблем не будут совпадать с результатами наблюдений пасажиров самого корабля.
И к слову: если разогнать корабль до скорости света то экипаж увидит такую картину: постепенное уменьшение размеров Вселенной до точки и увеличивающееся время окружающего пространства до бесконечно большой скоростии.
Все эти релятивистские курьезы выводятся математически. А вот почему скорость света такакая какая есть это вопрос из области метафизики
Увеличение массы замедляет собственное течение времени тела. Следовательно восприятие скорости объектов в разных системах отсчета будет разное из-за разного течения времени.
Будет разным восприятие расстояний, так как увеличение скорости искажает пространство. Пространство по курсу движения сокращается.
Поэтому и выходит что для нас, пребывающих в одной системе отсчета результаты наблюдений за летящий кораблем не будут совпадать с результатами наблюдений пасажиров самого корабля.
И к слову: если разогнать корабль до скорости света то экипаж увидит такую картину: постепенное уменьшение размеров Вселенной до точки и увеличивающееся время окружающего пространства до бесконечно большой скоростии.
Все эти релятивистские курьезы выводятся математически. А вот почему скорость света такакая какая есть это вопрос из области метафизики
Почитайте тут.
Должно помочь.
Должно помочь.
> даже в вакууме вы не ускоритесь на нем 100-200 так же быстро как 0-100.
Легко.
Двигатель реактивный.
При постоянной тяге (выстреливаем снаряд раз в секунду с одинаковой скоростью) скорость будет прирастать каждую секунду всё больше и больше.
С учётом расхода массы, разгон 100-200 займёт даже меньше времени, чем 0-100.
Конкретный пример.
Автомобиль (сферический в вакууме) с топливом: начальная масса 1000кг, начальная скорость 0м/с.
Топливо: 20 стальных снарядов по 9.5кг каждый (190кг топливо)
Двигатель: электромагнитная пушка (railgun), выстреливающая снаряд со скоростью (относительно автомобиля, понятно) 1000м/с каждую секунду.
Начало: скорость 0м/с, масса 1000кг
Спустя 1 секунду (t=1): скорость 9.591м/с, масса 990.5кг
t=2: скорость 19.28м/с (+9.684), масса 981кг
…
t=10: скорость 100.3м/с (+10.50), масса 905кг
…
t=19: скорость 200.1м/с (+11.59), масса 819.5кг
t=20: скорость 211.8м/с (+11.73), масса 810кг
Выходит, за первые 10 секунд скорость возросла на 100.3м/с до 100.3м/с
За последующие 10 секунд скорость возросла на 111.5м/с до 211.8м/с
Т.е. разгон 0-100 произошёл за 10 секунд, а разгон 100-200 произошёл за 9 секунд.
Код, если нужен кому.
Легко.
Двигатель реактивный.
При постоянной тяге (выстреливаем снаряд раз в секунду с одинаковой скоростью) скорость будет прирастать каждую секунду всё больше и больше.
С учётом расхода массы, разгон 100-200 займёт даже меньше времени, чем 0-100.
Конкретный пример.
Автомобиль (сферический в вакууме) с топливом: начальная масса 1000кг, начальная скорость 0м/с.
Топливо: 20 стальных снарядов по 9.5кг каждый (190кг топливо)
Двигатель: электромагнитная пушка (railgun), выстреливающая снаряд со скоростью (относительно автомобиля, понятно) 1000м/с каждую секунду.
Начало: скорость 0м/с, масса 1000кг
Спустя 1 секунду (t=1): скорость 9.591м/с, масса 990.5кг
t=2: скорость 19.28м/с (+9.684), масса 981кг
…
t=10: скорость 100.3м/с (+10.50), масса 905кг
…
t=19: скорость 200.1м/с (+11.59), масса 819.5кг
t=20: скорость 211.8м/с (+11.73), масса 810кг
Выходит, за первые 10 секунд скорость возросла на 100.3м/с до 100.3м/с
За последующие 10 секунд скорость возросла на 111.5м/с до 211.8м/с
Т.е. разгон 0-100 произошёл за 10 секунд, а разгон 100-200 произошёл за 9 секунд.
Код, если нужен кому.
У вас ошибка в том, что вес вашего аппарата всё время уменьшается.
В изначальной задаче есть авто с постоянной массой. Мы увеличиваем скорость, увеличивается энергия. Т.к. масса константа, то E ~ V^2.
(считаю это ~ знаком пропорциональности)
У вас же m постоянно уменьшается, квадрат скорости делим на меньшую и меньшую величину и Е растёт быстрее.
В изначальной задаче есть авто с постоянной массой. Мы увеличиваем скорость, увеличивается энергия. Т.к. масса константа, то E ~ V^2.
(считаю это ~ знаком пропорциональности)
У вас же m постоянно уменьшается, квадрат скорости делим на меньшую и меньшую величину и Е растёт быстрее.
У вас ошибка в том, что вес вашего аппарата всё время уменьшается.
В изначальной задаче есть авто с постоянной массой.
Масса аппарата уменьшается — наверное потому, что речь о ракете. У Итана. Те, кто пытаются его оправдать, делают подмену, приводя примером нереактивный автомобиль:
Все верно у Итана. Поддерживать постоянную тягу будет требовать большего количества энергии. Например автомобиль — даже в вакууме вы не ускоритесь на нем 100-200 так же быстро как 0-100.
Раз речь о ракетах, то и примеры о тележках/автомобилях должны быть на реактивной тяге.
Послушаем, что говорит сам Итан о трудностях бороздения Вселенной:
Допустим, вы хотите отправиться в межзвёздное путешествие и добраться до точки назначения как можно быстрее
…
После десяти дней полёта с ускорением в 1 g вы уже минуете Нептун
…
со скоростью 6 км/с. Ещё через 10 минут вы удвоите скорость до 12 км/с, но на это потребуется в три раза больше энергии. Ещё через десять минут вы будете двигаться со скоростью 18 км/с, но на это потребуется в 5 раз больше энергии, чем в первые десять минут. Эта схема продолжит работать и дальше. Через год вы уже будете использовать в 100 000 раз больше энергии, чем в начале!
Хммм… межзвёздное путешествие, добраться побыстрее, несколько дней полёта, 18км/с, на картинках реактивные сопла. Не слишком похоже, что речь о бензиновом автомобиле.
Очевидно, Итан, рассуждая о ракете, забыл, что она таки маленько реактивная. И линейный расход энергии даст не просто постоянную тягу с постоянным ростом скорости, но вполне себе даже растущий рост скорости (a'(t)>0), ведь масса аппарата уменьшается.
А с чего вы взяли, что масса уменьшается существенно? Так то и у автомобиля масса уменьшается, т.к. бак с топливом пустеет.
Речь про формулу E =1/2 * m*V^2
Возможно, в статье написано не очень точно, если бы вместо «в n раз больше энергии» было бы написано «в n раз больше энергии на единицу массы», то недопонимания не возникло бы.
Речь про формулу E =1/2 * m*V^2
Возможно, в статье написано не очень точно, если бы вместо «в n раз больше энергии» было бы написано «в n раз больше энергии на единицу массы», то недопонимания не возникло бы.
А с чего вы взяли, что масса уменьшается существенно? Так то и у автомобиля масса уменьшается, т.к. бак с топливом пустеет.Ну, если при реактивной тяге масса уменьшается несущественно, то на 0-6 уж точно потребуется втрое меньше энергии, чем на 6-12. Или нет? А если да, то при каких параметрах (начальная масса, масса снаряда, скорость выброса снаряда, количество снарядов // дискретные заменители удельного импульса, числа Циолковского и пр. для простоты понимания и удобства расчётов)?
Правильные отгадки если что:
1. Масса уменьшается несущественно => скорость растёт несущественно. Масса не уменьшилась => скорость не изменилась.
2. При любых (v<<c) параметрах (4 штуки выше), будет справедливо:
1) Постоянная тяга (постоянный расход энергии и массы) => v..2v длится чуть меньше, чем 0..v, а совсем не втрое дольше. Т.е. чем выше скорость (а точнее: чем меньше масса, которая может только уменьшаться), тем быстрее идёт разгон (ускорение — растёт, расход энергии/массы — нет). Если не слишком изменилась масса, то между 0..v и v..2v разницы по времени почти не будет (трёхкратная разница — неправда).
2) На начальном этапе рост энергии идёт почти квадратичный (E(t) ~ v(t)^2 ~ t^2, затраты энергии — постоянные (E(t) ~ t; E'(t) = const).
3) Загадка: энергия тратится линейно, а растёт квадратично => почему не возможен вечный двигатель?
Например автомобиль — даже в вакууме вы не ускоритесь на нем 100-200 так же быстро как 0-100.
Каким образом у автомобиля оказался реактивный двигатель? :-)
"Представление художника о реактивной системе движения с использованием аннигиляции материи/антиматерии"
Пол Андерсон "Тау ноль"
Тема раскрыта полностью, довольно неплохая книга, рекомендую.
Ну и вообще-то странно, что Итан не упомянул нейтрино. В реалистичных реакциях типа протон-антипротон идёт каскад превращений, в большинстве которых выделяются нейтрино — и уносят заметный процент энергии (и импульса) в рандомном направлении.
Ещё более странно, что он не рассказал о том, что Вселенная возникла 14 миллиардов лет назад, а потом…
Это малосущественные детали.
Реальная реакция нефть-антинефть тупо испарит нахрен сопло и на этом полёт завершится.
Итану важен принцип — большой взрыв, тёмная материя, это вот всё.
Реальная реакция нефть-антинефть тупо испарит нахрен сопло и на этом полёт завершится.
Итану важен принцип — большой взрыв, тёмная материя, это вот всё.
Зависит от массы аннигилируемой материи/антиматерии, вполне можно подобрать значения которые не будут испарять сопло
вполне можно подобрать значения которые не будут испарять сопло
Да? Например какие?
ИМХО самое легкое это электрон-позитронная аннигиляция. В результате рождаются фотоны энергией не менее 0.51 МэВ, что соответствует частоте 1,22 * 1020 Гц (сто миллиардов гигагерц).
0.51 МэВ это 8.17×10^-14 Джоуля что уже не выглядит таким уж страшным
Для сравнения, энергия ионизации гелия чуть меньше 25 эВ. Не МэВ, а просто эВ.
Из чего будем делать сопло, чтобы излучением ему не поотрывало электроны в первую же секунду?
Из чего будем делать сопло, чтобы излучением ему не поотрывало электроны в первую же секунду?
Кварковый чугуний.
> Из чего будем делать сопло, чтобы излучением ему не поотрывало электроны в первую же секунду?
Из магнитного поля. Как в коллайдерах делают. Там энергия частиц под 7ТэВ бывает — и ничего.
Из магнитного поля. Как в коллайдерах делают. Там энергия частиц под 7ТэВ бывает — и ничего.
эм… просто возьмём и искривим пространство так, чтобы оно имело форму сопла?
Из самого высококачественного «зеркала», охлаждаемого жидким гелием.
Для одиночного фотона это выглядит страшно независимо от единицы измерения.
Эти фотоны просто будут делать одно из двух: либо пролетать любые элементы конструкции корабля насквозь (при том лететь, вообще говоря во всех направлениях), либо сообщать чему-нибудь на уровне атомов/элементарных частиц такую энергию, которую оно не унесёт. И в том и в другом случае никакой реактивной тяги не будет.
Ну, можно сделать вид, что так и задумано. Такой себе твердотельный двигатель с внешним источником энергии. Другое дело, что гамма-кванты от аннигиляции вполне способны его на пару километров в глубину прогреть… Можно попробовать Брэгговский рефлектор из чего-нибудь замутить и какую-нибудь сложную структуру с большими углами падения.
Ещё небанальный вопрос — как этот антикеросин хранить.
Понятно, что с антиводородом шансов ноль — мы и обычный-то водород хранить без утечек не особо умеем. Можно наделать антижелезных опилок и подвесить в (анти)магнитном поле, в принципе может получится. Но где взять вакуум и как его поддерживать?
Любой технически достижимый вакуум достаточно плотен, чтоб топливные опилки разогрелись с красивым (большим) взрывом.
Понятно, что с антиводородом шансов ноль — мы и обычный-то водород хранить без утечек не особо умеем. Можно наделать антижелезных опилок и подвесить в (анти)магнитном поле, в принципе может получится. Но где взять вакуум и как его поддерживать?
Любой технически достижимый вакуум достаточно плотен, чтоб топливные опилки разогрелись с красивым (большим) взрывом.
Производить его здесь всё равно мало рационально и опасно. Выгоднее вывести производство на орбиту, где уже есть полно солнечной энергии для его производства, и неплохого технического вакуума, который откачкой можно ещё улучшить (доведя до нужной кондиции).
Любой технически достижимый вакуум достаточно плотен, чтоб топливные опилки разогрелись с красивым (большим) взрывом.Нам просто надо довести вакуум межпланетной плотности до межгалактического уровня (так что частота столкновений вещества/антивещества станет несколько атомов в сутки). При аннигиляции отдельных атомов выделяется миллионная доля джоуля — с парой таких «взрывов» в баке в сутки вполне можно считаться.
Вот тут и возникают вопросы.
1. Где взять вакуум межпланетной плотности, импортировать? Ракета строится на поверхности или на низкой орбите, топливо вырабатывается на поверхности, в межпланетном пространстве нам оно всё тупо не нужно, нам нужно летать между планетами, посадка-высадка должна быть или на планете, или поблизости.
2. Как его довести до. Технологий таких нет и даже идей работоспособных не видать. И, кстати, сколько энергии будет стоить работа насосов, и где её брать.
3. Как его сохранить. Чем чище вакуум внутри банки и выше давление снаружи, тем сильнее будет течь. Да и стенки будут испаряться, всё испаряется. Не сами стенки — так грязь на них. Уплотнения будут травить. Антитопливо будет излучать и это излучение всякой высокоэнергичной хрени будет разрушать всё подряд. Настолько всё безнадёжно, даже браться не хочется.
Не, только уран, только хардкор. Ну, в неопределённом будущем, возможно, когда-нибудь, термояд в открытой ловушке она же двигло. Когда получше со сверхпроводниками станет и всей этой магнитной темой. Пока только прямоточные реакторы деления, без вариантов.
1. Где взять вакуум межпланетной плотности, импортировать? Ракета строится на поверхности или на низкой орбите, топливо вырабатывается на поверхности, в межпланетном пространстве нам оно всё тупо не нужно, нам нужно летать между планетами, посадка-высадка должна быть или на планете, или поблизости.
2. Как его довести до. Технологий таких нет и даже идей работоспособных не видать. И, кстати, сколько энергии будет стоить работа насосов, и где её брать.
3. Как его сохранить. Чем чище вакуум внутри банки и выше давление снаружи, тем сильнее будет течь. Да и стенки будут испаряться, всё испаряется. Не сами стенки — так грязь на них. Уплотнения будут травить. Антитопливо будет излучать и это излучение всякой высокоэнергичной хрени будет разрушать всё подряд. Настолько всё безнадёжно, даже браться не хочется.
Не, только уран, только хардкор. Ну, в неопределённом будущем, возможно, когда-нибудь, термояд в открытой ловушке она же двигло. Когда получше со сверхпроводниками станет и всей этой магнитной темой. Пока только прямоточные реакторы деления, без вариантов.
1) 2/3 скорости необходимой для отлёта на Луну/Венеру/Марс — набираются до выхода на орбите, и это только химия на ближайшие сотню лет. Так что ради оставшейся 1/3 мастерить двигатель на антиматерии — это знатный оверкилл, тут и необходимость ЯРД с ТЯРД под вопросом.
2) Несколько её килограммов (а больше даже для межзвёздных полётов на нормальной скорости не надо) в виде бака на сотни килограмм — пару тонн (с магнитными ловушками) можно переправить из любой точки Солнечной системы в другую даже сейчас на химических двигателях (если поднатужиться), на ионниках — и тужиться не надо (то есть проблема только в хранении).
3) Перекачивать ничего не надо: бак заправляется на орбитальной электростанции однажды, и в таком виде монтируется на корабле. На корабле/станции бак всё время находится в негерметичном отсеке, и его окружает межпланетный вакуум.
А объяснить безопасность ЯРД (у которого скорость выхлопа больше второй космической, и большая часть выбрасываемого материала становится спутником Солнца, а не падает на Землю) — это вообще за гранью добра и зла. Может когда-нибудь потом, через сотни лет, когда люди поумнеют при помощи генной инженерии ситуация изменится, но пока — химия и ионники.
2) Несколько её килограммов (а больше даже для межзвёздных полётов на нормальной скорости не надо) в виде бака на сотни килограмм — пару тонн (с магнитными ловушками) можно переправить из любой точки Солнечной системы в другую даже сейчас на химических двигателях (если поднатужиться), на ионниках — и тужиться не надо (то есть проблема только в хранении).
3) Перекачивать ничего не надо: бак заправляется на орбитальной электростанции однажды, и в таком виде монтируется на корабле. На корабле/станции бак всё время находится в негерметичном отсеке, и его окружает межпланетный вакуум.
Не, только уран, только хардкор. Ну, в неопределённом будущем, возможно, когда-нибудь, термояд в открытой ловушке она же двигло. Когда получше со сверхпроводниками станет и всей этой магнитной темой. Пока только прямоточные реакторы деления, без вариантов.Людям даже безопасность пускаемых в космос РИТЭГов никак не объяснить (они имеют собственную абляционную защиту, и даже если аппарат развалится прямо перед выходом на орбиту — они упадут в воду/на землю без потери герметичности), так что какие-то идиоты чуть запуск Кассини-Гюйгенс не сорвали.
А объяснить безопасность ЯРД (у которого скорость выхлопа больше второй космической, и большая часть выбрасываемого материала становится спутником Солнца, а не падает на Землю) — это вообще за гранью добра и зла. Может когда-нибудь потом, через сотни лет, когда люди поумнеют при помощи генной инженерии ситуация изменится, но пока — химия и ионники.
2/3 скорости необходимой для отлёта на Луну/Венеру/Марс — набираются до выхода на орбите
У Вас какая-то странная метрика.
Не нужно так считать.
Реальность несколько другая.
Обычный Протон вытаскивает на орбиту 20 тонн, а к Венере/Марсу может отправить две.
Набрать первую космическую — это не 2/3, это 10%. Формула Циолковского, вкратце.
Туд дело вот в чём. Для набора первых 8 км/с нужно дохрена топлива. Которое течёт просто из дырки в Земле, и не стоит практически ничего. И вчетверо дохрена окислителя, который не сильно дороже.
Добрать ещё 4 требует топлива заметно меньше. Но только оно должно быть уже на орбите. Каждый кило на орбите стоит тыщибаксов. Когда Лукойл откроет дешёвые орбитальные заправки — тогда в ваших рассуждениях появится какой-то смысл, а пока его там нету.
А по прилёту — ещё и оттормозиться нужно, тратя топливо, которое с учётом доставки к Марсу обошлось совсем уж несусветно.
Да и то, 2 тонны — это если просто пнуть и пусть летит месяцами, медленно и печально. Для людей это неприемлемо. Для людей нужен двигатель, способный давать тягу всю дорогу. Не 1g, конечно, это было бы слишком хорошо, но хоть 1/5g. Это и дорогу спрямит, и скорость повысит, и постоянное ускорение неплохо имитирует гравитацию, в быту удобно и для здоровья полезно.
Никакая химия на это не способна.
Ионники тоже, с их смешным КПД. В системе электростанция-ионник на киловатт разгона ионов десяток-другой киловатт паразитного тепла нужно куда-то деть, что при сколько-нибудь осмысленной мощности двигателя требует теплообменников нереального размера и веса. Заметного ускорения тут не получить.
Любое устройство с энергетикой годной для межпланетных перелётов безопасным не является. Даже автомобиль, мощности несравнимо меньшей, и тот — транспортное средство повышенной опасности. А уж звездолёт лёкгим движением сопла способен какой городок прооптимизировать в ровную площадку, вместе со всем населением. Способ получения и хранения энергии тут вторичен, её просто дохрена в одном месте, этого достаточно.
У Вас какая-то странная метрика.У вас ещё страннее: «Протон» не для межпланетных полётов оптимизировался — даже на НДМГ/АТ при перелёте с НОО к Венере и Марсу можно потерять только 65-70% массы, но никак не все 90%.
Туд дело вот в чём. Для набора первых 8 км/с нужно дохрена топлива. Которое течёт просто из дырки в Земле, и не стоит практически ничего. И вчетверо дохрена окислителя, который не сильно дороже.Вы про двигатели первой ступени забываете, которые для «Ангары» почти как целый «Протон» стоили, и для всех остальных ракет — это самая затратная часть остаётся.
Добрать ещё 4 требует топлива заметно меньше. Но только оно должно быть уже на орбите. Каждый кило на орбите стоит тыщибаксов. Когда Лукойл откроет дешёвые орбитальные заправки — тогда в ваших рассуждениях появится какой-то смысл, а пока его там нету.Это вот когда она откроет заправку, будет по тысячи за кило, а пока — до определённой массы цена одна (хоть тонна, хоть две), а вот скажем с 2358 кг — ценник резко скачет в 1,5-3 раза (потому-что надо на другую ракету пересаживаться).
А по прилёту — ещё и оттормозиться нужно, тратя топливо, которое с учётом доставки к Марсу обошлось совсем уж несусветно.К Марсу (и тем более Венере) — надо тащить с собой тепловой щит. И так будет на века — потому-что это ещё долго будет дешевле использования ТЯРД/антиматерии для того чтобы погасить всю орбитальную скорость без его использования (иначе при спуске расплавитесь).
Да и то, 2 тонны — это если просто пнуть и пусть летит месяцами, медленно и печально. Для людей это неприемлемо. Для людей нужен двигатель, способный давать тягу всю дорогу.Боюсь таких «людей» даже на орбиту не заманишь — они без ресторанов и спа туда ни за что не полетят. Космонавты же люди привычные — они и на «Союзе» в облёт Луны полторы недели лететь были готовы, а некоторые — и в облёт Марса согласились бы. И проектов полёта на Марс на ионниках уже было достаточно.
Не 1g, конечно, это было бы слишком хорошо, но хоть 1/5g.Для этого Роберт Зубрин ещё 25 лет назад предлагал связать верёвкой последнюю ступень ракеты (которая так и так лететь рядом будет) и корабль, и начать вращать эту связку. Всё — больше ничего для гравитации не надо.
Заметного ускорения тут не получить.Ионники только недавно стали массово применять, вот только недавно твердотопливные ионники появились (CubeSat Ambipolar Thruster). Потерпите — что-нибудь придумают.
Любое устройство с энергетикой годной для межпланетных перелётов безопасным не является. Даже автомобиль, мощности несравнимо меньшей, и тот — транспортное средство повышенной опасности.Вот не надо смешивать всё в одну кучу — ракета на 99% опасна своими техническими неисправностями, а автомобиль — «неисправностью» прокладки между сиденьем и рулевым колесом.
А уж звездолёт лёкгим движением сопла способен какой городок прооптимизировать в ровную площадку, вместе со всем населением.С орбиты он и лёгкий ветерок на поверхности не создаст. Стартующий же с поверхности планеты звездолёт — это уже даже не научная фантастика.
Способ получения и хранения энергии тут вторичен, её просто дохрена в одном месте, этого достаточно.Предлагаю вам найти лёгкий способ эту энергию из природного урана выделить (который в первозданном виде в ядерной индустрии не используется из-за переизбытка 238-го). Ну и в 1 литре воды скажем примерно 2,5 мегатонны тротиллового эквивалента заключено (от протон-протонной реакции) — умывайтесь там поосторожнее, а то мало ли чего. А вообще не все
Предлагаю вам найти лёгкий способ эту энергию из природного урана выделить (который в первозданном виде в ядерной индустрии не используется из-за переизбытка 238-го).
Лёгких способов в космонавтике нету.
Технически достижимый — обогатить и сбацать прямоточник.
Антиматерия — технически недостижимый в обозримое время.
Технически достижимый — обогатить и сбацать прямоточник.Я думаю будет проще разработать технологию сразу на антиматерии, чем доказать экологам и зелёным безопасность прямоточников. Боюсь что ЯРД без лишних преобразователей — остался где-то в прошлом, антиматерия — остаётся в светлом будущем, а мы застряли в сером настоящем.
Если в ближайшее время кто-то и полетит к Луне/Марсу — это всё ещё будет химия. В принципе проект Mars Direct Зубрина уже вполне осуществим, и не требует ничего нового. А с появлением SLS и Falcon Heavy с заправляемой верхней ступенью — уже и готовые средства доставки появятся.
Для этого Роберт Зубрин ещё 25 лет назад предлагал связать верёвкой последнюю ступень ракеты (которая так и так лететь рядом будет) и корабль, и начать вращать эту связку. Всё — больше ничего для гравитации не надо.Гугление выдало такой результат:
Во время перелета разгонный блок и жилой модуль мы свяжем тросом 1500м для создания искусственной силы тяжести. При скорости вращения 1 оборот в минуту мы сможем обеспечить гравитацию, аналогичную марсианской. При скорости 2 оборота в минуту мы можем достичь земной гравитации.Насколько я понимаю, имеется ввиду разгонный блок, который повезёт к Земле. Иначе ничего не получится, т.к. разгонный блок, который разгонял к Марсу уже пустой, соответственно гораздо легче жилого блока. Центр вращения будет внутри или близко к жилому блоку, искусственная тяжесть будет ничтожная.
Жаль, такой фокус не прокатит при возвращении обратно, проблему отсутствия веса придётся решать иначе.
Анти-опилки не помогут. Пока что мы можем думать только про электромагнитные поля. Но они действуют только на заряженные частицы. Если в нашей бочке для антивещества где-то образуется анти-атом с зарядом 0, то всё капец, сушите вёсла.
Ваша идея про анти-бочку контр-продуктивна, она просто переносит вопрос удержания на более высокий уровень.
Ваша идея про анти-бочку контр-продуктивна, она просто переносит вопрос удержания на более высокий уровень.
То есть левитация незаряженного куска железа в магнитном поле в принципе невозможна?
Довольно сильное утверждение. Но спорное. Хотелось бы обоснований.
Довольно сильное утверждение. Но спорное. Хотелось бы обоснований.
Вот рядом с левитирующей лягушкой левитируют намагниченные куски железа, стабилизированные диамагнитными материалами (пальцами), компенсирующий магнит находится сверху за пределами кадра —
http://www.ru.nl/hfml/research/levitation/diamagnetically/ & http://www.physics.ucla.edu/~msimon/
These two photographs show a magnet hovering in mid-air between fingertips of Nijmegen’s researcher.
The fingertip levitation is far from being only fun. It breaks down one of the most lasting prejudices in physics that stable levitation of a magnet was impossible.
… The so-called Earnshaw’s theorem explicitly states that, however hard you try, it is impossible to achieve stable levitation of a magnet in a system governed by stationary electric, magnetic and gravitational forces.…
We have found a way to cheat the nature and "break down" Earnshaw’s theorem. As described in the recent paper "Magnet Levitation At Your Fingertips (pdf, 139 kB)" (.PDF format) NATURE | VOL 400 | 22 JULY 1999 p323 doi:10.1038/22444, we stabilize levitation of a magnet by using feeble diamagnetic forces created by seemingly non-magnetic materials such as graphite, bismuth or even human fingers. Scientifically speaking, we use non-local interaction of a magnet with a diamagnetic medium, a possibility not considered previously. So, no need to worry: the Maxwell equations survive after all.
Антиводород в ATRAP хранили в магнитной ловушке типа "Ioffe type traps (which make a magnetic field minimum in which an atom can be held by its magnetic moment)", см http://gabrielse.physics.harvard.edu/gabrielse/overviews/Antihydrogen/AntihydrogenTraps.html из http://gabrielse.physics.harvard.edu/gabrielse/overviews/Antihydrogen/Antihydrogen.html
Есть также магнитно-оптические ловушки для нейтральных атомов.
Антижелезо производить не выйдет так же, как обычное железо. Ничего не нашел о попытках создавать тяжелые ядра на ускорителях, в планах ТЯ реакторов есть реакция типа p + Be-11.
А почему ускорение с 12 км/с до 18 км/с потребует в 5 раз больше энергии чем с 0 до 6? Это же очень маленькие скорости и там релятивистские эффекты еще не заметны.
кинетическая энергия растёт пропорционально квадрату скорости? вот почему она растёт пропорционально квадрату это уже другой вопрос
E = m*V^2/2 наверно…
Ну как разобрали выше это зависит от в какой системе отчета покоится двигатель. Будем ускорять через парус массивом мазеров с Земли на каждый км/с будет тратиться всё больше энергии. Будем ускоряться фотонным двигателем на корабле, будет тратиться всё время одинаковое количество энергии. И Итан всё таки ошибся.
Будем ускорять через парус массивом мазеров с Земли на каждый км/с будет тратиться всё больше энергии. Будем ускоряться фотонным двигателем на корабле, будет тратиться всё время одинаковое количество энергии.
Итан не ошибся. Разницы не будет!
Каждый фотонный импульс при все большей скорости носителя будет поглощать все больше энергии. Но анализ этого на макро уровне нам ничего не даст. А вот на квантовом все проясняется.
При переходе фотона из системы отсчета будет происходить интересное явление.
Каждый фотон должен получить импульс в обратном направлении достаточный для разгона до скорости света. Но энергии полученной при реакции аннигиляции хватит только на покрытие 2/3 импульса. 1/3 импульса не возникнет же из ничего? Или возникнет?
В теории должно произойти следующее. Возникнут две виртуальные частицы, такие как возникают на границе черной дыры для компенсации релятивистских эффектов. Одна частица добавит импульс фотону, а вторая увеличит потенциальную энергию корабля. В месте с тем уменьшит время в СО корабля. Произойдет это от того, что скорость самого корабля от взаимодействия с этой виртуальной частицей не поменялась (импульс виртуальной частицы был поглощен фотоном). Но формула должна остаться справедливой — потому и сжалось время в системе отсчета корабля!
А общая кинетическая энергия корабля будет расти только на чистый импульс фотона, полученный от реакции аннигиляции — без релятивистских эффектов.
При сбросе скорости кораблем будет обратный эффект.
Реакция аннигиляции будет покрывать импульс фотона с избытком. Только вот эта избыточная энергия не будет поглощаться аннигиляцией виртуальных частиц. А на оборот, будут возникать новые виртуальные частицы и передавать недостающий импульс новым фотонам сделанным из излишка энергии от реакции и виртуальной частицы. А потенциальная энергия корабля и время будут и дальше увеличиваться за счет частицы поглощенной из пары виртуальных. Но потом виртуальные частицы, находящиеся в СО корабля (те которые были поглощены при разгоне и при торможении), будут поглощаться пространством растягивая время СО корабля. При этом кинетическая энергия будет убывать как положено на импульс от фотона полученный от реакции аннигиляции.
В итоге, при ускорении корабля время будет в системе отсчета корабля сжиматься, а при торможении наоборот увеличиваться. При этом потенциальная энергия и кинетическая энергия будут только расти с ускорением, и снижаться при торможении.
Потенциальная энергия при разгоне растет (за счет виртуальных частиц) и потому нужно с каждым импульсом больше энергии для увеличения кинетической энергии.
Поддерживаю.
На примере тележки на рельсах.
Тележка со всем барахлом весит 100кг и покоится на рельсах.
Среди барахла присутствуют 50 грузов по 1кг каждый.
Раз в секунду будем совершать одинаковое действие: выбрасывать назад груз со скоростью 100м/с (скорость относительно тележки, понятно).
Каждую секунду скорость тележки будет увеличиваться примерно на одну и ту же велечину (точнее не на одну и ту же, а будет наблюдаться прибавка, ведь масса тележки уменьшается с каждым шагом).
1. 1.01010 // +1.01010
2. 2.03051 // +1.02041
3. 3.06144 // +1.03093
4. 4.10310 // +1.04167
5. 5.15574 // +1.05263
49. 67.8172 // +1.96078
50. 69.8172 // +2.00000
На примере тележки на рельсах.
Тележка со всем барахлом весит 100кг и покоится на рельсах.
Среди барахла присутствуют 50 грузов по 1кг каждый.
Раз в секунду будем совершать одинаковое действие: выбрасывать назад груз со скоростью 100м/с (скорость относительно тележки, понятно).
Каждую секунду скорость тележки будет увеличиваться примерно на одну и ту же велечину (точнее не на одну и ту же, а будет наблюдаться прибавка, ведь масса тележки уменьшается с каждым шагом).
1. 1.01010 // +1.01010
2. 2.03051 // +1.02041
3. 3.06144 // +1.03093
4. 4.10310 // +1.04167
5. 5.15574 // +1.05263
6..47
48. 65.8564 // +1.92308 6. 6.21957 // +1.06383
7. 7.29483 // +1.07527
8. 8.38179 // +1.08696
9. 9.48069 // +1.09890
10. 10.5918 // +1.11111
11. 11.7154 // +1.12360
12. 12.8518 // +1.13636
13. 14.0012 // +1.14943
14. 15.1640 // +1.16279
15. 16.3404 // +1.17647
16. 17.5309 // +1.19048
17. 18.7357 // +1.20482
18. 19.9553 // +1.21951
19. 21.1898 // +1.23457
20. 22.4398 // +1.25000
21. 23.7056 // +1.26582
22. 24.9877 // +1.28205
23. 26.2864 // +1.29870
24. 27.6022 // +1.31579
25. 28.9355 // +1.33333
26. 30.2869 // +1.35135
27. 31.6567 // +1.36986
28. 33.0456 // +1.38889
29. 34.4541 // +1.40845
30. 35.8826 // +1.42857
31. 37.3319 // +1.44928
32. 38.8025 // +1.47059
33. 40.2950 // +1.49254
34. 41.8102 // +1.51515
35. 43.3487 // +1.53846
36. 44.9112 // +1.56250
37. 46.4985 // +1.58730
38. 48.1114 // +1.61290
39. 49.7507 // +1.63934
40. 51.4174 // +1.66667
41. 53.1123 // +1.69492
42. 54.8364 // +1.72414
43. 56.5908 // +1.75439
44. 58.3765 // +1.78571
45. 60.1947 // +1.81818
46. 62.0466 // +1.85185
47. 63.9334 // +1.88679
7. 7.29483 // +1.07527
8. 8.38179 // +1.08696
9. 9.48069 // +1.09890
10. 10.5918 // +1.11111
11. 11.7154 // +1.12360
12. 12.8518 // +1.13636
13. 14.0012 // +1.14943
14. 15.1640 // +1.16279
15. 16.3404 // +1.17647
16. 17.5309 // +1.19048
17. 18.7357 // +1.20482
18. 19.9553 // +1.21951
19. 21.1898 // +1.23457
20. 22.4398 // +1.25000
21. 23.7056 // +1.26582
22. 24.9877 // +1.28205
23. 26.2864 // +1.29870
24. 27.6022 // +1.31579
25. 28.9355 // +1.33333
26. 30.2869 // +1.35135
27. 31.6567 // +1.36986
28. 33.0456 // +1.38889
29. 34.4541 // +1.40845
30. 35.8826 // +1.42857
31. 37.3319 // +1.44928
32. 38.8025 // +1.47059
33. 40.2950 // +1.49254
34. 41.8102 // +1.51515
35. 43.3487 // +1.53846
36. 44.9112 // +1.56250
37. 46.4985 // +1.58730
38. 48.1114 // +1.61290
39. 49.7507 // +1.63934
40. 51.4174 // +1.66667
41. 53.1123 // +1.69492
42. 54.8364 // +1.72414
43. 56.5908 // +1.75439
44. 58.3765 // +1.78571
45. 60.1947 // +1.81818
46. 62.0466 // +1.85185
47. 63.9334 // +1.88679
49. 67.8172 // +1.96078
50. 69.8172 // +2.00000
Закон сохранения импульса для i-го шага
v[i]*(M-(i-1)*m) = v[i+1]*(M-i*m) + (-vm+v[i])*m
M = 100кг — исходная масса телеги с грузами
m — масса груза, 1кг
i — номер шага (1..50)
v[i] — скорость телеги в начале i-го шага
vm — скорость отстрела груза, 100м/с
M = 100кг — исходная масса телеги с грузами
m — масса груза, 1кг
i — номер шага (1..50)
v[i] — скорость телеги в начале i-го шага
vm — скорость отстрела груза, 100м/с
код
m=1; n=50; vm=100;
M=100; v=vector(n+1,i,0);
i=1; while(n>0, \
v[i+1] = ( v[i]*(M-(i-1)*m) + (vm-v[i])*m ) / (M-i*m); \
print(i, ". ", v[i+1]+0.0, " // +", v[i+1]-v[i]+0.0 );\
i++;n--; \
)
M=100; v=vector(n+1,i,0);
i=1; while(n>0, \
v[i+1] = ( v[i]*(M-(i-1)*m) + (vm-v[i])*m ) / (M-i*m); \
print(i, ". ", v[i+1]+0.0, " // +", v[i+1]-v[i]+0.0 );\
i++;n--; \
)
Энергия энергией, а где брать импульс?
Интересно, как и чем можно измерить скорость перемещения после перехода порога скорости света?
Вообще, от статьи я ждал еще следующего шага — вот у нас есть РИТЭГ и CanDrive, тяга хх ньютонов, а вот график скорости.
Из интересного, приближение к скорости света защитит и людей и электронику от космической радиации и старения. За меньшее локальное время люди и оборудование получат меньше повреждений.
Упущен технический вопрос. Если химическое топливо является и рабочим телом, то с антиматерией это не так. Ну будут разлетаться при аннигиляции гамма кванты с большой энергией во все стороны, импульса это не придаст. Нужно преобразование энергии, например выработка электрической энергии и использование ионных двигателей, которым опять же нужно рабочее тело.
Упущен технический вопрос. Если химическое топливо является и рабочим телом, то с антиматерией это не так. Ну будут разлетаться при аннигиляции гамма кванты с большой энергией во все стороны, импульса это не придаст. Нужно преобразование энергии, например выработка электрической энергии и использование ионных двигателей, которым опять же нужно рабочее тело.
Нет, накопленная доза не изменится, с точки зрения путешественников просто возрастёт внешний радиационный фон.
Чтобы получить импульс надо поглощать или отражать эти кванты.
Ну, разогнали мы эту бандуру до 0.99с. А навстречу разогнали ей такую же бандуру, и до такой же скорости. Что увидят наблюдатели на обоих бандурах и на статичной(относительно) планете?
Очень большой бадабумц, очевидно. Не зависимо от системы отсчёта.
предполагаю, они увидят, что время относительно и растянулось, а потому они двигаются относительно друг друга со скоростью ~300кк метров в секунду, просто это немного другая секунда (:
Красочный фейерверк.
Относительно планеты — 0.99с. Относительно друг друга — с. Скорости встречного движения складываются до с, но не могут её превышать. Все «излишки» скорости (на сколько корректно так вообще можно упростить) перейдут в искривление пространства-времени.
Скорости встречного движения складываются до с, но не могут её превышать
Скорости складываются по нелинейному закону и никогда не достигают c. Никаких излишков не образуется.
Это нам просто такой мир достался с каким то хитрым нелинейным сложением скоростей. В другом мире реализация могла быть топорнее: v = max(v1 + v2, c) // good enough for now
Сформулируйте непротиворечивую физику такого мира. Это будет интересно.
Вдруг подумалось: а что, если почти 14 миллиардов лет назад кто-то тоже сказал похожую фразу на каком-нибудь инопланетном гиктаймсе?
Вы имеете ввиду какие то складные формулы которые бы хорошо сходились при любом хитром мысленном эксперименте? Такие сложности ни к чему: можно просто ввести набор топорных правил и моделировать мир по ним. Вы ведь не станете спорить с тем, что можно сделать модель мира в котором шарики сталкиваются друг с другом, отскакивают по известной формуле, но максимальная скорость урезается до определённой величины? Скажете, что жители такого мира бы наблюдали странные эффекты? Да, наблюдали бы, но это никого не волнует. То что наш мир подчиняется очень изящным математическим правилам это как раз очень интересный факт.
Вы ведь имели ввиду min? В вашем случае минимально возможная скорость — с. Сомневаюсь, что в таком мире вообще возможна жизнь.
Наблюдатели на планете увидят ослепительную вспышку, наблюдатели на бандурах ничего не увидят так как будут практически моментально разорваны на элементарные частицы. А до столкновения наблюдатели на бандурах увидят что к ним навстречу летит другая бандура на скорости ~0.99995с. Если вы вы хотели узнать не увидят ли что к ним на встречу со сверхсветовой скоростью летит бандура, то нет. Очень быстро, но все равно медленнее света.
Для начала нужно ответить на вопрос, можно ли вообще что-то видеть на скоростях 0.99с.
И еще интересно, с какой скоростью относительно друг друга эти бандуры будут двигаться?
Если вы хотите ускорять корабль весом в 100 кг в течение года при 1 g, вам потребуется 1000 кг материи и 1000 кг антиматерии.
Извиняюсь, тут точно нет опечатки? Даже на аннигиляции, топлива нужно на один порядок больше полезной нагрузки?
Можно на 2 порядка больше или на 3.
Зависит от времени, которое нужно для поддержания тяги.
Чем дальше летим, тем больше топлива.
Полёт ведь не до МКС, а до звёзд.
Зависит от времени, которое нужно для поддержания тяги.
Чем дальше летим, тем больше топлива.
Полёт ведь не до МКС, а до звёзд.
Зависит от времени, которое нужно для поддержания тяги.
Чем дальше летим, тем больше топлива.
Да нет, время тут не причем. Нужно сообщить телу энергию, которая превратиться в результате в кинетическую энергию, а время тут не важно (химическая ракета разгоняется 15 минут, а импульсный двигатель может разгонятся годами и при это достичь той же скорости, если будет в открытом космосе, что химическая ракета с меньшими затратами топлива).
Дело в другом, как вы знаете формула полной энергии тела в покое E = m * c ^ 2. А вот тела летящего со скорости v уже E = m * c ^ 2 / sqrt(1 — v ^ 2 / c ^ 2).
Отсюда даже при 100% кпд аннигиляции для разгона 1 кг массы до скорости 80% нужна энергия аннигиляции 0.67 кг вещества. Но так как топливо тоже нужно вести с собой большую часть пути легко может оказаться что топливо потребуется на порядок больше, так же как в ракетах (лень считать интеграл).
Плюс кпд аннигиляции тоже никак не будет равен 100%.
> химическая ракета разгоняется 15 минут, а импульсный двигатель может разгонятся годами и при это достичь той же скорости
15 минут и годами — это наверное потому, что у них ускорения разные.
Тут по умолчанию (в статье и в комментсах) берётся фиксированное ускорение в 1g. При таком раскладе время разгона напрямую определяет финальную скорость (на досветовых скоростях v(t) = g*t).
15 минут и годами — это наверное потому, что у них ускорения разные.
Тут по умолчанию (в статье и в комментсах) берётся фиксированное ускорение в 1g. При таком раскладе время разгона напрямую определяет финальную скорость (на досветовых скоростях v(t) = g*t).
А что если прикинуть теоретический предел, доступный для реактивного движения? Пусть на 100кг груза у нас 1кг полезной нагрузки, 49.5 кг материи-топлива и еще 49.5 кг антиматерии-топлива. Как долго в этом случае удастся поддерживать 1g? Какой скорости относительно наблюдателя на Земле удастся достичь в итоге для нашего оставшегося полезного килограмма?
Там указано время: один год.
И в другом месте:
Если я не ошибаюсь (не специалист в данной теме), то:
1. Кинетическая энергия после года разгона:
E1 = 100 (кг) * (0.8 * с)^2 / 2 ~ 2e+18 Дж.
2. Энергия от аннигиляции 1000кг антиматерии:
E2 = 1000 * с^2 = 89e+18 Дж.
Получается, что антиматерии надо в 40 раз меньше, разве нет?
И в другом месте:
Через год вы наберёте уже 80% от скорости света;
Если я не ошибаюсь (не специалист в данной теме), то:
1. Кинетическая энергия после года разгона:
E1 = 100 (кг) * (0.8 * с)^2 / 2 ~ 2e+18 Дж.
2. Энергия от аннигиляции 1000кг антиматерии:
E2 = 1000 * с^2 = 89e+18 Дж.
Получается, что антиматерии надо в 40 раз меньше, разве нет?
> Если я не ошибаюсь
3 ошибки (2 косметических и 1 фундаментальная):
1. E1 = 100 * (0.8c)^2/2 = 2.88e18 Дж (не 2e18)
2. E2 = 2000 * с^2 = 180e18 Дж (2000кг вещества = 1000кг материи + 1000кг антиматерии)
3. Противоречия в том, что E2 сильно больше E1 нет, т.к. из потраченных 62.5E1 не вся энергия ушла исключительно лишь на разгон корабля. Большая часть энергии (61.5E1) ушла на разгон топлива: его тоже приходилось разгонять. Масса корабля была в начале совсем не 100кг, а 2100кг и докатилась до 100кг только к концу разгона.
3 ошибки (2 косметических и 1 фундаментальная):
1. E1 = 100 * (0.8c)^2/2 = 2.88e18 Дж (не 2e18)
2. E2 = 2000 * с^2 = 180e18 Дж (2000кг вещества = 1000кг материи + 1000кг антиматерии)
3. Противоречия в том, что E2 сильно больше E1 нет, т.к. из потраченных 62.5E1 не вся энергия ушла исключительно лишь на разгон корабля. Большая часть энергии (61.5E1) ушла на разгон топлива: его тоже приходилось разгонять. Масса корабля была в начале совсем не 100кг, а 2100кг и докатилась до 100кг только к концу разгона.
Точно! Благодарю. Т.е. для полета аннигиляционного звездолета все-таки нужны огромные «баки» (условно) с антиматерией, и лишь несколько процентов массы — полезная нагрузка. Любопытно, как это похоже на ситуацию с современными ЖРД (скорости, разумеется, совсем иные). Мне казалось, что энергия аннигиляции столь огромна, что нескольких «горошин» хватит чтобы бороздить просторы Вселенной…
Т.е. для полета аннигиляционного звездолета все-таки нужны огромные «баки» (условно) с антиматерией, и лишь несколько процентов массы — полезная нагрузка.Вообще-то огромные баки не нужны, ибо летать со скоростью выше 0,1с — не целесообразно. Хотя есть и способы снизить массу лобового щита или способы отклонить частицы.
Мне казалось, что энергия аннигиляции столь огромна, что нескольких «горошин» хватит чтобы бороздить просторы Вселенной…А тут необходимый запас оценили в 20 кг на пересечение галактики, так что рано печалиться).
Я так понял, что способ получения антиматерии, вопрос решенный? :)
кажется, вгоняя 10х энергии, да
сейчас, антиматерия — самый дорогой материал на земле, за килограм, производят его считанными молекулами или даже элементарными частицами.
но производство — фигня, проблема сохранить и транспортировать.
сейчас, антиматерия — самый дорогой материал на земле, за килограм, производят его считанными молекулами или даже элементарными частицами.
но производство — фигня, проблема сохранить и транспортировать.
производство — фигня
ЦЕРН делал 309 атомов антиводорода на 17 минут в 2011 году; с его мощностями в 10 млн антипротонов в минуту и идеальным кпд на генерацию 1 грамма антиводорода уйдет 100 млрд. лет.
https://en.wikipedia.org/wiki/Antimatter#Antihydrogen_atoms
On 26 April 2011, ALPHA announced that they had trapped 309 antihydrogen atoms, some for as long as 1,000 seconds (about 17 minutes). This was longer than neutral antimatter had ever been trapped before.[54][55] ALPHA has used these trapped atoms to initiate research into the spectral properties of the antihydrogen.[56]
The biggest limiting factor in the large-scale production of antimatter is the availability of antiprotons. Recent data released by CERN states that, when fully operational, their facilities are capable of producing ten million antiprotons per minute.[57] Assuming a 100% conversion of antiprotons to antihydrogen, it would take 100 billion years to produce 1 gram or 1 mole of antihydrogen (approximately 6.02×1023 atoms of anti-hydrogen).
Я правильно понимаю, что сейчас производство антипротонов выглядит так — сталкиваем молекулы друг с другом до тех пор пока после столкновения не вылетят антипротоны, их улавливаем, и повторяем процесс? Именно поэтому это так долго.
Не помню, способен ли ускоритель разгонять одновременно несколько пучков или только один за раз?
Не помню, способен ли ускоритель разгонять одновременно несколько пучков или только один за раз?
Пучок протонов (в ускорителе ускоряются сразу множество групп протонов- банчей, сгустков) направляют на зафиксированную мишень (упоминался иридий), затем ловят и в несколько стадий охлаждают вылетающие антипротоны в https://ru.wikipedia.org/wiki/Antiproton_Decelerator
https://en.wikipedia.org/wiki/Antiproton_Decelerator "Antiprotons are created by impinging a proton beam from the Proton Synchrotron on a metal target."
https://home.cern/about/accelerators/antiproton-decelerator
A proton beam that comes from the PS (Proton Synchrotron) is fired into a block of metal. These collisions create a multitude of secondary particles, including lots of antiprotons. These antiprotons have too much energy to be useful for making antiatoms. They also have different energies and move randomly in all directions. The job of the AD is to tame these unruly particles and turn them into a useful, low-energy beam that can be used to produce antimatter. The antiprotons, which emerge from the block at diverging angles, are focused before they reach the AD. Only a fraction of them have the right energy to be injected into and stored in the AD.
http://www-bd.fnal.gov/hq/DOE_2000_McGinnis/DOE_McGinnis/img012.GIF
http://images.slideplayer.com/23/6907952/slides/slide_36.jpg
В сверхмалых количествах-да, можно загуглить эксперименты ATHENA, ATRAP, ALPHA, ELENA и замедлитель AD в CERN.
А правда что говорят, что все тела на самом деле движутся прямолинейно и равномерно, и только из-за искривления пространства они двигаются по кругу? Вот земля например движется прямо, но из-за искривления пространства получается что вокруг солнца или это все чушь?
Моя псина на самом деле бежит прямо, но из-за того, что я искривляю пространство, получается, что носится вокруг меня.
Строго говоря в искривлённом пространстве понятие «прямо» не имеет смысла. Наиболее похожа на «прямую» в бытовом понимании — геодезическая линия.
В случае с гравитацией — да. Гравитация — это не сила, а искривление пространства. Тела движутся по геодезической линии, а она имеет такую форму из-за гравитации.
В случае настоящими силами картина другая. Скажем, заряд в магнитном поле на самом деле летит не по геодезической линии.
В случае с гравитацией — да. Гравитация — это не сила, а искривление пространства. Тела движутся по геодезической линии, а она имеет такую форму из-за гравитации.
В случае настоящими силами картина другая. Скажем, заряд в магнитном поле на самом деле летит не по геодезической линии.
то есть луна на самом деле движется прямо, но из-за искривления пространства землей что она движется вокруг земли, так что-ли? Эта прямая из-за земли превратилась в эллипс вокруг земли? грубо говоря так?
Только не в эллипс, а в спираль. Не забывайте про четвертое измерение.
а если я возьму линейку длинную длинную, встану на луну, то линейка загнется вдоль траектории луны вокруг земли? так что-ли?
Как вы сделали такой вывод?
линейка прямая, луна по прямой движется, соответственно чтобы все совпадало линейка должна идти параллельно траектории луны, искривление пространства жеж.
Про «по прямой» вы сами придумали.
да я с этого вопрос начал, выше прочтите, и мне якобы подтвердили что в 4х мерном движется прямо.
Да не по прямой, а по геодезической. Но в Вашей голове геодезическая внезапно стала прямой, и Вы теперь врёте, что Вам это подтвердили.
Я просто уточняю… Ладно. Убрали землю, летит луна в 3x мерном, прямо, вдоль линейки… появилась земля рядом, луна изменит траекторию движения или искривится пространство?
Искривится пространство. Но не мгновенно.
А траектория изменится?
Естественно. Геодезическая линия изменится — и траектория вместе с ней.
По Ньютону, если на тело не действуют силы, то оно движется равномерно и прямолинейно.
По Ньютону — и пространство не искривляется. А в плоском пространстве прямая существует и совпадает с геодезической.
каком еще плоском пространстве? Пространство у нас трехмерно. В какой момент луна вдруг решит соскочить с прямой линии и пойти по какой-то геодезической, можете объяснить? А если луна на рельсах будет? Сойдет с рельс?
В какой момент луна вдруг решит соскочить с прямой линии и пойти по какой-то геодезической, можете объяснить?
В тот момент, когда рядом с ней волею d22 неожиданно появится Земля.
Сама постановка вопроса — "убрали Землю, а потом вернули" — не имеет смысла, потому и ответ такой.
Давайте по сути, без того что вам кажется что нет смысла.
Есть трехмерное пространство, есть прямые рельсы с объектом на нем. вот объект катится мимо еще большего объекта. Между объектами никакого силового взаимодействия нет. Что именно заставит первый объект сойти с рельс? что именно у пространства искривится?
Есть трехмерное пространство, есть прямые рельсы с объектом на нем. вот объект катится мимо еще большего объекта. Между объектами никакого силового взаимодействия нет. Что именно заставит первый объект сойти с рельс? что именно у пространства искривится?
Есть трехмерное пространство
Вы уже ошибаетесь, с самого начала.
На самом деле, в СТО не может ничего мгновенно возникнуть. Внезапно вышедший из варпа звездолет при всей своей фантастичности мог бы дать какие-то странности, так как гравитация от него шла бы только со скоростью света.
З.Ы. Но наверное сам пролет на варпе рядом дал бы куда большее влияния на окружающие тела.
З.Ы. Но наверное сам пролет на варпе рядом дал бы куда большее влияния на окружающие тела.
Я ждал этого комментария. Специально вставил термин, который Вы вероятно не знали. Поздравляю. На этом беседу закончим. Если бы Вас интересовал этот вопрос, Вы изучили бы его сами и давно.
Я в курсе что такое плоское пространство — некая модель не имеющая отношение к реальности.(если оно есть то покажите где, а пока оно только у вас в голове) Я же говорю про реальный объект — 3х мерное пространство в котором мы живем. Если вы живете в каком-то другом пространстве — то да, нам больше не о чем говорить.
Плоское не значит двумерное. И да, на больших масштабах наша вселенная плоская, но искривляется вблизи массивных объектов. Искривляется пространство-время, в физике нельзя рассматривать пространство в отрыве от времени
Я очень надеюсь что вы все таки тролль.
Я очень надеюсь что вы все таки тролль.
где я сказал что плоское это двумерное? Наша вселенная объемная, 3х мерная. Что это значит что наша вселенная плоская? Потрудитесь объяснить. Есть 3х мерное пространство(не плоское), есть время(характеристика скорости протекания процессов). каким это образом решили что время это 4-е измерение, при чем тут время, когда речь идет о геометрической размерности? И что именно искривляется?
Вы противопоставляете 3-мерное пространство плоскому, в этом уже ошибка. Почему-то считаете что время не может быть четвертым измерением, и, очевидно, не можете представить что искривляется само пространство-время.
Для того чтобы понять концепцию общего пространства/времени попробуйте представить объект, занимающий пространство но не занимающий времени. Существует/существовал ли он?
Для того чтобы понять концепцию общего пространства/времени попробуйте представить объект, занимающий пространство но не занимающий времени. Существует/существовал ли он?
Я ничего не противопоставляю. Время не может быть 4м измерением потому что время это не геометрическое понятие. В коробке три карандаша, вас просят посчитать сколько карандашей, вы отвечаете 4, потому что 3 карандаша и еще коробка — это ошибка, коробка это не карандаш. А время — это характеристика скорости протекания процессов. Земля сделала оборот — толко так вы поняли что прошло 24 часа. Абсолютного времени нет. Если остановить все процессы в мире — вы никак не сможете отмерять время. Формулировка что объект занимает время — бессмысленна.
Почему измерения должны быть ограничены геометрией?
Давайте вы сначала почитаете о предмете дискуссии, а потом, не понятные моменты мы можем обсудить, но только после того как у вас будет необходимый базис.
Время — форма протекания физических и психических процессов, условие возможности изменения[1]. Одно из основных понятий философии и физики, мера длительности существования всех объектов, характеристика последовательной смены их состояний в процессах изменения и развития[2], а также одна из координат единого пространства-времени, представления о котором развиваются в теории относительности.
Давайте вы сначала почитаете о предмете дискуссии, а потом, не понятные моменты мы можем обсудить, но только после того как у вас будет необходимый базис.
Он, небось и читать-то не умеет.
Если мы считаем карандаши то мы считаем только их — что тут не ясно? Если мы хотим считать коробку, нужно говорить 3 карандаша и коробка, но ни как не 4 карандаша.
Не нужно копировать определение из интернета, вы скажите, вы не согласны что время это хорактеристика скорости протекания процессов?
Не нужно копировать определение из интернета, вы скажите, вы не согласны что время это хорактеристика скорости протекания процессов?
Проблема метафор в том что это не аргумент.
Скорость это движение/изменение чего либо со временем, зачем выворачивать?
И да, я не согласен что это «хорактеристика». Каждый объект имеет не только положение в пространстве но и во времени, почему вы считаете что это не эквивалентно? И еще, «я не могу представить» не значит «этого не может быть»
Скорость это движение/изменение чего либо со временем, зачем выворачивать?
И да, я не согласен что это «хорактеристика». Каждый объект имеет не только положение в пространстве но и во времени, почему вы считаете что это не эквивалентно? И еще, «я не могу представить» не значит «этого не может быть»
Какие метафоры? Вам не нравятся карандаши — замените карандаши на геометрические мерности, и коробку на время, смысл не изменится.
В 3х измерениях мы можем свободно перемещаться, в «4м -времени» не можем-не эквивалентно. Каждое из измерений перпендикулярно друг другу, время -нет — не эквивалентно. Карандаш рисует — коробка — нет. Если остановить все процессы, как вы узнаете время? Никак не узнаете.
В 3х измерениях мы можем свободно перемещаться, в «4м -времени» не можем-не эквивалентно. Каждое из измерений перпендикулярно друг другу, время -нет — не эквивалентно. Карандаш рисует — коробка — нет. Если остановить все процессы, как вы узнаете время? Никак не узнаете.
Вы пытаетесь натянуть базовую эвклидовую геометрию на релятивистскую физику, зачем?
«Не можем» не эквивалентно «не возможно».
С чего вы взяли?
«Вы» это тоже процесс
В 3х измерениях мы можем свободно перемещаться, в «4м -времени» не можем-не эквивалентно
«Не можем» не эквивалентно «не возможно».
Каждое из измерений перпендикулярно друг другу, время -нет
С чего вы взяли?
Если остановить все процессы, как вы узнаете время?
«Вы» это тоже процесс
Вы пытаетесь натянуть базовую эвклидовую геометрию на релятивистскую физику, зачем?Нет, это вы пытаетесь рисовать коробкой. Хотя если сильно постараться то наверное и можно коробкой рисовать, но карандашом она от этого не станет.
«Не можем» не эквивалентно «не возможно».
С чего вы взяли?
Покажите прямой угол между временем и одним из измерений
«Вы» это тоже процесси что?
Еще раз, метафора не аргумент. Эвклидова геометрия хороша но работает только для статичного пространства
ru.wikipedia.org/wiki/%D0%9F%D1%80%D0%BE%D1%81%D1%82%D1%80%D0%B0%D0%BD%D1%81%D1%82%D0%B2%D0%BE_%D0%9C%D0%B8%D0%BD%D0%BA%D0%BE%D0%B2%D1%81%D0%BA%D0%BE%D0%B3%D0%BE
Почитайте, пожалуйста
Если есть наблюдатель, есть процесс наблюдения, а значит не все процессы остановлены. А если остановлены все значит нет наблюдения.
Не поминайте квантор всеобщности всуе
Покажите прямой угол между временем и одним из измерений
ru.wikipedia.org/wiki/%D0%9F%D1%80%D0%BE%D1%81%D1%82%D1%80%D0%B0%D0%BD%D1%81%D1%82%D0%B2%D0%BE_%D0%9C%D0%B8%D0%BD%D0%BA%D0%BE%D0%B2%D1%81%D0%BA%D0%BE%D0%B3%D0%BE
Почитайте, пожалуйста
и что?
Если есть наблюдатель, есть процесс наблюдения, а значит не все процессы остановлены. А если остановлены все значит нет наблюдения.
Не поминайте квантор всеобщности всуе
Вы постоянно уходите от ответа. Какая метафора? Вы не умеете считать одинаковые объекты. Кидаетесь ссылками. Не можете представить умозрительно что будет со временем при остановке процессов. Человек не сможет наблюдать — для вас это оправдание. На этом закончу.
Ну раз мы перешли на обсуждения методов ведения дискуссии, то вы определяете одинаковость какими то своими критериями, и не желаете узнать что-то новое. Вообще не особо представляю зачем вы участвуете в обсуждении чего то о чем не желаете узнать.
Читайте, развивайтесь, учите, приходите снова, я достаточно упорен что бы продолжать еще очень долго
Читайте, развивайтесь, учите, приходите снова, я достаточно упорен что бы продолжать еще очень долго
Кидаетесь ссылками
Это по-вашему недостаток?!!!
Линейка прямая в трехмерном пространстве, а луна движется, в основном, во времени.
Вам ещё раз написать: «в искривлённом пространстве понятие «прямо» не имеет смысла».
Выйдите в поле и пойдите прямо. А потом возьмите линейку и приложите к поверхности Земли. Ага. Оно самое.
Выйдите в поле и пойдите прямо. А потом возьмите линейку и приложите к поверхности Земли. Ага. Оно самое.
Более того, если рассматривать не три пространственных измерения, а пространство-время, то модуль вектора движения любого тела всегда равен с, просто при нерелятивистских скоростях в трех пространстенных измерениях (проекциях вектора скорости на пространственные измерения) проекция вектора скорости на ось времени существенно больше, чем на оси пространственных измерений. Если же проекция вектора скорости на пространственные измерения равна с (как у фотона) то проекция на ось времени нулевая, именно поэтому для фотона время не существует.
Движется «прямо» только в 4-мерном пространстве-времени, а вот проекция этой «прямой» траектории на 3-мерное пространство конечно-же никакая не прямая ни в 3- ни в 4-мерном пространстве, а эллипс.
Земля вообще плоская.
После десяти дней полёта с ускорением в 1 g вы уже минуете Нептун, последнюю планету Солнечной системы.Да, только если вы даже всю воду на Земле разложите на водород/кислородное топливо — то корабль весом в 1 кг вы так только 6 часов разгонять сможете. Поэтому пока предпочитают летать медленно, но зато и к цели довозят полноценные АМС, а не отдельные детальки от кубсатов. С ТЯРД дела обстоят лучше и в идеале — до Нептуна вы такими темпами долетите потеряв только четверть массы.
Через несколько месяцев вы начнёте замечать замедление времени и сокращение расстояний.Напрямую вы эти изменения фиксировать не сможете по определению, только косвенно. Поэтому сжатие — сможет заметить только сторонний наблюдатель. Хотя вы с какого-то момента и правда сможете фиксировать то что летите быстрее скорости света (за счёт замедления времени в вашей системе отсчёта), и тем самым по текущей скорости сможете фиксировать замедление времени.
Да это же все теория. Пока сам не попробую не поверю что нельзя выше скорости света разогнаться. Осталось найти корабль, который моде пару лет ускоряться в 1g и кончервами запастись.
Кстати в этом корабле не будет невесомости все время полета
Этот запуск космического корабля Колумбия в 1992 году показывает, что ракета ускоряется не мгновенно – ускорение занимает долгое время
Непонятный тезис. Фото взлета ракеты такой-то показывает, что ускорение не бывает мгновенным? Бред! Чем выше ускорение, тем больше мощности мы должны иметь для сознания его, а мощность — штука конечная.
P.S. Вообще диковато видеть статьи, где иллюстрации сделаны на на советских/российских ракетах.
так зачем антиматерию тянуть с собой, если можно взять микроскопическую чёрную дыру и она будет точно также ну или почти точно так же эмцеквадратить топливо через излучение Хокинга.
можно взять микроскопическую чёрную дыру
Ну если вы такое умеете, то вам нобелевка. Только демонстрируйте своё умение где-нибудь в туманности Андромеды, пожалуйста. )
Да, создайте ЧД массой 10^-8 масс Солнца и будет она Вас «греть». Чуть ярче лампы накаливания. Греть будет Вас время 6.6*10^50 секунд.
Микроскопическая черная дыра сгенерирует максимум свою массу * с^2 энергии
Лучше подождать еще чуть, сгенерировать материю с отрицательной массой и летать в пузыре Алькубьерре
Лучше подождать еще чуть, сгенерировать материю с отрицательной массой и летать в пузыре Алькубьерре
Ядерные ракеты были бы более эффективными, и превращали бы порядка 0,5% своей массы в энергию
Что-то я считал, что даже цикл от протона до He-4 где-то 0.6% полной энергии выдает. Для указанной Вами идеи не подойдет никакой распад тяжелых ядер (типа урана) даже до железа.
ну допустим прилетели мы куда-то, а как тормозить?
Материя/антиматерия. Тут ИМХО в другую сторону надо копать. В сторону управляемой рекции термоядерного синтеза. Ибо двигатель на основе маленького солнца будет тащить нехило, а заодно еще и системы жизнеобеспечения поможет, тут и гравитация и электроэнергия и фотосинтез. Вот только из области фантастики. Хотя, можно добиться всего.
до конца года можно достичь скорости света. Как после этого дальше ускоряться?
А после этого необходимо оставить сколько же энергии на торможение, иначе врежешься куда-нибудь. А ещё нужно от метеоров защиту делать.
Через несколько месяцев вы начнёте замечать замедление времени и сокращение расстояний.
Определение слова медленнее — меньше за то же время. Т. е. мы начнем замечать, как за то же время пройдет меньше времени?
Зарегистрируйтесь на Хабре, чтобы оставить комментарий
Спросите Итана: как быстро можно достичь скорости света?