Бид зөвхөн мэддэг физикээ ашиглан од хоорондын нислэгт хүрч чадах уу?

Бид зөвхөн мэддэг физикээ ашиглан од хоорондын нислэгт хүрч чадах уу?
Бид зөвхөн мэддэг физикээ ашиглан од хоорондын нислэгт хүрч чадах уу?
Anonim

Нийтлэлийн зохиогч нь нэг хүний амьдралын туршид хүмүүст орчлон ертөнцийн аль ч хэсэгт хүрэх боломжийг олгодог ирээдүйтэй дөрвөн технологийн талаар дэлгэрэнгүй өгүүлсэн болно. Харьцуулахын тулд: орчин үеийн технологийг ашиглан өөр одны системд хүрэх зам 100 орчим мянган жил шаардагдана.

Хүн шөнийн тэнгэр рүү анх харснаас хойш бид бусад ертөнцөөр зочилж, Орчлон ертөнцийг харахыг мөрөөддөг байсан. Хэдийгээр манай химийн түлшээр ажилладаг пуужин нарны аймгийн олон гариг, сар, бусад биетэд аль хэдийн хүрч чадсан ч дэлхийгээс хамгийн алслагдсан Вояжер 1 сансрын хөлөг ердөө 22.3 тэрбум км замыг туулсан. Энэ нь хамгийн ойрын оддын систем хүртэлх зайны ердөө 0.056% юм. Орчин үеийн технологийг ашиглан өөр одны системд хүрэх зам 100 орчим мянган жил шаардагдана.

Гэсэн хэдий ч бидний үргэлж хийдэг шиг ажиллах шаардлагагүй болно. Зөв технологийг ашиглавал их хэмжээний ачааны жинтэй автомашин, тэр байтугай хүнтэй байсан ч орчлон ертөнцөд урьд өмнө байгаагүй хол зайд илгээх үр ашгийг эрс сайжруулах боломжтой юм. Тодруулбал, биднийг богино хугацаанд одод хүргэх дөрвөн ирээдүйтэй технологи байдаг. Тэд энд байна.

1). Цөмийн технологи. Өнөөг хүртэл хүн төрөлхтний түүхэнд сансарт хөөргөсөн бүх сансрын хөлөг нь химийн түлшээр ажилладаг хөдөлгүүртэй байдаг. Тийм ээ, пуужингийн түлш нь хамгийн их түлхэлт өгөх зориулалттай химийн бодисын тусгай хольц юм. "Химийн бодис" гэсэн хэллэг энд чухал ач холбогдолтой юм. Хөдөлгүүрт энерги өгдөг урвалууд нь атомуудын хоорондох бондын дахин хуваарилалт дээр суурилдаг.

Энэ нь бидний үйлдлийг эрс хязгаарладаг! Атомын массын дийлэнх нь түүний цөмд ордог - 99, 95%. Химийн урвал эхэлмэгц атомуудын эргэн тойронд эргэлддэг электронуудыг дахин хуваарилдаг бөгөөд Эйнштейний алдарт E = mc2 тэгшитгэлийн дагуу урвалд оролцож буй атомуудын нийт массын 0.001% -ийг энерги хэлбэрээр ялгаруулдаг. Энэ нь пуужинд цэнэглэгдсэн нэг кг түлш тутамд урвалын явцад ойролцоогоор 1 миллиграммтай тэнцэх хэмжээний энерги авдаг гэсэн үг юм.

Гэхдээ цөмийн түлшээр ажилладаг пуужин ашиглавал байдал эрс өөр болно. Электронуудын тохиргоо, атомууд бие биетэйгээ хэрхэн холбогдож байгаа талаар найдахын оронд атомын цөмүүд хоорондоо хэрхэн холбогдож байгаад нөлөөлж харьцангуй их энерги ялгаруулж чадна. Та ураны атомыг нейтроноор бөмбөгдөхөд задлахад аливаа химийн урвалаас хамаагүй илүү их энерги ялгаруулдаг. 1 кг уран-235 нь 911 миллиграмм масстай тэнцэх хэмжээний энерги ялгаруулдаг бөгөөд энэ нь химийн түлшнээс бараг мянга дахин илүү үр ашигтай байдаг.

Хэрэв бид цөмийн хайлуулалтыг эзэмшсэн бол хөдөлгүүрийг илүү үр ашигтай болгож чадна. Жишээлбэл, инерцийн хяналттай термоядрол хайлуулах систем, түүний тусламжтайгаар устөрөгчийг гелийд нэгтгэх боломжтой бол Наран дээр ийм гинжин урвал явагддаг. 1 кг устөрөгчийн түлшийг гели болгон нэгтгэснээр 7.5 кг массыг цэвэр энерги болгон хувиргах бөгөөд энэ нь химийн түлшнээс бараг 10 мянга дахин илүү үр ашигтай юм.

Энэхүү санаа нь пуужингийн хувьд ижил хурдатгалыг илүү урт хугацаанд авах явдал юм: одоогийнхоос хэдэн зуун, бүр хэдэн мянган дахин урт байх нь одоо байгаа пуужингаас хэдэн зуун, хэдэн мянган дахин хурдан хөгжих боломжийг олгоно. Ийм арга нь од хоорондын нислэгийн хугацааг хэдэн зуун, бүр хэдэн арван жил хүртэл богиносгох болно. Энэ бол шинжлэх ухааны хөгжлийн хурд, чиглэлээс хамааран 2100 он гэхэд ашиглах боломжтой ирээдүйтэй технологи юм.

2). Сансрын лазерын туяа. Энэхүү санаа нь хэдэн жилийн өмнө нэр хүндтэй болсон Breakthrough Starshot төслийн гол цөм юм. Олон жилийн туршид энэхүү үзэл баримтлал нь сэтгэл татам байдлаа алдаагүй байна. Ердийн пуужин түлш авч яваад хурдасгахад зарцуулдаг бол энэ технологийн гол санаа нь сансрын хөлөгт шаардлагатай импульс өгөх хүчирхэг лазерын туяа юм. Өөрөөр хэлбэл, хурдатгалын эх үүсвэрийг хөлөг онгоцноос өөрөө салгах болно.

Энэхүү үзэл баримтлал нь олон талаараа сэтгэл хөдөлгөм, хувьсгалтай байдаг. Лазер технологи амжилттай хөгжиж байгаа бөгөөд илүү хүчирхэг төдийгүй маш сайн нийлж байна. Тиймээс, хэрэв бид лазер гэрлийн хангалттай өндөр хувийг харуулсан далбааттай төстэй материал бүтээвэл сансрын хөлгийг асар их хурдаар хөгжүүлэхийн тулд лазер буудлага ашиглаж болно. ~ 1 грамм жинтэй "одны хөлөг" нь гэрлийн хурдны ~ 20% -д хүрэх бөгөөд энэ нь ердөө 22 жилийн дотор хамгийн ойрын од болох Проксима Центавр руу нисэх боломжийг олгоно.

Мэдээжийн хэрэг, үүний тулд бид асар том лазер туяа (ойролцоогоор 100 км2) бий болгох шаардлагатай бөгөөд үүнийг сансар огторгуйд хийх хэрэгтэй боловч энэ нь технологи, шинжлэх ухаанаас илүү зардлын асуудал юм. Гэсэн хэдий ч ийм төслийг хэрэгжүүлэхийн тулд хэд хэдэн бэрхшээлийг даван туулах шаардлагатай байна. Тэдний дунд:

  • дэмжигдээгүй дарвуулт эргэх болно, тогтворжуулах механизм хэрэгтэй болно.
  • онгоцонд түлш байхгүй тул очих газар хүрэх үед тоормослох чадваргүй болох;
  • Хүмүүсийг тээвэрлэх төхөөрөмжийг хэмжсэн ч гэсэн хүн асар их хурдатгалаар амьд үлдэх боломжгүй болно - энэ нь богино хугацаанд хурдны мэдэгдэхүйц ялгаа юм.

Хэзээ нэгэн цагт технологи биднийг одод аваачих болно, гэхдээ хүн гэрлийн хурдны ~ 20% -тай тэнцэх хурданд хүрэх амжилттай арга одоог хүртэл байхгүй байна.

3). Эсрэг бодисын түлш. Хэрэв бид шатахуун авч явахыг хүсч байгаа бол үүнийг хамгийн үр ашигтай болгож чадна: энэ нь тоосонцор ба эсрэг хэсгүүдийг устгахад үндэслэнэ. Химийн болон цөмийн түлшээс ялгаатай нь онгоцонд байгаа массын зөвхөн багахан хэсгийг энерги болгон хувиргадаг бол бөөмийн эсрэг хэсгүүдийг устгахад бөөм ба эсрэг хэсгүүдийн массын 100% -ийг ашигладаг. Бүх түлшийг импульсийн энерги болгон хувиргах чадвар нь түлшний үр ашгийн хамгийн дээд түвшин юм.

Энэ аргыг практикт гурван үндсэн чиглэлээр хэрэгжүүлэхэд хүндрэл гардаг. Тодруулбал:

  • тогтвортой төвийг сахисан антиматер үүсгэх;
  • энгийн зүйлээс тусгаарлаж, түүнийг нарийн хянах чадвар;
  • од хоорондын нислэгт хангалттай хэмжээний антиматер үйлдвэрлэх.

Аз болоход эхний хоёр асуудал дээр аль хэдийн ажиллаж байгаа.

Том адрон мөргөлдөгч байрладаг Европын цөмийн судалгааны байгууллагад (CERN) "антиматерийн үйлдвэр" гэж нэрлэгддэг асар том цогцолбор байдаг. Тэнд эрдэмтдийн бие даасан зургаан баг антиматерийн шинж чанарыг судалж байна. Тэд антипротон авч, удаашруулж, позитроныг заавал холбохыг шаарддаг. Антиатом буюу төвийг сахисан антиматерийг ингэж бүтээдэг.

Тэд эдгээр антиатомуудыг өөр өөр цахилгаан ба соронзон орон бүхий саванд тусгаарлаж, бодисоор хийсэн савны хананаас хол байлгадаг. Одоогийн байдлаар, 2020 оны дунд үед тэд хэд хэдэн антиатомыг нэг дор нэг цагийн турш амжилттай тусгаарлаж, тогтвортой байлгаж чаджээ. Дараагийн хэдэн жилийн хугацаанд эрдэмтэд таталцлын талбайн дотор антиматерын хөдөлгөөнийг хянах боломжтой болно.

Энэ технологи ойрын ирээдүйд бидэнд байхгүй болно, гэхдээ бидний од хоорондын аяллын хамгийн хурдан арга бол эсрэг биетийн пуужин юм.

4). Харанхуй зүйл дээр одны хөлөг онгоц. Энэ сонголт нь харанхуй бодисыг хариуцдаг аливаа бөөм нь бозон шиг ажилладаг бөгөөд өөрийн эсрэг биет гэсэн таамаглалд үндэслэдэг. Онолын хувьд өөрийн гэсэн эсрэг биет болох харанхуй бодис нь түүнтэй мөргөлдсөн бусад хар бөөмстэй хамт устгах өчүүхэн боловч тэг биш юм. Бид мөргөлдөөний үр дүнд гарсан энергийг ашиглах боломжтой.

Үүнийг нотлох баримтууд байгаа. Ажиглалтын үр дүнд Сүүн зам болон бусад галактикууд харанхуй энергийн концентраци хамгийн өндөр байх ёстой төвүүдээсээ гамма цацрагийн үл мэдэгдэх илүүдэлтэй байдаг нь тогтоогджээ. Үүний энгийн астрофизикийн тайлбар байх магадлал үргэлж байдаг, жишээлбэл, пульсар. Гэсэн хэдий ч энэ харанхуй бодис галактикийн төвд өөрөө устаж үгүй болж байгаа тул бидэнд харанхуй материйн од болох гайхалтай санаа өгч магадгүй юм.

Энэ аргын давуу тал нь харанхуй бодис галактикийн хаа сайгүй байдаг. Энэ нь бид аялалд явахдаа шатахуун авч явах шаардлагагүй гэсэн үг юм. Үүний оронд харанхуй энергийн реактор дараахь зүйлийг хийх боломжтой.

  • ойролцоох харанхуй зүйлийг авах;
  • устгахыг хурдасгах эсвэл байгалийн аргаар устгахыг зөвшөөрөх;
  • хүссэн чиглэлд эрч хүч авахын тулд хүлээн авсан энергийг дахин чиглүүлэх.

Хүн хүссэн үр дүнд хүрэхийн тулд реакторын хэмжээ, хүчийг хянаж чаддаг байв.

Онгоцонд шатахуун тээвэрлэх шаардлагагүй бол сансрын хөдөлгүүрээр хөдөлдөг олон асуудал арилах болно. Үүний оронд бид ямар ч аялалын мөрөөдөл болох хязгааргүй тогтмол хурдатгалд хүрэх боломжтой болно. Энэ нь бидэнд хамгийн санаанд багтамгүй чадвар болох нэг хүний амьдралын туршид орчлон ертөнцийн аль ч хэсэгт хүрэх чадварыг өгөх болно.

Хэрэв бид одоо байгаа пуужингийн технологиор хязгаарлагдах юм бол дэлхийгээс хамгийн ойрын одны систем рүү аялахад дор хаяж хэдэн арван мянган жил шаардлагатай болно. Гэсэн хэдий ч хөдөлгүүрийн технологийн томоохон дэвшил ойрхон байгаа бөгөөд аяллын хугацааг нэг хүний амьдралаар богиносгох болно. Хэрэв бид цөмийн түлш, сансрын лазер туяа, антиматер эсвэл бүр харанхуй бодисын хэрэглээг даван туулж чадвал бид өөрсдийн мөрөөдлөө биелүүлж, дайвар диск гэх мэт эвдэх технологийг ашиглахгүйгээр сансрын соёл иргэншил болно.

Шинжлэх ухаанд суурилсан санаануудыг хэрэгжүүлж болох бодит үеийн шинэ үеийн хөдөлгүүрийн технологи болгох олон боломжит аргууд байдаг. Зууны эцэс гэхэд хараахан зохион бүтээгдээгүй байгаа сансрын хөлөг нь Дэлхийгээс хамгийн алслагдсан хүний бүтээсэн объект болох New Horizons, Pioneer, Voyager-ийн оронд орох магадлалтай юм. Шинжлэх ухаан аль хэдийн бэлэн болсон байна. Өнөөдрийн технологийн цар хүрээг хараад энэ мөрөөдлөө биелүүлэх нь бидэнд үлдэх болно.

Зөвлөмж болгож буй: