Wyprawa międzygwiezdna. Rozdział II - przyśpieszenie, czyli cztery miesiące.

Aby dolecieć do gwiazd (w promieniu 20 lat świetlnych*) konieczne jest pokonanie odległości, co może się udać, gdy nasz pojazd będzie poruszał się z odpowiednią prędkością.

*Rok świetlny – miara odległości – czyli odległość jaką światło w próżni pokona w ciągu roku: należy pomnożyć 300 000 km (przybliżenie prędkości światła – tyle pokonuje w sekundę) przez 3600 (sekund w godzinie) następnie przez 24 (godzin w dobie) i 365 (dni w roku). W dużym zaokrągleniu 10 bilionów kilometrów (10 i dwanaście zer).

Ale nasz pojazd nie może po prostu tak szybko się poruszać, gdyż najpierw musi się rozpędzić. Czyli musi przyśpieszać. Najlepiej by było, żeby to przyśpieszenie było równe przyśpieszeniu ziemskiemu (oznaczanym zazwyczaj mały „g”) czyli w każdej sekundzie prędkość powinna wzrastać o 10 m/s. (czyli przyśpieszenie wynosi 10m/s2). To przyśpieszenie jest o tyle przyjemne, że załatwia nam problem z grawitacją, przyśpieszając wciąż i wciąż mamy namiastkę grawitacji, której nie odróżnimy od grawitacji. A to oznacza, że nasze pokłady w naszym pojeździe będą tak skonstruowane, że głowy pasażerów będą wskazywały kierunek lotu* (górą w subiektywnym odczuciu będzie czubeczek statku).

* W większości filmów SF albo mamy obracający się torus (takie coś przypominające dętkę) czy inny walec, które siłą odśrodkową kreuje namiastkę grawitacji, albo inne rozwiązania (np. magnetyczne buty ;)), albo pasażerowie poruszają się wzdłuż statku (nawet jeśli on przyśpiesza, co wydaje mi się dziwne i niemożliwe – ale na razie wszystko to jest niemożliwe).

Wsiadamy na statek i przyspieszamy. Naszym celem jest 1/3 prędkości światła. Dlaczego tyle? Bo przy tej prędkości możemy bawić się Newtonem – efekty relatywistyczne możemy pominąć, gdyż moja zabawa jest zabawą z ciągłymi przybliżeniami. Wolałbym 2/3 prędkości światła. Ale tu już nie można pominąć tego Alberta, który wszystko skomplikował.

Naszym celem jest 1/3 prędkości światła, co pozwoli nam dolecieć do najbliższej gwiazdy w 12 lat. 1/3 prędkości światła to 100 000 km/s czyli 100 milionów metrów na sekundę. Przyśpieszenie mojego pojazdu to 10 m/s2, więc potrzeba 10 milionów sekund, żeby osiągnąć pożądaną prędkość*.

*W rzeczywistości prędkość będzie mniejsza – i tu znowu pojawia się widmo Alberta E.

10 milionów sekund, czyli jakieś cztery miesiące.

Mamy naszą prędkość, wyłączamy silniki i lecimy lotem swobodnym przez jakieś dwanaście lat (przez te 12 lat czyhają na nas życiowe problemy z nieważkością), by zacząć procedurę całkiem odwrotną: musimy zahamować. Odwracamy nasz pojazd (silnikami w kierunku docelowym, czubeczkiem w kierunku startu) albo silniki i odpalamy napęd, i hamujemy z takim samym opóźnieniem, jakie mieliśmy przyśpieszenie, co znowu wykreuje nam namiastkę grawitacji i zajmie cztery miesiące.

Jesteśmy u celu.

A co się stanie jak będziemy dalej przyśpieszać zamiast wyłączyć silniki przy 100 tys km/s? Nic wielkiego. Prędkość będzie rosła, ale czym bliżej prędkości światła tym wzrost będzie wymagał więcej i więcej energii. Ale i tak c (standardowe oznaczenie literowe prędkości światła), nie zostanie osiągnięta. Innymi słowy czym bliżej „c” tym wkład energetyczny w przyśpieszenie będzie przynosił coraz bardziej mizerne efekty. I teraz ktoś powinien zakrzyknąć: hola, hola. A co z zachowaniem energii? Co się stało z energią, którą wpompowaliśmy w przyśpieszenie a przyśpieszenia nie ma? Ta energia zamieniała się w masę. Czyli nasz pojazd coraz wolniej przyśpiesza ale staje się coraz bardziej masywny, a każde dziecko wie, że E=mc2. I tu mam zagadkę, której rozwiązania nie jestem pewien. Czy wkładając w przyśpieszenie energię, która przy małych prędkościach dawała przyśpieszenie na poziomie „g” w dużych generuje coraz mniejsze przyśpieszenia, aby w końcu spaść niemal do zera, mogę liczyć na utrzymanie zastępczej grawitacji. Wydaje mi się, że tak, ale pewności nie mam.

Problem z tym ciągłym przyśpieszaniem jest jednak bardziej poważny. Przyśpieszanie wymaga energii. Dużo energii. Bardzo dużo energii. Tak dużo, że mogą być z nią problemy. I będą. O energii będzie w następnym wpisie.

PS. I jeszcze o prędkości dodatek. Kilka sond kosmicznych zbudowanych przez człowieka opuszcza lub opuściła nasz układ i zmierza w kierunku niewiadomego. Ich prędkości nie osiągnęły 20 km/s, czyli nie osiągnęły nawet 0,00007 c (prędkości światła) a i tak swoją zawrotną prędkość zawdzięczają zabawą z grawitacją planet.

Najszybszy samolot osiąga około 1km/s.

Najszybsze sondy kosmiczne zbliżyły się (wykorzystując przyciąganie grawitacyjne Słońca) do prędkości 100km/s.

Podróże kosmiczne - zagadnienie podstawowe - odległość. UWAGA - na początek nudy.

Problem pierwszy. Przestrzeń (odległość). Wycieczka do najbliższych gwiazd (poza Słońcem) to długa wycieczka. Tak mniej więcej: 40 000 000 000 000 km, czyli 250 tysięcy razy większa niż odległość Ziemia Słońce i 400 000 000 000 większa niż Warszawa – Radom. Czyli lecąc pasażerskim samolotem – gdyby było to możliwe (1000 km/h) – potrzebowalibyśmy trochę ponad 4 milionów lat. Innymi słowy do pokonania przestrzeni potrzebujemy prędkości. Gdybyśmy lecieli np. 100 000 km na sekundę (km/s; proponuję chwilowo zapomnieć o efektach relatywistycznych) to skrócilibyśmy podróż do raptem dwunastu lat. Tylko, że to prędkość 300 tysięcy razy większa od prędkości wspomnianego samolotu.

Oprócz tego, że 40 bilionów km to dużo (w skali człowieka), to jeszcze całkiem sporo do wyobrażenia. Mogę pobawić się w zmniejszanie i zachowanie skali. To zawsze robi wrażenie. Na przykład jesteśmy sobie kosmicznym olbrzymem i możemy chodzić po przestrzeni tak jak nam się chce, a jeden nasz krok (tu na Ziemi to 1 metr – będę zaokrąglał) to odległość stąd (czyli od mojego biurka; o cholera nie mam biurka) do księżyca. Muszę zrobić 100 milionów kroków do najbliższej gwiazdy. Znowu dużo zer. Spacer (1 krok na sekundę) trwałby trochę ponad trzy lata. Ale nie możne tak szybko spacerować bo oznaczałoby to przekroczenie prędkości granicznej, czyli prędkości światła (około 300 tys. km/s).

Podsumowując: żeby zwiedzać gwiazdy (a właściwie ich okolice) musimy

1. Mieć pojazd, który naprawdę szybo się przemieszcza, lub

2. Mieć naprawdę dużo czasu, lub

3. Zapomnieć o fizyce, lub

4. Korzystać z praw fizyki, o których nie mamy pojęcia (nawet jeśli teoretycznie je zauważamy to i tak nie mamy o nich pojęcia; wszystkie te tunele i rozmowy w bibliotece).

5. Modlić się (nie mogę sobie darować tej teologii i astronomii).

Zarys problematyki mamy – ogranicza nas odległość. W następnym (zarysy bywają nudne, ale czasami niezbędne) wpisie zaczniemy wyprawę (albo nie).

Jeszcze jedno: żeby trochę tego najbliższego kosmosu liznąć, to dobrze byłoby polecieć trochę dalej niż najbliższa gwiazda (od teraz gwiazda to gwiazda nie będąca naszym słoneczkiem). W sferze o promieniu 20 lat świetlnych znajdziemy całkiem sporo interesujących obiektów i pewnie jakiś przyjaciół albo wrogów, albo takich, którzy w ogóle nie rozumieją tych pojęć.

Z zagadnień podstawowych problemów podróży kosmicznych

Właśnie wyszła moja powieść. Kolejna jest napisana ale wymaga obróbki szlifierskiej, więc niezbędny jest czas. Ten czas wykorzystam też na pisanie kolejnej powieści (a właściwie jej skończenie; a właściwie dwóch powieści). Ale także na mały cykl wpisów z podstawowej problematyki podróży kosmicznych według RH. Tych prawdziwych podróży: do gwiazd innych niż Słońce, do planet innych niż Merkury, Wenus, Ziemia, Mars, Jowisz, Saturn, Uran, Neptun i Pluton (z tym Plutonem to nie wiadomo - podobno należy do innej kategorii), do księżyców innych niż … . A to oznacza fizykę na poziomie szkoły podstawowej (przynajmniej fizykę jaką pamiętam ze szkoły podstawowej; nie wiem, czy teraz jest fizyka w szkole podstawowej – może nie być skoro astronomia straciła swój status a teologia zyskała, to może fizyka też jest zbędna), nieprzyzwoitą liczbę zer, kilka wzorów, głupie porównania i omijanie wymysłów Alberta E. A cykl przyszedł mi do głowy, gdyż: lubię SF, chciałbym zobaczyć zwyczajność odległych światów (ale chcę w tym wypadku nie oznacza móc; chyba, że mocą wyobraźni – może realność nie być tak ciekawa jak ciekawe jest to co powstaje w ludzkich głowach; ale realność wciąż ma większą wartość), a przede wszystkim dlatego, że napisana powieść (ta wymagająca obróbki szlifierskiej) to powieść, którą (jeśli już miałbym do czegoś zaliczyć) zaliczyłbym do powieść SF. I to jeszcze kryminalnej SF. A nawet obyczajowo kryminalnej SF.

Zacznijmy od przestrzeni. Albo czasu. Albo określenia podstawowych punktów problematyki podróży kosmicznych.

Ciąg dalszy nastąpi niebawem

A teraz ten sam tekst bez zawartości nawiasów i bez samych nawiasów.

Właśnie wyszła moja powieść. Kolejna jest napisana ale wymaga obróbki szlifierskiej, więc niezbędny jest czas. Ten czas wykorzystam też na pisanie kolejnej powieści. Ale także na mały cykl wpisów z podstawowej problematyki podróży kosmicznych według RH. Tych prawdziwych: do gwiazd innych niż Słońce, do planet innych niż Merkury, Wenus, Ziemia, Mars, Jowisz, Saturn, Uran, Neptun i Pluton, do księżyców innych niż … . A to oznacza fizykę na poziomie szkoły podstawowej, nieprzyzwoitą liczbę zer, kilka wzorów, absurdalne porównania i omijanie wymysłów Alberta E. A cykl przyszedł mi do głowy, gdyż: lubię SF, chciałbym zobaczyć zwyczajność odległych światów, a przede wszystkim dlatego, że napisana powieść to powieść, którą zaliczyłbym do powieść SF. I to jeszcze kryminalnej SF. A nawet obyczajowo kryminalnej SF.

Zacznijmy od przestrzeni. Albo czasu. Albo określenia podstawowych punktów problematyki podróży kosmicznych.

Ciąg dalszy nastąpi niebawem