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.
Brak komentarzy:
Prześlij komentarz