Один из самых быстрых космических аппаратов, запущенных человеком в космос – это «Новые горизонты». Максимальная скорость, которую развила эта автоматическая межпланетная станция (АМС) после гравитационной помощи Юпитера, составила около 72 000 километров в час! На такой скорости эта АМС облетела бы нашу планету менее чем за 34 минуты. А Луны достигла бы всего за пять часов! Но, несмотря на такую колоссальную скорость, до нашего ближайшего космического соседа, Проксимы Центавра, лететь ей пришлось бы … 87 633 года!
Поэтому, несмотря на кажущиеся огромными скорости, они, по большому счету, не так уж и велики. Подобный перелет можно сравнить с пешим путешествием хромающей на все лапы черепахи из Москвы во Владивосток. Хм. Однако. Но давайте представим, что станция «Новые горизонты» будут продолжать ускоряться. Настолько быстро, насколько это физически возможно. И, в итоге, достигнет скорости света.
Расчеты показывают, что в этом случае наша АМС пересечет половину видимой части Вселенной всего за… 50 лет!
Нам не покорить Вселенную
Когда люди говорят об исследованиях космоса, наибольшее разочарование у них вызывает тот факт, что мы имеем дело с просто чудовищными расстояниями. И поскольку наши космические корабли летают крайне медленно, мы фактически лишены возможности изучать нашу Вселенную. По крайней мере до тех пор, пока не изобретем какие-то другие способы перемещаться между звездами.
В общем, друзья мои, для будущих исследователей межзвездного пространства все выглядит очень мрачно. Даже на релятивистских скоростях, чтобы добраться до места назначения, потребуются сотни, если не тысячи лет. Так, стоп. А как же 50 лет и половина Вселенной?
Никакого противоречия здесь нет. Ведь если верить специальной теории относительности Эйнштейна, когда объект разгоняется до релятивистских скоростей, с ним начинают происходить настоящие чудеса. Потому что чем быстрее движется этот объект, тем медленнее течет для него время. Если сравнивать со скоростью течения времени для неподвижных объектов.
Именно по этой причине АМС «Новые горизонты» пролетит половину Вселенной всего за 50 лет. По ее собственным бортовым часам.
Давайте проведем один интересный мысленный эксперимент. Предположим, что нам удалось каким-то образом создать ракету, способную, в теории, развить скорость, которую имеет свет. Итак, оборудуем ее каютами, кухней, столом для тенниса и бассейном. И посадим туда космонавтов. Которым пообещаем, что они увидят почти всю Вселенную в течении своей жизни.
Путешествие длиною в вечность
Итак, ракета стартовала. Выйдя на околоземную орбиту, она включила специальные неведомые нам двигатели и начала ускоряться. На 9 метров в секунду каждую секунду. Или 1G. Через полвека, по внутренним часам корабля, космонавты преодолеют почти 15 миллиардов световых лет. Но для нас это путешествие будет длиться практически вечно. И Солнце к тому моменту уже поглотит наш мир. После чего, удовлетворенно хмыкнув, превратится в белого карлика.
Постоянное ускорение в 1G не только сделает межзвездный корабль невероятно быстрым. Но и сделает его весьма комфортным. Ведь космонавты смогут жить в условиях нормальной гравитации. А это очень важно для здоровья человека. Исследователи за время пути даже смогут несколько раз принять нормальный душ и расслабиться с чашкой горячего кофе😊. И горячая жидкость не будет лезть им в лицо. Ну и другие небольшие плюсы в этом тоже есть.
Чуть более чем через год космонавты достигнут скорости света. В теории. И будут наблюдать в иллюминатор, как мимо проносятся галактики и звездные системы. Красота?
Но на самом деле все не так
Однако на самом деле, даже если мы проигнорируем то, насколько мощным должен быть источник энергии, чтобы работать более года, есть и другая проблема – космический корабль, летящий на релятивистских скоростях, будет практически мгновенно разрушен межзвездной средой. Это обычные газ и пыль, находящиеся в межзвездном пространстве в крайне разреженном состоянии. Однако когда наш гипотетический корабль попытается прорваться через это вещество со скоростью, составляющей значительный процент от скорости света, сила, с которой обычная безобидная пылинка ударяет по корпусу, будет увеличиваться в геометрической прогрессии. Корабль практически будет стерт пескоструйным аппаратом. (Космонавты вылезли из ракеты, и бормоча про себя что-то похожее на «да ну вас нафиг», начали снимать скафандры😊).
Все будет еще хуже, если космическому кораблю придется пересечь звездную систему. Пылевые облака, которые есть вокруг почти всех звездных систем просто испарят релятивистскую ракету. Даже на скорости всего 10% от скорости света. Экипаж даже не успеет понять, что произошло…
Так какой вывод можно сделать из всей этой истории? Вывод такой – какой смысл укрощать специальную теорию относительности, если никакой космический корабль вообще не переживет подобное путешествие?