23 ноября 2017, четверг

Двигатели Бога. Норвежский ученый придумал фотонную ракету, способную достичь скорости света

Концепция фотонной ракеты не нова, но теперь она обретает более осязаемые очертания

Концепция фотонной ракеты не нова, но теперь она обретает более осязаемые очертания

Новая математическая теория, предложенная норвежским профессором Эспеном Гаардером Хаугом, позволяет всерьез говорит о создании космического корабля, который сможет разгоняться до 99,999% световой скорости.

В качестве движущей силы для такого корабля, который «откроет для землян Вселенную» норвежец предлагает использовать квантовые частицы фотоны.

Хауг пока воздерживается от предсказаний, когда такой корабль может быть построен, да и сами теоретические расчеты еще нуждаются в проверке. Однако при первом знакомстве его теория вызвала довольно большой ажиотаж в мире физики.

А статья Хауга, в которой он описывает свою теорию была опубликована в авторитетном журнале Acta Astronautica.

Скорость света

Хауг — профессор математики Норвежского университета науки и технологий в Трондхейма и довольно известный ученый, однако, основная область его исследований — математика биржевых торгов.

Сам ученый уверен, что математика — есть математика, и математические расчеты в современной физике вряд ли сложнее, чем в сфере финансов.


Эспен Гаардер Хауг предложил математическую теорию, которая позволяет создать фотонный двигатель
Эспен Гаардер Хауг предложил математическую теорию, которая позволяет создать фотонный двигатель


Его работа описывает математическую модель ракеты, которая использует для движения фотоны.

В представлении обывателя, что-то припоминающего из школьного курса физики, фотоны — это частички света.

Более полное описание фотона говорит, что это — элементарная частица, квант электромагнитного излучения. У фотона нет массы, его электрический заряд равен нулю, он способен существовать только двигаясь со скоростью света.

Ни одна из фундаментальных частиц не может двигаться быстрее скорости света, т. е. это абсолютный максимум для ракеты, рассуждает Хауг. При этом, именно фотоны лучше всего подходят, потому что всегда двигаются именно с такой скоростью.

Для того, чтобы фотоны могли привести в движение космический объект, нужен двигатель нового типа, способный превращать энергию непосредственно в свет. А именно — ускоритель элементарных частиц, наподобие Большого адронного коллайдера, только гораздо более мощный и, разумеется, более компактный. Также пока непонятно, какое топливо могло бы использоваться в таком двигателе, тем более в условиях космоса.

В общем и целом, предлагаемый Хаугом принцип движения ракеты может быть описан одним предложением: «топливо превращается в свет, что приводит к радиационному давлению, которое толкает корабль вперед со скоростью составляющей 99,999% от скорости света».

«Лабораторные эксперименты показывают, что перемещение объектов благодаря одним только фотонам, вполне возможно», - поясняет ученый.

Хауг признает, что для того, чтобы его теоретическая модель заработала на практике, необходим ряд открытий в теоретической физике, которые бы позволили построить такой двигатель.


До Марса условная ракета околосветовой скоростью долетела бы меньше чем за 5 мин
До Марса условная ракета околосветовой скоростью долетела бы меньше чем за 5 мин


Однако, он уверен, что его модель доказывает возможность, такого способа передвижения в космосе. А значит, когда-нибудь полет с Земли на Марс будет занимать что-то около 5 минут. Именно столько времени требуется свету, чтобы преодолеть 225 млн км — среднее расстояние между двумя планетами.

Естественно, это условная оценка, которая не учитывает время разгона и торможения. Но она дает представление о масштабах выигрыша во времени по сравнению с месяцами полета традиционных ракетных двигателей.

Также пока рано обсуждать неизбежные вопросы с перегрузками, которые могут возникать в полетах с такими скоростями. А также вдаваться в дискуссии о том, что будет происходить с таким явлением как время на борту корабля, который движется с такой скоростью.

Фотонные ракеты

В основе работы Хауга лежит попытка объединить общепринятую теорию о движении ракет в космосе с теориями пионера теоретической физики Макса Планка.

Планк изучал фундаментальные понятия массы и времени. С тех пор в физике существует понятие планковской частицы, представляющей собой микроскопическую черную дыру. Эту теорию поддерживает, в частности, и Стивен Хокинг.

Масса одной такой частицы, как принято считать в современной физике, равняет массе блошиного яйца.

Согласно доминирующей модели в современной физике, любая частица, достигнув максимального ускорения, должна в теории превратиться в гипотетическую планковскую частицу.

По расчетам Хауга, два фотона разогнанные двигателем корабля до скорости света, столкнувшись, породят планковскую частицу, которая тут же исчезнет, превратившись в энергию.


На борту фотонной ракеты должен будет работать ускоритель элементарных частиц намного мощнее Большого адронного коллайдера
На борту фотонной ракеты должен будет работать ускоритель элементарных частиц намного мощнее Большого адронного коллайдера


Старая добрая идея

Идею фотонной ракеты первым предложил немецкий ученый Ойген Зангер (последние годы жизни провел в США, при переводе его американских публикаций имя писали как Юджин Сангер). Это имя сегодня чаще всего вспоминают в связи проектом Люфтваффе по строительству космического бомбардировщика в годы Второй мировой. Проект так и не был реализован. Сангер опубликовал свою работу о фотонной ракете в 1957 году, и она широко обсуждалась в научном мире.

Сангер не предлагал ни детального описания технологии, ни ее научного обоснования. Он просто рассуждал о возможности перемещения в пространстве за счет некоей «электронно-позитронной аннигиляции» и излучения фотонов.

Несмотря на это идею очень быстро подхватили фантасты.

Например, такой способ перемещения в пространстве описал польский фантаст Станислав Лем в своем знаменитом романе Непобедимый (1964). Другие описания этой технологии можно встретить у Ларри Нивена. В его романе Воители (1966) фотонный корабль способен достигать скорости в 80% от световой.

Читайте также - Жизнь на спутниках Юпитера и Сатурна? Все, что нужно знать о громком открытии NASA

Комментарии

1000

Правила комментирования
Показать больше комментариев

Последние новости

ТОП-3 блога

Фото

ВИДЕО

Читайте на НВ style

Наука ТОП-10

Погода
Погода в Киеве

влажность:

давление:

ветер: