0. Wstępniaczysko.
Niezła grafika, co?
Pochodzi z filmu 'Event Horizon', w którym statek kosmiczny był napędzany czarną dziurą.
Fiu, fiu, filmy już nawet zrobili, a 'Fizyka dla Laika czyli Nauka dla Tłuka' zajmuje się tym dopiero teraz? Przepraszam za opieszałość. Powinienem zacząć pisać w latach .90. A teraz - można spokojnie oskarżyć mnie o wtórność.
Jednak mam w zanadrzu garść teorii na temat silnika czarnodziurowego, których nie było w filmie. Ha! 1:1, ' Event Horizon' ;)
Film ma tę przewagę, że zwizualizował to, jak może wyglądać silnik statku kosmicznego oparty na czarnej dziurze. Jednak z tego, co pamiętam, nie było tam wyjaśnione, jak takie ustrojstwo może działać. Dlatego przygotowałem szczyptę teorii, znalezioną gdzieś w Internecie, która do spółki z obrazkiem da nam prawdziwie wirtualny silnik czarnodziurowy.
Kto nie czyta dalej, ten głupi! ;))
1. Lecimy na... czarnej dziurze.
Obecnie wydaje się, że przyszłość ludzkości jest zapisana w gwiazdach, ba, nawet można zaryzykować stwierdzenie, że nasza przyszłość jest w gwiazdach. Gdybyśmy się bardzo uparli, dysponujemy już nawet taką technologią, że za naszego życia (ok, za życia obecnych przedszkolaków) moglibyśmy zadokować już gdzieś w jakimś gwiezdnym, pozaziemskim układzie.
Naprawdę! Byłem wczoraj w siedzibie NASA i rozmawiałem z szefem wszystkich szefów, powiedział: 'Ta jest, panie Tomku, możemy wylatywać już jutro, ale gdzie się pan tak spieszy?' Naprawdę! ;)
Jakie są wymogi , aby zbudować takowy statek kosmiczny? I dlaczego nie widzimy jeszcze dowodów na to, że gdzieś tam, w otchłaniach Kosmosu, są jakieś galaktyczne imperia? Czy nasza galaktyka jest usiana cywilizacjami, które zamieszkuję jedynie pojedyncze planety, i po prostu siedzą cicho? Czy, naprawdę, to takie trudne, aby skolonizować inne systemy gwiezdne?
Już teraz mówi się o technologiach, które mogłyby zabrać nas do gwiazd. Jest wiele projektów, w większości czysto teoretycznych, ale i dających wiele nadziei. Jest na przykład napęd Em-Drive, mający działać jedynie dzięki energii elektrycznej. Mamy tunele czasoprzestrzenne (hipotetyczne, oczywiście), tak jak w filmie 'Interstellar', jest także napęd warp (< klik>) - zaginający czasoprzestrzeń.
Nie oszukujmy się. Wymienione wyżej napędy to melodia przyszłości. Pierwsza wycieczka w gwiazdy raczej na pewno będzie opierać się na technologii, która będzie dostępna za naszego życia. Żadne tam warpy, EmDrive'y, tunele czasoprzestrzenne. To oczywiście przy założeniu, że jesteśmy optymistami i rozpatrujemy pozytywne scenariusze. A, wiadomo, nie każdy jest optymistą. Pesymiści siedzą w domu i oglądają seriale, a optymiści budują intergalaktyczny statek kosmiczny! ;)
Wybudowanie takiego statku kosmicznego wymagałoby zgodnej współpracy wielu tęgich mózgów, siły politycznej i kooperacji w dziedzinie finansów. Inna sprawa, że budowa kolonizatora galaktyk byłaby tak skomplikowanym i dużym, jeśli chodzi o rozmiar, przedsięwzięciem, że musielibyśmy tworzyć je na orbicie okołoziemskiej.
Powiedzmy, że znaleźliśmy Ziemię.2 w układzie Alfa Centauri, 4.4 lata świetlne od Ziemi. I, musimy tam polecieć, bo swoją planetę już tak zapaskudziliśmy, że musimy uciekać. Bo lada chwila wybuchnie, czy coś takiego. Nieważne. Ale musimy wiać. A, mam. Leci na nas asteroida K1 i zrobi nam łubu-du. I musimy naprędce coś zbudować. Największą sztuką byłoby to, żeby wybrać kompromis między prędkością statku (lepsza technologia=większa prędkość=długi czas budowy) a przewidywanym czasem jego konstrukcji (krótki czas konstrukcji=wolniejsza prędkość). Nie opłaca się wypuszczać wolnego statku, którego konstrukcja zajmie 20 lat, jeśli będziemy mogli za 50 lat zbudować prom kosmiczny, który dogoni ten pierwszy. Istnieje coś takiego, jak Kalkulacja Oczekiwania, taki balans pomiędzy szybkością statku a szybkością jego konstrukcji.
2. Czarna dziura w służbie ludzkości.
Ok, zdecydowaliśmy się. Nasz napęd będzie opierał się na czarnej dziurze. Pomijamy w/w statki, a także coś takiego, jak żaglowce na wiatr słoneczny.
Budujemy Silnik z Czarną Dziurą!
Dlaczego? Jak to, dlaczego? Bo jest najbardziej odjechany! ;)
Inna jego nazwa to Silnik Schwarzschilda-Kugelblitz. Jest to silnik, który jest zasilany sztucznie skonstruowaną czarną dziurą i jest zdecydowanie najszybszy.
Jednakże jest to czarna dziura zbudowana ze światła, nie z masy. Odpowiednia gęstość energii światła laserowego, skupiona na małym obszarze spowoduje zgniecenie tkaniny, struktury czasoprzestrzeni i wytworzy osobliwość - tzw. 'Kugelblitz' (z niemiecka 'piorun kulisty'). Taka czarna dziura, oczywiście odpowiedniej wielkości, promieniuje promieniowaniem Hawkinga jak szalona (jest to normalne promieniowanie każdej czarnej dziury, a właściwie jej 'parowanie'). Im mniejsza czarna dziura, tym silniejsze promieniowanie i, tym samym, lepszy napęd dla naszego statku kosmicznego. Idealna byłaby czarna dziura o masie około 600 miliardów kg, albo o wadze dwóch budynków Empire State. Obiekt ten miałby rozmiar... protonu!
Taka czarna dziura wyprodukowałaby około 160 petawatów energii, a to, w przeliczeniu na bardziej obrazowe jednostki, 10000 razy więcej niż cała światowa konsumpcja... :) Wyparowałaby po koło 3,5 roku. Trochę mniejsza wyparowałaby za szybko, za duża - za słabe promieniowanie i zbyt duży ciężar, aby napędzić statek kosmiczny.
Zakładając, że uda nam się wykorzystać większość promieniowania, takie zasilanie pozwoliłoby nam osiągnąć 10% prędkości światła w 20 dni, a potem jeszcze szybciej. Jest to najszybszy z teoretycznych napędów.
Jedyną jego wadą jest to, że laser, który by ją stworzył, musiałby być jeszcze potężniejszy niż sama czarna dziura. Ta technologia jest jak najbardziej realna, jednak bardzo odległa.
3. Niech czarna dziura będzie z Wami.
Co by nie gadać, taki silnik z czarnej dziury mógłby, poza dofrunięciem do gwiazd, pomóc rozwiązać problemy energetyczne naszej planety. Wyobraźcie sobie, że zamiast palić w piecu, rzucalibyście jakąś nieokreśloną masę do pieca z czarną dziurą. Z wyjątkiem, oczywiście, Czytelników z Krakowa i okolic. Wszyscy wiemy, że wrzuciliby śmieci ;)))
Panie i Panowie, dziękuję za uwagę i zapraszam na kolejny odcinek 'Fizyki dla Laika i Nauki dla Tłuka' - już niebawem!
Aha, zapraszam na Patronite! To nie takie trudne założyć tam konto i wesprzeć klikanie w klawiaturę! :)
Oraz na Facebook fanpage; więcej nas, jest ciaśniej ale weselej! ^_^
Brak komentarzy:
Prześlij komentarz