1.2M
8 лет назад · 9 фото · 12356 просмотров · 46 комментариев
Почему космонавтам недоступна искусственная гравитация? (9 фото)
Если поместить человека в космос, подальше от гравитационных воздействий, испытываемых им на поверхности Земли, он испытает невесомость. Хотя все массы Вселенной продолжат притягивать его, они продолжат притягивать и космический корабль, поэтому человек будет «плавать» внутри.
В сериалах и фильмах типа «Звёздный путь», «Звёздные войны», «Боевой крейсер „Галактика“ и множестве других нам всегда показывают, как члены команды стабильно стоят на полу корабля вне зависимости от прочих условий. Это потребовало бы возможности создания искусственной гравитации – но с учётом законов физики в том виде, в котором мы их знаем сегодня, это слишком трудная задача.
С гравитацией связан важный урок принципа эквивалентности: равномерно ускоряющаяся система отсчёта неотличима от гравитационного поля. Если вы находитесь в ракете и не можете выглянуть наружу, у вас не будет способа понять, что происходит: вас придавливает „вниз“ сила гравитации или равномерное ускорение ракеты в одном направлении? Эта идея привела к формулированию общей теории относительности, и, спустя более чем сто лет, это самое правильное из известных нам описание гравитации и ускорения.
Идентичное поведение мяча, падающего на пол, в ускоряющейся ракете и на Земле демонстрирует принцип эквивалентности Эйнштейна
Есть ещё один трюк, который мы могли бы использовать: заставить корабль вращаться. Вместо линейного ускорения (разгонной силы ракеты) можно получить центробежное, в котором человек на борту будет чувствовать, как его притягивает корпус корабля. Этим знаменит фильм „2001: космическая одиссея“, и эта сила при достаточно большом корабле была бы неотличима от гравитации.
Но это и всё. Три типа ускорения – гравитационное, линейное и вращательное – единственные в нашем распоряжении силы, оказывающие гравитационное воздействие. И для находящихся на борту космического корабля это большая, большая проблема.
Но это и всё. Три типа ускорения – гравитационное, линейное и вращательное – единственные в нашем распоряжении силы, оказывающие гравитационное воздействие. И для находящихся на борту космического корабля это большая, большая проблема.
Концепция космической станции 1969 года, которую предполагалось собирать на орбите из использованных ступеней программы „Аполло“. Станция должна была вращаться вокруг центральной оси и порождать искусственную гравитацию
Почему? Потому, что для путешествия в иную звёздную систему придётся ускорять корабль по пути туда, а по прибытию – замедлять. Если вы не сможете защититься от этих ускорений, вас ждёт фиаско. К примеру, чтобы разогнаться до „импульсной скорости“ „Звёздного пути“, до нескольких процентов от скорости света, пришлось бы выдержать ускорение в 4000 g в течение часа. Это в 100 раз больше ускорения, которое предотвратит ток крови в вашем теле – весьма неприятная ситуация, как ни крути.
Запуск шатла Колумбия в 1992 году показывает, что ускорение ракеты происходит не мгновенно, а длится достаточно долгое время, много минут. У космического корабля ускорение должно было быть гораздо большим, чем может выдержать человеческое тело
Более того, если вы не хотите быть невесомым во время долгого пути, и подвергаться ужасным биологическим эффектам вроде потери костной массы и космической слепоты, необходимо, чтобы на ваше тело действовала постоянная сила. Для других сил, кроме гравитации, это не было бы проблемой. К примеру, для электромагнитного воздействия можно было бы поместить команду в проводящую оболочку и это устраняло бы все внешние электромагнитные поля. А потом внутри можно было бы устроить две параллельные пластины и организовать постоянное электрическое поле, заставлявшее бы заряды двигаться в определённом направлении.
Эх, если бы гравитация работала так же.
Эх, если бы гравитация работала так же.
Схематическая диаграмма конденсатора, две параллельные проводящие пластины которого имеют одинаковые по величине и разные по знаку заряды, что создаёт между ними электрическое поле
Никаких „гравитационных проводников“ не существует, и от гравитации нельзя защититься. Невозможно создать равномерное гравитационное поле между какими-нибудь пластинами в определённом участке пространства. Причина в том, что в отличие от электричества, создаваемого положительными и отрицательными зарядами, гравитационный „заряд“ бывает одного типа, масса-энергия. Сила гравитации всегда притягивает, и с этим ничего нельзя поделать. Придётся делать всё возможное с тремя доступными типами ускорения – гравитационным, линейным и вращательным.
Подавляющее большинство кварков и лептонов Вселенной состоят из материи, но для каждого из них существуют и частицы антиматерии, гравитационные массы которых не определены
Единственным способом создать искусственную гравитацию, способную защитить вас от эффектов ускорения корабля и придать вам постоянное притяжение „вниз“ без ускорения, было бы открыть новый тип отрицательной гравитационной массы. У всех открытых нами частиц и античастиц масса положительна, но это инерциальные массы, то есть, массы, имеющие отношение к ускорению или созданию частиц (то есть, это m из уравнений F = ma и E = mc2). Мы показали, что инерциальная и гравитационная массы для всех известных частиц совпадают, но пока не проводили достаточно тщательных проверок для антиматерии и античастиц.
Коллаборация ALPHA ближе других экспериментов подошла к измерению поведения нейтральной антиматерии в гравитационном поле
И в этой области эксперименты идут прямо сейчас! В эксперименте ALPHA на ЦЕРН получили антиводород — стабильную форму нейтральной антиматерии — и сейчас работают над изоляцией её от всех других частиц на низких скоростях. Если он окажется достаточно чувствительным, мы сможем измерить, в какую сторону антиматерия будет двигаться в гравитационном поле. Если она будет падать вниз, как и обычная, тогда её гравитационная масса больше нуля, и её нельзя использовать для создания гравитационного проводника. Но если она будет падать вверх, это изменит всё. Единственный экспериментальный результат внезапно сделает искусственную гравитацию физически возможной.
Возможность получить искусственную гравитацию соблазнительна, но она требует существования отрицательной гравитационной массы. Такой массой может стать антиматерия, но это пока неизвестно
Если у антиматерии будет отрицательная гравитационная масса, тогда сделав потолок комнаты из антиматерии, а пол из материи, мы сможем создать искусственное гравитационное поле, постоянно притягивающее вас „вниз“. Построив оболочку корабля из гравитационного проводника, мы защитим всех внутри него от сил сверхвысокого ускорения, которое иначе было бы смертельным. И, что самое прекрасное, люди в космосе больше не будут страдать от отрицательных физиологических эффектов, от нарушения вестибулярного аппарата до атрофии сердечной мышцы, досаждающих современным космонавтам. Но пока мы не откроем частицу (или набор частиц) с отрицательной гравитационной массой, искусственную гравитацию можно будет получить только через ускорение.
Корявый и безграмотный перевод
Знания предков закиданы шлаком, в школах забивают мозг аксиомами не соответствующими действительности. Псевдонаука процветает.
Меж тем ковёр самолёт действительно существовал - Последовательное напыление на сверх тяжёлые материалы менее тяжёлых в порядке уменьшения атомарной массы. Полученное полотно имело антигравитационные свойства.
Глыбы, мегалиты переносили с помощью знаний астрономии, недаром повсеместно обсерватории строили. Планеты и камни живые существа, нужно просто уметь с ними договариваться.
Древние виманы пересекали солнечную систему тоже благодаря знаниям гравитации.
Эти знания запрещены, хоть и в общем доступе.
господи, что за фееричную чушь вы написали?
Рен Тв ? Оттуда вдохновения черпали? :-D
"Хотя все массы Вселенной продолжат притягивать его, они продолжат притягивать и космический корабль, поэтому человек будет плавать внутри."
Что, простите????
Что тут не понятного?! Человек будет плавать внутри. Не видел как космонавты на орбите плавают что ли!?
Теория струн предсказывает, в рамках своей матмодели, что особым образом завёрнутая струна вызовет складку пространства-времени так, что эта складка будет аналогична наличию отрицательной массы, без самой массы.
Если струнная теория верна, конечно.
Её же в пупок трахнуть можно!
Забудь это все в прошлом
==Сила гравитации всегда притягивает, и с этим ничего нельзя поделать. Придётся делать всё возможное с тремя доступными типами ускорения гравитационным, линейным и вращательным.==
Центробежная сила и гравитационная - родственники. Поэтому могут взаимодействовать друг с другом, противодействовать друг другу. Например статическое электрическое поле "в упор не видит" статического магнитного. Никак Электрическое и магнитное поле никак не взаимодействуют с гравитационным, только на их основе невозможно противостоять гравитации. Однако летит корабль по орбите. По круговой там или эллиптической, не важно. В каждый момент на него действуют две силы - гравитационная тащит к центру планеты. Центробежная тащит в обратную. Итоговая сила равна нулю. Или налейте в ведро воду и быстро покрутите над головой - не выливается? Центробежка больше гравитации. Так что не надо гоняться за антигравитацией, просто поймите причину ее возникновения. Что есть материя? По сути частицы света, которые вращаются по замкнутым траекториям. Поскольку. математически невозможно движение по идеальной окружности, такое движение происходит с потерями энергии, импульса. Это и проявляется в итоге как сила, называемая гравитацией, или отрицательный энергетический вектор. Движение по кругу (вернее подобию его) порождает эту силу на микроуровне, движение по кругу на макроуровне может противостоять ей.
==Если он окажется достаточно чувствительным, мы сможем измерить, в какую сторону антиматерия будет двигаться в гравитационном поле==
В ту же сторону куда и обычная материя. Можете записать или запомнить. Природа гравитации идентична для любой материи - потери энергии от движения по подобию круга. В любом случае отрицательный вектор, направленный на поглощение. Эйнштейн вас всех маленько наипал - гравитация не есть результат искривления пространства, не причина. Искривление (и не совсем пространства) - следствие ;)
Не все так примитивно., есть масса нюансов http://thedarkaugust.blogspot.ru/2018/01/blog-post_27.htmlhttp://thedarkaugust.blogspot.ru/2018/01/blog-post_27.html
т.е. из этой статьи я правильно понял, что Anti-Apple это Андроид?
Ещё одна прекрасная переводная статья, впрочем как уже почти все остальные.
Кейворит вам в помощь ;)
тут мир стоит на грани 3-й мировой войны которая отбросит человечество в каменный век,а учёные ищут способ победить гравитацию
А, что не бывает глупых физиков?... Думать своим мозгом весьма энергозатратное предприятие, проще тупо повторять чужую глупость. Гравитация прямо пропорциональна массе объекта. Массе собственно говоря атомов. Следовательно она является суммой потоков к каждому конкретному атому. Чем больше масса планеты, тем больше и она, родимая... И в кармане её в космосе не увезёшь. Вот об этом глупые физики никогда не думают...
Хорошо, когда есть умный дворник, чтобы объяснить глупым физикам их ошибки.
Притча о дворнике
Человек приходит устраиваться дворником в компанию Microsoft . В отделе кадров ему задают вопросы, проводят тесты и наконец сообщают: Поздравляем, Вы приняты. Оставьте ваш e-mail мы уведомим вас о графике работы. Вообще-то, у меня даже компьютера нет, признаётся человек, а e-mail и подавно. К сожалению, тогда мы не можем трудоустроить вас. Вас виртуально нет, а оперативная связь со всеми сотрудниками Microsoft по e-mail и согласование эффективной командной работы ключевой вопрос в нашей компании.
Делать нечего, человек уходит и начинает размышлять, как можно заработать деньги на компьютер. В кармане - $30. Он покупает у фермера 10 кг яблок, выходит на оживлённую улицу и продаёт вкусные и полезные эко-продукты . За несколько часов его стартовый капитал увеличивается вдвое, а через 6 часов - в 10 раз. Тут он понимает, что с такими темпами можно прожить и без работодателя. Проходит время, человек покупает автомобиль, открывает сначала маленький ларёк, затем магазин, а через 5 лет он владелец сети супермаркетов. И вот он приходит застраховать свой бизнес, а страховой агент просит его оставить свой e-mail для выгодных предложений. Наш бизнесмен, как и много лет назад, отвечает, что нет у него ни e-mail, ни компьютера. Просто поразительно! удивляется страховщик, такой огромный бизнес и даже нет личного компьютера! Чего бы вы добились, если бы он у вас был?! На что бизнесмен отвечает: Тогда я стал бы дворником компании Microsoft . ____________Мы в МАИ в 96м на 608 кафедре "ЛА" провели простой опыт шарики из Al и Pb поместили в оболочки Pb и Al соотв., и взвесили. За 3 мин киндерсюрпризы с 2 г облегчились до 1,999992 г (Al шар) и 1,999997 г (Pb шар). Весы с 7-м знаком, 0,1 мкг. Потеря веса баз фокусов... Так, что есть чем физикам моск дрючить...
Вы свои опыты опубликовали? Кроме весов с 7 знаком, неплохо было бы еще узнать методику измерения и воспроизводимость эксперимента.
Журнал "Новая энергетика" 2003 г. 3. стр 50. "Дефект масс в домашних условиях"
неплохой школьный доклад.
>Есть ещё один трюк, который мы могли бы использовать: заставить корабль вращаться. Вместо линейного ускорения (разгонной силы ракеты) можно получить центробежное, в котором человек на борту будет чувствовать, как его притягивает корпус корабля.
-Бред сивой кобылы. ТС, вы переелись н/ф фильмами. Перед написанием таких статей надо научиться отличать кино от реальной жизни.
Позвольте поинтересоваться а в чем собственно бред??? Если достаточно большой цилиндр будет вращаться вокругоси (той которая проходит через центр основания и перпендикулярна радиусу) то в зависимости от скорости вращения на тела находящиеся на поверхности цилиндра будет действовать сила. (Не будем вдаваться в природу этой силы), но она вполне сможет имитировать силу притяжения. Конечно нужно будет учитывать силу Кориолиса.
>тела находящиеся на поверхности цилиндра
-И что их, тела, заставляет находиться на поверхности цилиндра?
>центробежная сила.
-Нет такой силы. При Союзе, на приемных экзаменах в ЛЭТИ, предупреждали, что кто брякнет центробежная сила отправится домой учить физику.
Так что на данный момент как минимум 14 минусеров двоечников.
-Да мне как-то пофиг на ваши цитаты с говносайтов. И, да, ну хоть последнее предложение прочитал бы перед копированием.
Загляните в стиральную машину, когда она работает "на отжим".
Что прижимает бельё к стенкам?
я вот всё думаю, может "черные дыры" это когда ученые какой-нибудь планеты с помощью опытов открыли для себя какой-то новый закон, правда никто это не успел узнать.
Ага, один раз в 5 млрд лет ученые собираются и изобретают андронный коллайдер)
>>> тобы разогнаться до импульсной скорости Звёздного пути , до нескольких процентов от скорости света, пришлось бы выдержать ускорение в 4000 g в течение часа.
Непрерывно разгоняя космический корабль с ускорением 1g или 1,5g что бы космонавты не чувствовали дискомфорт можно добиться такого же результата за вполне короткий промежуток времени по меркам вселенной (земной год или около того )
4000 часов это меньше полугода. :)
"тогда сделав потолок комнаты из антиматерии, а пол из материи, мы сможем" получить мощную вспышку в результате аннигиляции.