Полет к звездам

космический корабль

Представим такое: дан старт первому звездолету, направляющемуся за пределы солнечной системы — к планетной системе звезды Проксим Центавра. Медленно набирая скорость, звездолет переходит с околосолнечной орбиты на гиперболическую траекторию. Проходит две недели, и он покидает пределы солнечной системы. Скорость звездолета все растет, она уже достигла 250 тысяч километров в секунду (5/6 скорости света). Моторы выключены. Космический корабль летит по инерции.

Перед астронавтами возникают совершенно необычные картины: все звезды как бы сбежались в одну сторону — туда, куда движется звездолет. Причудливо изменился их цвет, а многие и вовсе перестали быть видны. Вот навели сверхмощный телескоп на одну из ближайших звезд. И что же! Она кажется не шарообразной, а сплюснутой в направлении полета! Так выглядят и другие звезды.

И вот достигнута система Проксимы Центавра, проведены ценнейшие научные исследования, звездолет летит обратно. Приближается Солнце, становится различимой простым глазом родная планета.
Наконец путешественники на Земле! Их встречают родные, друзья, знакомые.
— Как долго мы не видели Земли! — восклицает командир корабля. — Прошло более девяти лет!
— А мы вас не видели на четыре с лишним года больше, чем вы не видели нас, — говорят встречающие.

И никто не удивляется этим словам. Все знают, в чем дело. А знаете ли это вы, читатель?

В КОСМОС — НА ЛУЧАХ СВЕТА

Если бы люди захотели отправиться на Проксиму Центавра на «обычной» межпланетной ракете, для этого потребовались бы сотни тысяч лет. Чтобы совершить межзвездный перелет туда и обратно даже за несколько десятков лет, нужна скорость, близкая к скорости света. Можно ли придать летательному аппарату такую скорость? Да, это возможно с помощью так называемой фотонной ракеты.

В ней вместо газа реактивное ускорение создает поток фотонов — частиц света, которые обладают определенной массой. Они образуются в результате превращения различных элементарных частиц материи. Кроме протонов и электронов, современная физика открыла и другие, редко встречающиеся в природе частицы: позитрон, имеющий массу протона, но заряженный положительно, и антипротон, имеющий массу протона, но заряженный отрицательно. Их называют античастицами. При соединении частиц с такими же античастицами и образуются фотоны.

Технические проблемы, связанные с созданием фотонных ракет, еще не решены. Но предположим, что фотонный двигатель построен и может сообщить ракете скорость, близкую к скорости света. Почему же космонавты, вернувшись из многолетнего путешествия к Проксиме Центавра, в счете времени разойдутся с жителями Земли на несколько лет? Причину этого явления раскрывает нам теория относительности.

МОЖНО ЛИ ЛЕТЕТЬ БЫСТРЕЕ СВЕТА?

Известно, что механическое движение относительно. Люди, например, никак не ощущают прямолинейного и равномерного движения парохода, находясь в его каюте. Более того, никакими механическими опытами нельзя обнаружить это движение. Такие тела, движущиеся прямолинейно и равномерно, принято называть инерциальными системами.

Но казалось, что дело обстоит иначе, когда мы от механики переходим к электродинамики. И теоретически и экспериментально было доказано, что свет, который представляет собой электромагнитные волны, распространяется в пустоте со скоростью 300 000 километров в секунду (км/сек,). Казалось что если наблюдатель будет двигаться навстречу световым лучам со скоростью 30 км/сек, то скорость света относительна него будет 300 030 км/сек, а если он движется в обратном направлении, — то 299 970 км/сек.

Но самые тщательные опыты не подтвердили этого. Установлено, что скорость света совершенно не зависит от прямолинейного и равномерного движения наблюдателей. По отношению к каждому из них она будет равна 300 000 км/сек. Следовательно, ни измерением скорости света, ни каким-либо другим путем нельзя обнаружить прямолинейного и равномерного перемещения тела в пространстве. Можно говорить только об относительном движении тел.

Обобщая все эти результаты, знаменитый физик Альберт Эйнштейн пришел к выводу, что равномерное и прямолинейное движение материальной системы как целого никак не влияет на процессы, протекающие внутри нее. Скорость света в пустоте во всякой инерциальной системе постоянная и является предельной скоростью. Ни какое материальное тело не может двигаться быстрее скорости света. Построенная Эйнштейном на основе этих законов специальная теория относительности значительно углубила наши знания о природе пространства и времени и открыла их взаимную связь.

Продолжение следует.

Авторы: В. А. Бронштэн, И. Д. Новиков.

P. S. В завершение предлагаем нашим читателям послушать хорошую песню от Девида Боуви – «Космическая одиссея»…

P. P. S. О чем еще думают британские ученные: все таки было бы здорово когда-нибудь полететь к звездами в составе международного космического корабля, представляющего все народы нашей удивительной планеты. Вот только для начала было бы неплохо изучить английский язык – международный язык планеты Земля. Да и сделать это в наше время не так уж и трудно, тем более что носители английского языка в Москве, Питере, Самаре или любом другом городе всегда готовы прийти на помощь посредством хорошего сайта http://preply.com, помогающего найти репетитора по английскому на любой вкус.

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *