Політ до зірок. Всесвіт з вікна зорельота.

космос

Після того, як буде вимкнено двигун фотонної ракети, її пасажири не зможуть відчути тієї величезної швидкості, з якою ракета несе їх у міжзоряному просторі. Найімовірніше, астронавти будуть спостерігати космічний простір на екранах моніторів, що замінюють вікна ракети. На перший погляд, здається, що астронавти відразу помітять по зсуву зірок, як швидко вони мчать в просторі. Адже ракета летить з такою швидкістю, що за десять хвилин покриває відстань, що відділяє Землю від Сонця. Насправді навіть близька зірка, що перебуває на відстані в один світловий рік, за три години польоту зміститься всього на одну кутову хвилину, тобто на величину, ледь помітну людським оком.

І все ж у астронавтів буде можливість переконатися в своєму стрімкому польоті, не просиджуючи довгих годин за спостереженнями і не роблячи кропітких вимірювань, а відразу – по виду навколишнього зоряного неба.

Добре відомо, що краплі дощу, які падають вертикально, при русі поїзда будуть залишати на вікнах вагонів косі сліди. Це відбувається тому, що швидкість падіння крапель і швидкість руху поїзда складаються. Нахил слідів від крапель буде в бік руху поїзда.

Точно так само промені світла від зірки, що падають на рухому Землю, відчувають деякий нахил, і ми бачимо зірку зміщену у бік руху нашої планети. Це явище називається аберацією світла. Швидкість Землі (30 км / сек.) невелика в порівнянні зі швидкістю світла, тому і абераційні зміщення зірок незначні: вони досягають щонайбільше 20 секунд дуги.

Якщо ракета рухається зі швидкістю близької до швидкості світла, то астронавти побачать незвичайну картину. Зірки, які здаються нам більш-менш рівномірно розсипаними по всьому небосхилу, «збіжаться» в ту частину неба, куди рухається ракета, і в цьому напрямку небо буде вкрите ними значно густіше, ніж у протилежному. Але ще більше вплине на вигляд зоряного неба інше явище – ефект Доплера. При русі назустріч світловим хвилям частота їх стає більше, тобто світло робиться більш фіолетовим, а при русі в протилежну сторону світло червоніє.

Якщо промені падають не вздовж напрямку руху, а під деяким кутом, то зміна частоти світлових хвиль буде тим менше, чим ближче цей кут до прямого. Ефект Допплера добре вивчений астрономами, які з його допомогою визначають швидкість видалення або наближення далеких небесних тіл.

Якщо швидкість близька до швидкості світла, на цей ефект накладається ще наступне явище. Щодо ракети всі зірки рухаються практично з швидкістю 250 000 км. / сек., І, значить, для наших мандрівників час на цих зірках тече повільніше. Повільніше коливаються електрони в атомах, а значить, з меншою частотою випромінюються світлові хвилі. Звідси випливає, що навіть світло зірок, розташованих в перпендикулярному напрямку по відношенню до траси ракети, виявиться почервонілим.

Загальна картина незвичайного зоряного неба, яка відкриється перед космічними мандрівниками, буде наступна. Спочатку вони побачать густо засіяну фіолетовими зірками область навколо точки, в напрямку якої летить ракета. Потім, у міру віддалення від цієї точки, зірки зустрічаються на небі більш рідко. Колір їх змінюється від синього до червоного, потім їх яскравість різко зменшується, і майже на половині неба позаду ракети зовсім не видно зірок, за винятком, може бути, найяскравіших, які будуть видні у вигляді слабких червоних іскорок.

Але ще більш дивні картини відкриються перед астронавтами, якщо вони зможуть спостерігати в надпотужні телескопи процеси, що відбуваються на віддалених небесних тілах.

Оскільки зірки рухаються щодо ракети із швидкістю 250 000 км. / сек., вони скоротяться в напрямку руху ракети в 1,8 рази і будуть виглядатиме не кулями, а еліпсоїдами. Якщо вісь обертання зірки не збігається з напрямком руху ракети, то, повертаючись навколо осі, зірка буде змінювати свою форму, як би «підставляючи» під сплющування різні точки своїй поверхні. Якщо ракета пролягатиме над площиною якоїсь планетної системи, то кругові шляхи планет для астронавта будуть сплюсненими, еліптичними. Планети теж перетворяться на еліпсоїди, обертаючись так само дивно, як зірки. Всі процеси на небесних тілах, сповільняться в 1,8 рази.

Як ми вже знаємо, події, одночасні для спостерігача на Землі, можуть виявитись неодночасними для астронавта, що летить на ракеті. Можливі навіть такі випадки, як перестановка порядку подій у часі. Припустимо, що на протилежних один одному точках поверхні Сонця відбуваються два виверження протуберанців, причому земні астрономи бачать одне з них на дві секунди раніше, ніж інше. Але спостерігач на ракеті вважатиме, навпаки, що друге виверження відбулось раніше першого на дві секунди, а вся картина явища для нього буде відбуватись в 1,8 рази повільніше, ніж для спостерігача на Землі. Згадавши при цьому, що змінюється також яскравість і колір цих утворень, легко зрозуміти, наскільки незвичайні картини зможуть побачити майбутні астронавти.

Далі буде.

Автори: В. А. Бронштен, І. Д. Новиков.

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *