Se qualcuno ispirato dagli occhi scintillanti venisse da voi per strada e dicesse che il Sole può essere spostato dal suo posto e insieme ad esso, miei cari, partire per surfare le distese dell'Universo, ne sareste imbevuti? Quasi. Piuttosto, avrebbero iniziato a ricordare gli indirizzi delle cliniche più vicine da cui sarebbe potuto scappare. Ma la domanda è, vedi, interessante. I pazzi sono così magistrali. In effetti, la stella può essere spostata? Ad esempio, quello chiamato Sole.
La fiaba è una bugia
Quando le idee eccessivamente audaci compaiono sulle pagine dei romanzi di fantascienza, entusiasmano le menti, provocando polemiche prolungate e discussioni ideologiche. Quando i fisici escogitano idee eccessivamente audaci, provocano l'isteria.
Prendiamo, ad esempio, l'indimenticabile Jules Verne. Che sia un vero profeta o un'inesauribile fonte di ispirazione per i creatori del progresso, Monsieur Verne ha dato un contributo inestimabile non solo alla letteratura, ma anche all'ingegneria. Decine, se non centinaia di invenzioni da lui descritte sono migrate da pagine che odorano di inebriante avventurismo alla vita reale. Ci sono anche molti errori di ogni genere nelle sue opere, ma il critico tace su questo punto. Dì, l'era vittoriana, persone ingenue, motori a vapore nella mia testa - cosa prendere da loro? Il campo è nuovo, sperimentale e solo chi non fa nulla non si sbaglia. Sì, e la saggezza delle generazioni è rispettata nel nostro paese. Ma i contemporanei di solito non vengono risparmiati: criticano per ciò che vale.
Un simile destino attendeva il filosofo Olaf Stapledon, che nel libro "The Creator of the Stars" ha creato un'insuperabile descrizione dell'evoluzione della mente, e lo scrittore di fantascienza Larry Niven, che ha scritto il famoso "Ring World", proprietà della fantascienza, e il fisico teorico Freeman Dyson, il padre dell'elettrodinamica quantistica, meglio conosciuto alla gente comune per il suo stravagante progetto di energia avanzata. Perché esattamente questi nomi e questi meriti? Tutti loro sono uniti dalla stessa idea. Un'idea tratta dalle opere del fondatore della cosmonautica Konstantin Tsiolkovsky. L'idea di utilizzare il nostro luminare come fonte di energia pura e inesauribile. E non si tratta di pannelli solari di tutti i giorni: portalo più in alto! L'essenza del concetto è creare una struttura colossale che raccoglierà tutta l'energia irradiata di una stella (o la maggior parte di essa) proprio nello spazio. Non c'è notte nello spazionessun tempo nuvoloso - il sole splende sempre e dà pigramente allo spazio terawatt di energia inimmaginabili che potrebbero essere usati a beneficio dell'umanità ora e centinaia di generazioni dopo. “La felicità è un dono per tutti. E che nessuno se ne vada offeso! " - solo non come nel "Roadside Picnic" degli Strugatsky, ma nel senso più umanistico. Tsiolkovsky aveva previsto una tale costruzione nella forma di una "catena e anelli di insediamenti spaziali" attorno al Sole. Stapledon negli anni '30 ha ripensato la forma originale, chiudendola in un toro - un cilindro circolare, una "ciambella". Dyson, che conobbe lo "Star Maker" dopo la laurea all'Università di Cambridge nel 1945, rivisitò radicalmente l'idea audace, dandole la forma di una sfera.che potrebbe essere utilizzato a beneficio dell'umanità ora e centinaia di generazioni dopo. “La felicità è un dono per tutti. E che nessuno se ne vada offeso! " - solo non come nel "Roadside Picnic" degli Strugatsky, ma nel senso più umanistico. Tsiolkovsky aveva previsto una tale costruzione nella forma di una "catena e anelli di insediamenti spaziali" attorno al Sole. Stapledon negli anni '30 ha ripensato la forma originale, chiudendola in un toro - un cilindro circolare, una "ciambella". Dyson, che conobbe lo "Star Maker" dopo la laurea all'Università di Cambridge nel 1945, rivisitò radicalmente l'idea audace, dandole la forma di una sfera.che potrebbe essere utilizzato a beneficio dell'umanità ora e centinaia di generazioni dopo. “La felicità è un dono per tutti. E che nessuno se ne vada offeso! " - solo non come nel "Roadside Picnic" degli Strugatsky, ma nel senso più umanistico. Tsiolkovsky aveva previsto una tale costruzione nella forma di una "catena e anelli di insediamenti spaziali" attorno al Sole. Stapledon negli anni '30 ha ripensato la forma originale, chiudendola in un toro - un cilindro circolare, una "ciambella". Dyson, che conobbe lo "Star Maker" dopo la laurea presso l'Università di Cambridge nel 1945, rivisitò radicalmente l'idea audace, dandole la forma di una sfera. Tsiolkovsky aveva previsto una tale costruzione nella forma di una "catena e anelli di insediamenti spaziali" attorno al Sole. Stapledon negli anni '30 ha ripensato la forma originale, chiudendola in un toro - un cilindro circolare, una "ciambella". Dyson, che conobbe lo "Star Maker" dopo la laurea presso l'Università di Cambridge nel 1945, rivisitò radicalmente l'idea audace, dandole la forma di una sfera. Tsiolkovsky aveva previsto una tale costruzione nella forma di una "catena e anelli di insediamenti spaziali" attorno al Sole. Stapledon negli anni '30 ha ripensato la forma originale, chiudendola in un toro - un cilindro circolare, una "ciambella". Dyson, che conobbe lo "Star Maker" dopo la laurea presso l'Università di Cambridge nel 1945, rivisitò radicalmente l'idea audace, dandole la forma di una sfera.
Inizialmente, la Sfera di Dyson era una costruzione ipotetica sottile di una dimensione paragonabile alle orbite planetarie (almeno 1 unità astronomica, cioè la distanza dalla Terra al Sole), la cui superficie interna è in grado di immagazzinare l'energia di una stella. Il fisico ha suggerito che una civiltà tecnologicamente avanzata potrebbe utilizzare una tale struttura per massimizzare l'energia della stella centrale e per risolvere il problema dello spazio vitale. Tuttavia, i calcoli hanno mostrato che una tale struttura verrebbe semplicemente lacerata dalla forza centrifuga. Ma qui gli entusiasti sono venuti in soccorso, che hanno suggerito diverse modifiche della Sfera relativamente protette dall'auto-dissoluzione. Certo, non erano più una "sfera", ma non hanno cambiato il loro nome storico. Uno di questi entusiasti era Niven, uno scrittore di fantascienza,nel 1970, che ha incarnato nelle pagine dei suoi romanzi l'idea di un mondo chiuso in un anello rigido, svolgendo le funzioni della Sfera di Dyson. Dyson è stato criticato senza pietà. Tuttavia, non hanno abbandonato la teoria. Ad oggi, la Sfera di Dyson rimane uno dei principali punti di riferimento del programma per la ricerca di civiltà extraterrestri - SETI. Gli scienziati ritengono che sia del tutto possibile creare una tale struttura ingegneristica di proporzioni astronomiche, ma ciò richiederà un volume di materiale da costruzione grande almeno quanto Giove.che è abbastanza realistico creare una simile struttura ingegneristica su scala astronomica, ma ciò richiederà un volume di materiale da costruzione grande almeno quanto Giove.che è abbastanza realistico creare una simile struttura ingegneristica su scala astronomica, ma ciò richiederà un volume di materiale da costruzione grande almeno quanto Giove.
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Civiltà della sfera
Perché tutta questa crociera fantasy? Per portare la conversazione alle idee dell'eccezionale astrofisico sovietico e russo Nikolai Kardashev. Da giovane e audace radioastronomo, Kardashev ha proposto un nuovo metodo per misurare lo sviluppo tecnologico di una civiltà, basato sulla quantità di energia che una civiltà può utilizzare per i suoi bisogni. Ha delineato l'essenza del metodo nell'articolo "Trasmissione di informazioni da parte di civiltà extraterrestri" pubblicato nel 1964 sull '"Astronomical Journal" (la più prestigiosa pubblicazione astronomica dell'URSS). Secondo Kardashev, il livello di sviluppo di una civiltà può essere suddiviso in tre categorie: le civiltà di tipo I utilizzano tutte le risorse energetiche disponibili del loro pianeta natale; civiltà di tipo II: usa tutta l'energia della loro stella; Tipo III: sfrutta l'energia della galassia. Per mancanza di prove pratiche,la scala era considerata unilaterale, ma il suo aggraziato potenziale non passò inosservato. L'astronomo americano Carl Sagan, una figura eccezionale del suo tempo, propose di integrare la scala con un indicatore di informazioni controllate dalle civiltà per completare il quadro.
È curioso come queste idee entrino in risonanza con l'ipotetica Sfera. Anche al livello attuale di sviluppo tecnologico, l'umanità ha appena raggiunto la barra di Tipo I stabilita dal Kardashev, poiché implica lo sviluppo di "tutta l'energia disponibile" del pianeta. La creazione di una struttura simile alla Sfera porterà automaticamente i terrestri a un livello qualitativamente nuovo. Sfruttare l'energia di una stella fornirà le risorse necessarie per i viaggi nello spazio e la presenza di una base di ingegneria astronomica sotto forma di una struttura Dyson per produrre energia utilizzabile dalla luce può trasformarsi in un'astronave … il sistema solare stesso! Il sole è un colossale reattore termonucleare. Se riduci la sua potenza, puoi surfare intenzionalmente nelle distese dell'universo, letteralmente senza uscire di casa.
Hai sognato? Sognato. E ora è il momento di pensare al mortale. È possibile muovere una stella? - senza la partecipazione di un'altra stella o buco nero, ovviamente. Vogliamo vivere felici e contenti, non divertenti, ma spaventosi.
Il vento solare ha fatto saltare le vele
Sorprendentemente, puoi. Ricordando le basi della fisica. Più specificamente, la terza legge di Newton, che non è stata ancora cancellata. Per ogni azione c'è sempre un'equa e forte opposizione. Anche se questa azione fa qualcosa che non siamo abituati a considerare come forza. Cosa succede se un astronauta nello spazio aperto accende una torcia (la più ordinaria, come quella che hai nascosto per una giornata di pioggia) e inizia a farla brillare in una direzione? - presto sentirà che sta cominciando molto lentamente a essere portato nella direzione opposta. Non c'è resistenza all'aria nello spazio (più precisamente, la resistenza esistente può essere trascurata), quindi gli impulsi impartiti al corpo si accumuleranno e la velocità aumenterà. La forza trascurabile dei fotoni volanti è sufficiente per spingere un oggetto enorme. Lo stesso effetto può essere applicato al sole,usando la propria luce come un "calcio magico".
Nel 1987, il design di un tale motore fu proposto da uno dei massimi esperti sovietici nello spazio e nell'aviazione, Leonid Shkadov. Il motore di Shkadov è semplice, come tutto geniale. Il suo design si basa su uno specchio parabolico abbastanza grande. In realtà, questo è l'intero motore. In teoria, la pressione della luce su una vela solare speculare è bilanciata dall'attrazione gravitazionale della stella. A causa del riflesso dei raggi, viene emessa più energia in una direzione, la differenza di pressione crea spinta e la stella inizia a muoversi. Non è necessario spostare ciascun pianeta separatamente: inevitabilmente seguiranno la stella alla stessa distanza di prima - dove altro possono andare dal guinzaglio gravitazionale?
Nel primo milione di anni di viaggio planetario, saremo in grado di avanzare di 3 miliardi di km. Per gli standard cosmici, questo è trascurabile: solo un paio di ore di luce. Ma gli scienziati prevedono che il Sole avrà almeno 5 miliardi di anni in più di vita, quindi non c'è fretta particolare per l'umanità.
Accelereremo?
Successivamente, l'astrofisico americano dell'Università dell'Illinois Matthew Kaplan ha proposto di migliorare il motore stellare. Il progetto di Kaplan prevede il posizionamento di un'installazione alimentata a elio e idrogeno nelle immediate vicinanze della stella. L'elio verrà utilizzato per creare un getto di ossigeno radioattivo, che spingerà in avanti l'intero sistema, e l'idrogeno manterrà la distanza tra il motore e il Sole. Poiché il vento solare da solo non sarà in grado di fornire una quantità sufficiente di materia, richiederà inoltre l'uso di un'astrocostruzione con le proprietà della Sfera di Dyson e dello specchio di Shkadov, che dovrà concentrare la luce solare in un certo punto per aumentare la temperatura e la produzione di energia.
Se il motore Shkadov consente al sistema di coprire una distanza di 100 sv. anni (circa un millesimo della distanza dal bordo del disco galattico) in 230 milioni di anni, il sistema Kaplan promette di coprire la stessa distanza in soli 2 milioni di anni.
I costi di tali progetti saranno davvero astronomici. Quello che viene chiamato "tutti i soldi della Terra". E anche di più. Ma non sono inventati per oziosa curiosità. Una struttura in grado di muovere il Sole sarà molto utile quando la Terra è sul percorso di un'esplosione di supernova (entro 1000 anni luce da noi, almeno 15 stelle si stanno preparando a terminare il loro percorso di vita con una grandiosa esplosione) o quando tra 4 miliardi di anni la Via Lattea entrerà in collisione con una galassia Andromeda. Per non parlare del fatto che il margine di sicurezza della Terra non è eterno.
Per motivi di sopravvivenza, i terrestri dovranno inevitabilmente colonizzare altri mondi, non è per niente che gli astronomi sono così preoccupati per la ricerca di esopianeti abitabili. La trasformazione dell'intera Terra, dell'intero sistema solare in un veicolo spaziale controllabile salverà l'umanità dal tormento di risolvere molti problemi etici. Ad esempio, chi merita di diventare un colono e chi è lasciato a scomparire su un pianeta morente.
Magazine: Secrets of the Universe №2 (147). Autore: Kirill Rogachev
