Le stelle sopra di noi sono così belle che le persone hanno persino costruito intere mitologie basate su di esse. Sono davvero spettacolari, e ora che siamo arrivati sulla Luna e presto arriveremo su Marte, il nostro impulso naturale sarà il percorso verso le stelle.
Questo viaggio ha costituito la base di innumerevoli storie di fantascienza e film. Molte persone pensano già che viaggiare da una stella all'altra sia facile: devi solo premere il grilletto, ma non tutto è così semplice. Restano da affrontare molte questioni importanti.
Più veloce della luce
Molti viaggi spaziali nella fantascienza si basano su viaggi più veloci della velocità della luce. In realtà, la fisica impedisce tale possibilità. E non c'è modo di aggirare questa limitazione fondamentale. Anche viaggiare vicino alla velocità della luce affronta tutti i tipi di problemi relativistici interessanti legati alla massa e all'energia. La nostra unica opzione è usare i portali - wormhole.
Il wormhole deve essere attentamente monitorato, che è attualmente fuori dalla nostra portata, e dobbiamo in qualche modo creare un secondo wormhole alla sua destinazione. La necessità di inviare qualcuno dall'altra parte per creare un wormhole non è la ragione migliore per il primo viaggio interstellare. Inoltre, gli effetti fisici quando si viaggia attraverso un wormhole permanente o temporaneo possono portare alla distruzione di qualsiasi materia. Puoi facilmente raggiungere la tua destinazione sotto forma di plasma.
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Teletrasporto
Il teletrasporto classico prevede la presenza di una persona che attiva il dispositivo e scompare per ricomparire a destinazione. Tuttavia, in realtà, il teletrasporto funziona molto più complicato di quanto mostrato nei film. Anche ammettendo la possibilità di un tale principio, pensaci: una persona viene smontata in atomi in una macchina di teletrasporto, trasportata fisicamente a una destinazione e rimontata.
L'assemblaggio da solo richiede macchine incredibili alla destinazione e le leggi fisiche elementari ci impediranno di manipolare la materia con precisione a una distanza così gigantesca, fino a un'altra stella. Tale teletrasporto sarà possibile solo nei luoghi in cui siamo già stati. L'assemblaggio degli atomi non è ancora disponibile, ma è del tutto possibile. Hai solo bisogno di inviare atomi a un'altra stella, e questo può essere fatto alla velocità della luce - chiaramente più veloce dell'invio di un corpo, ma ci vorranno comunque anni.
Un'altra opzione è raccogliere una copia esatta della persona dall'altra parte e distruggere quella precedente. Ma è improbabile che questa opzione sia adatta a nessuno.
Nave colonia
Se viaggiare più velocemente della velocità della luce non è possibile, possiamo costruire navi di generazioni. La luce raggiunge la stella più vicina in quattro anni, ma un oggetto pesante impiegherà molto più tempo. La maggior parte delle stelle impiegherà almeno centinaia di anni per volare. Sulle navi di generazioni, le popolazioni possono nascere e morire fino a quando, molti anni dopo, raggiungono la loro destinazione. Ma queste navi hanno una serie di problemi.
I discendenti possono semplicemente dimenticare lo scopo originale della missione, poiché si trasformerà in una leggenda per centinaia di anni. Un sistema informatico intelligente potrebbe addestrare le persone nate su una nave a evitare un tale fallimento, ma è comunque molto difficile prevedere cosa accadrà mentre una generazione viene sostituita da un'altra generazione. Se succede qualcosa alla nave, difficilmente una generazione che negli anni ha dimenticato le complessità dell'ingegneria sarà in grado di fare qualcosa.
Nave madre
Per eliminare quanta più incertezza possibile nelle navi generazionali, è possibile utilizzare le navi uovo. Porteranno uova umane fecondate congelate, che saranno coltivate e allevate da macchine elaborate, che agiranno come le loro madri, genitori ed educatori. Le uova possono essere trasformate in esseri umani quando raggiungono una stella o un pianeta lontano, ei computer insegneranno ai futuri conquistatori dello spazio tutto ciò che c'è da sapere.
La progettazione di tali macchine potrebbe non essere possibile al momento, ma in futuro, perché no? In ogni caso, come la nave di una generazione, la nave delle uova non può aiutare una persona che vuole andare alla ricerca di nuove stelle. Le persone coltivate potrebbero non apprezzare la loro missione, o potrebbero persino nascere senza sete di viaggio.
Longevità
Un'alternativa alla nave delle generazioni può essere la modificazione genetica di persone che possono vivere per centinaia o migliaia di anni e viaggiare nel corso della loro vita. Tutte le questioni della vita nello spazio sarebbero state risolte. La longevità e l'immortalità sono studiate attentamente dalla scienza, ma il più grande ostacolo in queste questioni sono i telomeri, le estremità dei cromosomi che si accorciano ogni volta che le cellule si dividono.
Alla fine, la lunghezza dei telomeri verrà consumata e le cellule inizieranno a danneggiare il proprio DNA vitale mentre si dividono. Ciò significa che il DNA stesso contiene il numero di divisioni cellulari che possono verificarsi. Le cellule si dividono per sostituire le cellule vecchie o danneggiate come le ciglia, la pelle o parti dello stomaco (si conosce l'alta acidità nello stomaco).
Sembrerebbe che la risposta sia semplice: è necessario memorizzare la lunghezza dei telomeri. Ma il fatto è che le uniche cellule adulte che possono farlo sono cancerogene.
Ibernazione
Poiché la longevità e la nuova generazione non sono diventate la risposta a una domanda importante, l'animazione sospesa può aiutare. In molti film e libri, le persone venivano tenute addormentate per essere trasportate su lunghe distanze. In questo stato, le persone non invecchiano, o invecchiano molto lentamente, questa è una sorta di "modalità di sospensione". Purtroppo anche qui i telomeri sono un problema.
I nostri corpi contengono sempre una piccola quantità di elementi radioattivi. Emettono piccole quantità di radiazioni, che è innocuo per noi, poiché nuove cellule sostituiscono costantemente quelle danneggiate. Se una persona non invecchia durante l'animazione sospesa, i suoi telomeri non si restringono e le cellule non si dividono. Qualsiasi elemento radioattivo in questo stato causerà danni permanenti al corpo, che alla fine porterà alla morte. Anche il lento invecchiamento non ti salverà dalle radiazioni per lunghi periodi di tempo. È necessario che le cellule si dividano alla velocità normale.
Movimento
Anche se i problemi umani del viaggio verso altre stelle vengono risolti, i problemi di movimento rimangono. I sistemi convenzionali prevedono la combustione di carburante o jet mass, ma raggiungere un'altra stella richiederà quantità incredibili di carburante, il che è estremamente inefficiente. Come soluzione, puoi raccogliere carburante lungo il percorso.
Nello spazio tra le stelle non ci sono asteroidi o pianeti ordinari su cui atterrare e rifornirsi di carburante. Fortunatamente, lo spazio è lungi dall'essere un vuoto; contiene molti minuscoli atomi sparsi, principalmente idrogeno. Se ti muovi ad alta velocità, questi atomi possono essere raccolti e usati come carburante in reazioni come la fusione (se ci arriviamo, ovviamente).
Per raccogliere l'idrogeno, è necessario un potente "scoop", secondo i calcoli preliminari, di 2000 chilometri quadrati di superficie. Questa dimensione aumenterà significativamente la resistenza della nave e ridurrà la velocità a un razzo convenzionale. Un tale sistema sarebbe altamente inefficace e insostenibile. Ma lei era considerata.
Danno
La stella più vicina a noi è Alpha Centauri. Si trova a quattro anni luce dalla Terra. Ci vorrebbero 72 milioni di anni per raggiungerla con un'auto normale a 60 km / h. Anche supponendo che verrà creata una macchina del genere, durante questo periodo scadranno tutti i periodi immaginabili di decadimento e usura naturale, per non parlare della probabilità quasi nulla di arrivare dopo così tanto tempo.
Hai bisogno di velocità, anche se è limitata dalla velocità della luce. A causa dei minuscoli atomi sparsi nello spazio, qualsiasi nave ad alta velocità sarà bombardata con una forza tale da perforare anche l'acciaio più resistente.
Ci sono due opzioni: le persone o le auto ripareranno costantemente buchi e ripareranno i danni, il che significa che avrai bisogno di un'enorme quantità di materiali di riparazione che dovrai portare con te, o la nave sarà fatta di materiali elastici che si ripareranno da soli. Sono questi materiali che vengono ora sviluppati dalle agenzie spaziali. La cattiva notizia è che gli scienziati non credono nella possibilità di tali materiali.
Gravità
La nostra struttura corporea dipende fortemente dalla gravità. Quando le persone non vivono nelle condizioni di gravità terrestre ordinaria, i loro organismi iniziano a soffrire. Dopo alcune settimane o mesi, le ossa diventano fragili, i muscoli si indeboliscono e le conseguenze a lungo termine sono generalmente fatali.
Gli esseri umani possono combattere questi effetti attraverso una varietà di esercizio fisico e dieta, ma dopo alcuni anni o decenni nello spazio, il corpo umano sarà danneggiato in modo irreversibile. Anche durante i voli relativamente brevi, la vista si deteriora terribilmente. Questo è esattamente il problema che la NASA vuole risolvere, tra l'altro, prima di inviare le persone su Marte.
Invece di vivere in assenza di gravità, puoi creare gravità artificiale ruotando un oggetto spaziale. Sfortunatamente, ciò richiederà un'enorme quantità di energia e carburante e la rotazione stessa causerà inevitabilmente nausea, a breve termine. Quello che accadrà a lungo termine è ancora sconosciuto, non è stato studiato.
Cibo, aria e acqua
Le persone che vivono su una nave per un lungo periodo avranno bisogno di un sistema di supporto vitale. Avranno bisogno di mangiare, bere, respirare, urinare, defecare, lavarsi e dormire. Molto di questo può già essere fatto nello spazio con la tecnologia attuale. Ma durante i lunghi viaggi, la quantità di acqua e cibo diventerà troppo da portare con te.
La soluzione più intelligente sarebbe quella di portare a bordo della nave un ecosistema autosufficiente. Le piante producono aria, vengono mangiate con successo e consumano rifiuti umani. Qualsiasi ecosistema è abbastanza inefficiente, ma può prolungare la durata della vita prima di arrivare a destinazione.
L'attrezzatura della nave sarebbe gravemente danneggiata dai gas che circolerebbero, tuttavia questo potrebbe essere risolto creando materiali intelligenti. Le alghe vengono studiate da vicino poiché hanno un enorme potenziale nel mantenimento degli ecosistemi. Ma hanno anche problemi: se mangi alghe in grandi quantità, puoi seriamente avvelenarti. E ancora: la modificazione genetica può risolvere anche questo problema.
Non resta che risolvere i nove problemi precedenti.
