Естественные науки

Что произойдёт, если космический корабль, движущийся со световой скоростью, встретится с песчинкой?

В какой-то передаче один учёный сказал, что перемещаться в космосе традиционным способом (т. е. полёт, а не телепортация) со скоростью, близкой к световой, крайне опасно. Ибо космический вакуум вовсе не такой уж и "вакуумный" - газопылевые облака, микрочастицы, прочий мусор. Предположим, вы решили все проблемы и достигли-таки скорости света (или близкой к ней). А что если на пути нам повстречается песчинка (а она ОБЯЗАТЕЛЬНО повстречается!)? Далее он посоветовал тем, кому не лень, подсчитать высвободившиеся Джоули, а потом перевести их в тротиловый эквивалент. "Такой махины тринитротолуола не выдержит никакой самый прочный космический корабль! " - было резюме.
Я не поленился и посчитал. Средняя песчинка - кубик кварца с ребром 0,7 мм и массой 1 мг = 10^-6 кг. 10^-6кг*299792458^2 м/с ~ 90 млрд. Дж. Делим на 4184 (эквивалент 1г тротила) - получаем 21,8т тротила. Да, впечатляет! Башни-близнецы наверняка обошлись меньшим количеством энергии...
Но у меня возникло несколько вопросов. Во-первых, как гуманитарию, мне непонятно, по какой формуле считать Джоули. По эйнштейновской e=mc^2 или по формуле кинетической энергии: е=mv^2 : 2? Ну, это мелочи. Просто вместо 22 тонн получаем 11, что тоже - ого как немало. Далее - а если песчинка будет двигаться навстречу нам, и тоже со световой скоростью? Скорости в этом случае - суммируются?
И ещё я усомнился в столь впечатляющем взрыве. По-моему тут возможны 3 варианта:
а) Песчинка прошьёт корабль насквозь. Дырки при этом сами собой запаяются (как в каком-то романе Беляева).
б) Песчинка испарится. Микро-нано-пшик, который никто не заметил.
в) Сочетание пп. а и б.
Так ить - игде истина?
Если она встретится с кораблем, то просто, прошьет его насквозь и полетит дальше, не отдав ему остальной энергии. Так что, никакого "взрыва" не будет. Сопротивления недостаточно-для выделения ВСЕЙ энергии. Просто, она сделает это быстрее, чем, например, пуля из автомата... Но, возможны и другие варианты. Например, какие-то ядерные реакции, при столкновении...
Евгений Киселев
Евгений Киселев
66 729
Лучший ответ
Алекс Пушкинзон Мне кажется, для начала каких-либо ядерных реакций энергии будет недостаточно. Хотя наверняка некоторые ядра покоцаются, как в адронном коллайдере
Алекс Пушкинзон Возможно. Но какова должна быть прочность такой песчинки? Как-то видел видео, снятое на высокоскоростную камеру, как пуля, выпущенная из кольта .45 испарилась то ли частично, то ли полностью при встрече с препятствием (типа наковальни)
а вы еще просчитайте последствия отклонения от курса на 1 секунду с выходом на 1 градус за час. что останется от экипажа.
Алекс Пушкинзон Это, судя по всему, надо подсчитать центробежную силу? Единственно, что подсчитал, - это что корабль (или то, что от него останется) опишет в этом случае полный круг длиной 388,8 млрд. км за 15 суток.)))
Алекс Пушкинзон Кстати, неплохо бы подсчитать эту самую центробежную силу. Что-то мне подсказывает, что она может оказаться выше атомарных связей (или как это там называется?). В итоге и экипаж, и сам корабль распадутся на протоны. Или ещё что-нибудь помельче))). Как при падении внутрь чёрной дыры.
Космический корабль не может двигаться со световой скоростью. А значит, и песчинка с ним не может встретиться.
Виктория Верезуб А вдруг? Пусть время выражается в мнимых единицах.
Алекс Пушкинзон А я писал - "со скоростью, близкой к световой". Кроме того, мне почему-то кажется, что песчинка может встретиться на ЛЮБОЙ скорости, даже если вы просто идёте по улице пешком.)))
Всё, что разгоняется до скорости света, необратимо превращается в свет. В зависимости от мощности этого света, песчинка может его просто проигнорировать, или расплавится, или испарится
)
Сергей Слонов песчинке капец)))
Анастасия Сурова Как оно может превратиться в свет, если у фотонов нулевая масса, а здесь не нулевая?
Корабль и песчинка почти не заметят друг-друга. Правильно уже сказали, что песчинка прошьёт корабль и её путь тут же "заварится". Взаимодействие будет очень кратким. Даже для человека маловероятны очень панубные последствия. Обидно будет если к тому времени изобретут очень прочную защиту, способную остановить песчинку. Тут-то всю энергию и поймают.
Владимир Шкода
Владимир Шкода
75 155
Алекс Пушкинзон Прочная защита - это Вы имеете в виду что-то типа силового поля? Кстати, интересная идея - а вот что ТОГДА будет? До самого корабля песчинка не доберётся. Но ведь в данном случае корабль и силовое поле следует рассматривать как единое целое? Получается - форма силового поля останется неизменной, а содержимое - в фарш?
Чем выше скорость корабля тем больше выделиться энергии при столкновении с песчинкой, на околосветовой скорости будет приличный взрыв, и огромная дыра в несколько метров.
Наиль Заитов
Наиль Заитов
62 141
Valentina Bachalova Да нет, скорее, песчинку надо рассматривать как поток быстрых элементарных частиц и считать разные сечения - для столкновений электронов и ядер с другими электронами и ядрами.
https://ru.wikipedia.org/wiki/Бугорский,_Анатолий_Петрович
А нигде. При достижении скорости света корабль вытянется в струну. Любой материальный объект, сквозь который она пройдет, оставит в ней ту часть, которая в нем останется. Несмотря на то, что корабль движется со скоростью света, вы все равно считаете, что его поведение будет таким же, как и в ньютоновской механике.
Алекс Пушкинзон А какие характеристики будут у этой струны? Ей присущи понятия объёма, длины, толщины?
Алекс Пушкинзон Спасибище за ссылку! Люблю подобные вещи.
И корабль и песчаника будут иметь громадную массу
Время бесконечно замедлится возле таких массивных объектов
И они никогда не столкнутся
Вот такую чушь нам предлагает теория относительности.
Валера Волков
Валера Волков
7 347
Алекс Пушкинзон Вот такую интерпретацию - про массу - ещё не слышал. Это опять всё как с путешественником к чёрной дыре? Для стороннего наблюдателя корабль быстренько нырнёт под горизонт событий с последующим, уже не видимым для этого наблюдателя "кирдыком". В то время как для путешественника время будет всё больше и больше замедляться, и он никогда (по его понятиям) этого горизонта не достигнет. А если бы он имел возможность оглянуться, то увидел бы стремительно стареющую прямо на глазах Вселенную. Чем дальше - тем стремительнее.
Алекс Пушкинзон Хотя в данном случае надо говорить не о замедлении, а наоборот - об ускорении времени для космонавта. Для стороннего наблюдателя прошла секунда, а для космонавта - вот и атомные часы на борту не дадут соврать - минута, потом будут пары: час-секунда, год-секунда, столетие - секунда, миллиард лет- секунда и т. д. Только в этом случае космонавт (опять же - по его понятиям) "никогда не достигнет" горизонта событий. А стало быть, оглянувшись, он увидит не стареющую на глазах Вселенную, а наоборот застывшую (или - застывающую). Т. е. - иллюзию.
В процессе, описанном Вами, такой же иллюзией (но только - для экипажа!) будет "невстреча" и "нестолкновение" с песчинкой. А у сторонних зрителей будет превосходное шоу с последующими поминками.
отклонение от курса
Vi V@
Vi V@
135
произойдёт капец

Похожие вопросы