Звезда барнарда – все о космосе

Астрономия и астрофизика в вопросах и ответах

Собственные движения звезд, как правило, незаметны глазу; привычный вид созвездий изменится только по прошествии десятков тысяч лет. Однако из этого правила есть исключения.

Наиболее заметное собственное движение имеет звездочка 9,7-й звездной величины в созвездии Змееносца, прозванная за такое свое свойство летящей звездой Барнарда (в честь американского астронома Эдуарда Барнарда, изучавшего ее). За год она проходит на небосводе путь в 10,27 угловой секунды.

Чтобы сместиться на величину углового диаметра полной Луны, ей требуется лишь 188 лет. При современной точности определения звездных положений движение летящей звезды Барнарда можно заметить при сравнении фотографий, разделенных промежутком времени всего в 1–2 дня.

Звезда Барнарда стремительно перемещается не только по видимому небосводу – в направлении луча зрения земного наблюдателя она приближается к нам со скоростью около 140 километров в секунду и через 10 тысяч лет будет вдвое ближе к нам, чем сейчас.

Как велико расстояние до ближайшей неподвижной звезды?

Самая близкая к Солнечной системе звезда называется Проксима Кентавра (по-гречески проксима – ближайшая). Она находится на расстоянии 4,249 светового года, то есть настолько далеко, что испускаемому ею свету требуется больше четырех лет, чтобы дойти до нас (напомним, что скорость света равна 300 000 километров в секунду).

Чтобы более наглядно представить себе это расстояние, обратимся к модели Солнечной системы, приведенной И. С. Шкловским в книге «Вселенная, жизнь, разум».

Если представить Солнце в виде бильярдного шара диаметром 7 сантиметров, то Плутон (его диаметр в этом случае составит около 0,1 миллиметра) будет удален от этого шара на 300 метров, а звезда Проксима Кентавра (в этом же масштабе) – приблизительно на 2000 километров!

Что представляет собой самая известная (после Солнца) звезда – Полярная?

Полярная звезда – самая яркая звезда в созвездии Малой Медведицы и расположена на конце ее «хвоста». Находится она на расстоянии приблизительно 450 световых лет от нас и имеет видимую звездную величину около двух. Полярная звезда – желтый сверхгигант – превышает
Солнце по массе примерно в 10 раз, а по радиусу – в 70 раз.

Температура ее поверхности составляет около 7000 градусов – лишь немного выше, чем у Солнца, – но светит она примерно в 5000 раз мощнее его. В 1780 году Уильям Гершель обнаружил, что Полярная звезда является двойной: второй компонент системы – желтовато-белая звезда 9-й звездной величины лишь немного крупнее Солнца.

Основной компонент системы – цефеида, переменность которой в прошлом составляла 0,12 звездной величины с периодом чуть меньше четырех суток, однако в середине 1990-х годов сократилась до 0,02 звездной величины. Это означает, что звезда миновала фазу пульсаций и перешла в практически стабильное состояние.

Полярная звезда приближается к Солнцу со скоростью приблизительно 17 километров в секунду.

Чем замечательна звезда Тубан в созвездии Дракона?

Звезда Тубан (альфа Дракона) расположена на небосводе на полпути между Мицаром (кси Большой Медведицы) и парой ярких звезд (бета и гамма) ковша Малой Медведицы.

Она играла роль Полярной звезды 4600 лет назад и снова будет играть ту же роль через 20 тысяч лет. В 2600 году до нашей эры Тубан находился всего в 10 угловых минутах от Северного полюса мира.

Для сравнения: минимальный угол между Полярной звездой и Северным полюсом мира будет достигнут в 2102 году и составит 27,5 угловой минуты.

В чем состоит источник звездной энергии?

По современным представлениям основным источником звездной энергии служат реакции термоядерного синтеза, протекающие в недрах звезд и сопровождающиеся выделением огромного количества энергии. Главную роль здесь играет превращение водорода (самого распространенного во Вселенной элемента) в гелий.

Этот процесс может идти двумя путями, первым из которых является последовательное присоединение друг к другу четырех протонов (ядер водорода) и объединение их в ядре гелия (протон-протонная реакция).

Второй путь процесса термоядерного синтеза состоит в присоединении протонов к более сложным ядрам, начиная с ядра углерода, с последующим распадом образовавшегося нового сложного ядра на ядро углерода и гелия (углеродный цикл).

Протон-протонная реакция играет решающую роль при температурах менее 16 миллионов градусов Кельвина; при более высоких температурах преобладает углеродный цикл. С ростом температуры до 100 миллионов кельвинов возможно выделение энергии при образовании ядер углерода непосредственно из ядер гелия (гелиевая реакция).

Какие звезды называют белыми карликами и как велика их средняя плотность?

Белые карлики представляют собой звезды с малой массой (не более 1,4 солнечной) в последней стадии эволюции. Когда такая звезда подходит к заключительному циклу термоядерных реакций, ее ядро коллапсирует под собственным весом, образуя сверхплотный объект из выродившейся материи, состоящей из «упакованных» вместе атомных ядер и электронов.

Гравитационный коллапс в белых карликах не бесконечен: как и в черных дырах, его останавливает квантовый эффект, связанный с давлением, оказываемым электронами.

Эти звезды характеризуются средней температурой поверхности 20–30 тысяч градусов, именно поэтому их называют не просто карликами, а белыми карликами, тогда как звезды типа Солнца (около 6000 градусов) называют желтыми.

Поскольку масса белого карлика сопоставима с массой Солнца, а радиус – с радиусом Земли, то плотность его очень велика: один кубический сантиметр материи типичного белого карлика весит около тонны.

Известен белый карлик (АС + 70°8247), средняя плотность которого составляет 36 тонн на кубический сантиметр! Сегодня известно несколько тысяч белых карликов, которые, как полагают астрономы, составляют около 10 процентов всех звезд, но из-за низкой светимости их трудно обнаружить.

Белый карлик обречен в конце концов погаснуть, медленно остывая и превращаясь в черного карлика. Похоже, что этот процесс идет настолько медленно, что с начала истории Вселенной и до сегодняшнего дня ни один черный карлик еще не образовался.

Страницы: 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27

Источник: http://www.mysterylife.ru/kosmos/astronomiya-astrofizika.html/9

Про Ван дер Кампа, Летящую Барнарда и ее планеты

Jason T.Wright, 

14 августа 2012 года

Великий астрометрист Петер ван дер Камп в середине 60х открыл планеты у второй близкой к Солнцу звезде – ну, после Альфы Центавра, разумеется.

Звезда Барнарда (в русскоязычной литературе ее любят называть Летящая Барнарда, прим. перев) – Звезда с большой буквы З, настоящая знаменитость среди астрономов по двум причинам – во-первых, как уже говорилось, за ее близость к нам, а во-вторых, за скорость, с которой она перемещается по нашему небу. На расстоянии в 6 св. лет она перемещается на 10 угловых секунд каждый год! 

В 1986 году, за 2 года до того, как открыли первую в этой Вселенной экзопланету (Лэтем, HD114783b), Ван дер Камп опубликовал книжку о “темных компаньонах” близких к нам звезд, в которой он подытожил результаты своей работы в течение десятилетий. Темные компаньоны были открыты им по крошечным колебаниям в движении звезд.

Он обнаружил, что Летящая Барнарда летит не по прямой, она слегка колеблется то влево то вправо от нее. Большинство этого движения списывается на годичный параллакс, амплитуда которого у звезды Барнарда достигает 1 угловой секунды.

Но в этих колебаниях Ван дер Камп нашел некие остаточные значения, что в 1963 году натолкнуло его на мысль о существовании планеты на орбите Летящей… 

Проведенные им измерения были очень трудными. “Отбивка” пути по небу с таким уровнем точности в течение десятилетий на фотопластинках была практически невозможна. И в результатах было что-то не так – орбиты планет, которые он вычислял каждый раз, были каждый раз разными.

Сначала, это была одна планета на замкнутой орбите, затем ему пришлось изменить параметры этой орбиты, затем пришлось добавить еще одну планету.

И все равно, предсказания вычислений не сходились со следующими наблюдениями – возможно, просто потому, что размер шумовых помех был им несколько недооценен, и он каждый раз пытался равнять шум…

Попытки воспроизвести результаты Ван дер Кампа не кончились ничем. Гейтвуд и Эйххорн ( Gatewood & Eichhorn), а также Бартлетт (Bartlett) пробовали снова и снова, и никак не могли получить даже видимость стабильного решения на этих архивных пластинках, а астрометрия с использованием Космического Телескопа Хаббл, казалось, окончательно поставила крест на результатах голландца – он ошибся.

Читайте также:  Как стать космонавтом? - все о космосе

Но ошибиться могли и современные астрономы… Особенно, если принять во внимание, что периоды обращения планет Ван дер Кампа – около 12 и 20 лет – очень велики, а другие параметры орбит слишком неопределенные, чтобы что-то утверждать на столь малых периодах наблюдений, как у Хаббла, и чтобы окончательно опровергнуть или потвердить существование планет нужно значительно больше времени.

Звезда Барнарда была включена в программы Ликской обсерватории с 1986 и обсерватории Кек с 1997 года. Точность измерения скоростей на Кеках составила 5 м/с, и точности даже телескопа Ликской обсерватории хватало, чтобы найти планеты Ван дер Кампа, если бы мы видели орбиты планет с ребра.

Работа, опубликованная сегодня студентами Джой Чой (Jieun Choi) и Джоффом Марси (Geoff Marcy), утверждает, что все комплекты данных, полученные в результате десятилетий работы, дают четкий ответ, что в радиусе 5 астрономических единиц там нет ни планет Ван дер Кампа, ни каких-то других планет-газовых гигантов.

 

Мы решили подойти немножко с другого конца – посмотреть, какие планеты могли бы встроиться в полученные данные. Мы игнорировали полученные Ван дер Кампом эксцентриситеты и фазы планет, и нашли решение с 2 планетами, которое могло бы потенциально ускользнуть от измерений Кека.

Оказалось, что если такая система и есть, она должна быть видна нам строго плашмя (с наклоном более 160 градусов) и планеты оказывают слишком маленькое влияние, чтобы его можно было обнаружить.

Такое положение системы технически находятся в рамках погрешности измерений наклона Ван дер Кампа, хотя фазы и эксцентриситеты подогнаны, и не соответствуют его прежним параметрам.

Так что это ни что иное как “окончательное нулевое открытие” планет Ван дер Кампа (в сочетании с мощностью современной астрометрии, я бы сказал, все подобные нулевые открытия окончательные). 

Но давайте не кидаться добром в сторону Ван дер Кампа – он был настоящий пионер науки. В завершение я хотел бы привести цитату из статьи Чои – 

Питер Ван дер Камп остается одним из самых уважаемых астрометристов своего времени за свою тщательность, настойчивость и мастерство. Но теперь у нас есть немного сомнений в том, что мнимые планеты Ван дер Кампа существуют.

Источник: http://www.nebulacast.com/2012/08/blog-post_3481.html

Звезда Барнарда

Объекты глубокого космоса > Звезды > Звезда Барнарда

Звезда Барнарда – наименована в честь астронома Э. Э. Барнарда, которому не удалось ее обнаружить. Впервые отметилась на пластинках Гарвардского университета в 1888-1898 гг. Но в 1916 году Барнард стал первым, кто вычислил правильное звездное движение – 10.3 угловых секунд в год.

Быстрые факты о звезде Барнарда

  • Созвездие: Змееносец.
  • Координаты: 17ч 57м 48.49803с (прямое вхождение), + 04° 41' 36.2072″ (склонение).
  • Удаленность: 5.978 световых лет.
  • Тип: M4.0V.
  • Массивность: 0.144 солнечной.
  • Радиус: 0.966 солнечного.
  • Видимая величина: +9.5.
  • Светимость: 0.0004 солнечной.
  • Температурный нагрев: 3134 K.
  • Скорость вращения: 130.4 дней.
  • Возраст: 10-12 миллиардов лет.
  • Наименование: «Борзая неба», BD + 04° 3561a, GCTP 4098,00, Gl 140-024, HIP 87937, LFT 1385, LHS 57, LTT 15309, Мюнхен 15040, V2500 Змееносца.

Видимость звезды Барнарда

Это вторая ближайшая звезда к нашей планете, отдаленная на 5.978 световых лет. Это тусклая красная звезда с величиной 9.5 и недоступна для обзора невооруженным глазом. Ее можно отыскать в небольшой телескоп, но придется использовать специальные фильтры, так как больше проявляет себя в ИК-диапазоне.

Движение и скорость звезды Барнарда

Наделена наивысшим правильным движением, но это гарантируется не реальным сдвигом, а соотношением к Солнцу. Боковая скорость составила 90 км/с, но измерение синего сдвига показало 142.6 км/с. То есть примерно в 11800 году н.э. она подойдет к Солнцу на 3.75 световых года.

Ее возраст – 10-12 млрд. лет, а значит перед нами одна из древнейших звезд галактики. Она уже истратила большую часть вращательной энергии, но в 1998 году отметили мощную вспышку, подтвердившую статус вспыхивающей звезды класса М.

Размер, масса и состав звезды Барнарда

Перед вами красный карлик (M4.0V), превосходящий по массивности Юпитер в 150 раз. Температура поднимается к 3100 К и достигает 0.004 солнечной яркости. Если приблизить ее к Земле, то превзошла бы лунное свечение в 100 раз.

Уровень металличности достигает 10%-32% от солнечной, что типично для древних красных карликов (звезды II популяции). Это применимо и к галактическим гало, но в реальности выходит, что звезда намного богаче на металл, чем средняя звезда гало. В совокупности звезду Барнарда считают представителем «промежуточной популяции II» (есть гало и диск).

Планетарные системы

Из-за своей приближенности звезду хорошо рассмотрели. В 1960-х гг. Питер ван де Капм уверял, что заметил несколько планет-гигантов и пытался их продемонстрировать. Но в 1970-х гг. появились новейшие методы компьютерного моделирования, которые исключили эту возможность. Но объекты земного типа все же могут скрываться где-то на орбитальном пути.

Ссылки

Источник: http://v-kosmose.com/zvezdyi-vselennoi/zvezda-barnarda/

У звезды барнарда нет планет

ru_universeuniverse_viewer
Источники – http://stp.cosmos.ru/index.php?id=1137&tx_ttnews%5Btt_news%5D=3883&cHash=1731ef3a6896f967746481a8a93200cd ,
http://www.centauri-dreams.org/?p=24114 ,
http://arxiv.org/pdf/1208.2273.

pdf

Калифорнийская группа подвела итог 25-летних наблюдений звезды Барнарда методом измерения лучевых скоростей.

Как оказалось, у звезды Барнарда отсутствуют планеты с массой больше двух масс Земли на орбитах короче 10 суток, и больше 10 масс Земли на орбитах короче двух лет.

Звезда Барнарда (Gliese 699) – вторая по удаленности звезда после Альфы Центавра. Это древний красный карлик спектрального класса M5 V, чья масса оценивается в 0.17 солнечных масс, светимость составляет всего 0.00457 солнечных, а возраст близок к 10 млрд. лет.

Звезда Барнарда знаменита своим очень быстрым собственным движением: за год она проходит по небесной сфере угловое расстояние 10.31 угловых секунд, за что еще называется Летящей. В настоящее время звезда Барнарда приближается к Солнцу со скоростью 106.

8 км/сек; через 9800 лет она пройдет на минимальном расстоянии 1.2 пк от Солнечной системы, но и в момент наибольшего сближения не будет видна невооруженным глазом.

Движение звезды Барнарда с 2004 по 2008 год.

Credit: Paul Mortfield & Stefano Cancelli/The Backyard Astronomer.

В 60-е годы прошлого века астроном Ван де Камп объявил об открытии рядом с этой звездой трех планет-гигантов, что привлекло к ней всеобщее внимание. Открытие было сделано астрометрическим методом (Ван де Камп фиксировал незначительные изменения положения звезды на небесной сфере, вызванные гравитационным влиянием планет). Однако впоследствии его открытие не подтвердилось.

С 1987 года звезду Барнарда мониторит Калифорнийская группа. Американские астрономы измеряли лучевую скорость звезды на обсерваториях Лик и Кек – сначала с точностью 20 м/сек, а последние 8 лет – с точностью около 2 м/сек. Всего было сделано 248 замеров. Никаких планет обнаружить не удалось, однако удалось получить важные верхние пределы.

Согласно данным Калифорнийской группы, у звезды Барнарда исключены планеты с минимальной массой больше 2 масс Земли на орбитах короче 10 суток, и с минимальной массой больше 10 масс Земли на орбитах короче двух лет.

График иллюстрирует верхние пределы на массы возможных планет у звезды Барнарда.

Планеты, лежашие ниже пунктирной линии, пока невозможно обнаружить методом лучевых скоростей (при точности измерения 2 м/сек).

Из-за низкой светимости этой звезды эффективная земная орбита в этой системе проходит на расстоянии 0.0676 а.е. (~10 млн. км). Находясь на этой орбите, гипотетическая планета имела бы орбитальный период 15.64 земных суток.

|

ru_universesandrermakoff
Оригинал взят у sandrermakoff в Юбилей “Вояджеров”.
20 августа 1977 года.
Старт ракеты-носителя Titan IIIE с станцией “Вояджер-2”.
35 лет назад стартовала миссия “Вояджера-2”, первая из программы “Вояджер” (“Вояджер-1” стартовал позже, 5 сентября 1977 года, но быстро обогнал брата за счет иной траектории).Вероятно величайшая межпланетная миссия человечества на сегодняшний день. Посудите сами – второй зонд посетил за один полет 4 планеты: Юпитер, Сатурн, Уран и Нептун, причем последние две первым и до сих пор единственным. “Вояджер-1” является самым быстрым космическим аппаратом человечества и уже вплотную подошел к границе Солнечной системы, приготовившись стать первым посланником человеческого разума вышедшим за ее границы.И самое главное – оба зонда до сих пор работают и выдают научную информацию на далекую Землю от которой они на расстоянии в сотню раз больше Солнца. Они должны продолжать работу еще около десяти лет, если смотреть на возможности радиоизотопных генераторов и запасы топлива двигателей коррекции. Вероятно в этот период зонды должны войти в межзвездное пространство и что точно произойдет при этом до конца неизвестно, возможно связь будет потеряна.

Читайте также:  Космонавт волынов борис валентинович - все о космосе

Кстати изначально ресурс расчитывался только на 5 лет гарантированого полета. 

Источник: https://ru-universe.livejournal.com/520939.html

Звезда Барнарда-красная

Астрономы исследовали две таких близких звезды, пытаясь об­наружить их возможные колебания. Хорошим кандидатом счита­лась Звезда Барнарда-красная звезда главной последовательности, находящаяся на расстоянии всего 1,83 пк, то есть вторая по удален­ности от Солнца (после системы альфа Кентавра).

В1963 году Питер ван де Камп (1901-1995) впервые объявил, что обнаружил планету у Звезды Барнарда; а позже, в 1980х, заявил, что там две планеты. Он измерял положения звезд на фотопластинках, полученных в об­серватории Спрул (шт. Пенсильвания) с 1938 по 1981 год.

Прошло несколько десятилетий, пока астрономы пришли к единому мне­нию, что это ошибочное заключение ван де Кампа было вызвано изменениями телескопа, после того как объектив был снят для про­мывки, а затем поставлен на место.

https://www.youtube.com/watch?v=eVQk4SWSR2s

Вторым кандидатом для поиска колебаний положения ста­ла звезда Лаланд 21185, еиДе одно красное светило главной после­довательности на расстоянии 2,54 пк, четвертое по расстоянию от Солнца. Впервые о существовании планеты у этой звезды заявила в 1960 году Сузан Липпинкот из обсерватории Спрул.

В 1996 году Джордж Гейтвуд из Обсерватории Аллегени (шт. Пенсильвания) сообщил об обнаружении спутников этой звезды, значительно ме­нее массивных, чем планета Липпинкот.

Кроме того, ван де Камп утверждал, что обнаружил планету с массой впятеро больше, чем у Юпитера, у звезды солнечного типа эпсилон Эридана. Но до сих пор ни одно из этих заявлений не подтверждено.

Заподозренные звезды, как и другие ближайшие светила, стоят в списке на иссле­дование космическими телескопами. Все старые наблюдения изза сложностей их анализа, вызванных техническими ограничениями прежних наземных приборов, были выброшены в корзину.

В конце концов более успешным для обнаружения экзопланет оказался метод измерения колебаний скорости.

Первое опубли­кованное сообщение об открытии, требующем последующего под­тверждения, появилось в 1988 году. Его авторами были канадцы Брюс Кэмпбелл, Г. Уокер и С. Янг.

Их наблюдения лучевых скоро­стей показали, что вокруг звезды гамма Цефея обращается планета. В 2003 году это открытие было подтверждено.

Экзопланетная астрономия реально началась в 1992 году, когда Александр Волыцан и Дейл Фрейл объявили об открытии двух или даже трех планет, обращающихся вокруг пульсара Р8К В1257+12. Астрономов это крайне удивило, поскольку пульсары были послед­ними в списке звезд, у которых ожидались планеты.

Ведь считалось, что это остатки звезд, переживших вспышку сверхновой, которая должна была разрушить любые планеты. Посылаемые пульсаром равномерные радиоимпульсы позволяют очень точно следить за его положением, выявлять возмущения со стороны планет и таким образом обнаруживать их.

Пульсар посылает сигналы как точные часы, и если планета движется вокруг пульсара, то мы замечаем, что эти «часы» то спешат, то отстают.

Этот метод похож на метод лучевых скоростей, использующий эффект Доплера, с той лишь раз­ницей, что вместо вычисления скорости звезды здесь измеряются и суммируются интервалы времени между последовательно при­ходящими импульсами. По существу, это позволяет определять из­менение расстояния до пульсара. Этот метод обеспечивает точность хронометража до десятков миллисекунд, позволяя установить сдвиг в положении пульсара примерно на 0,00002 а. е.

Планеты вокруг пульсара, вероятно, сильно пострадали от взры­ва сверхновой. Это могут быть выжившие ядра планетгигантов, не­когда похожих на Юпитер. Звезды, которые взрываются как сверх­новые, живут недолго по сравнению с продолжительностью эво­люции жизни на Земле.

После взрыва от них остается нейтронная звезда, которая продолжает угрожать жизни на любой соседней планете.

Повидимому, все три планеты движутся вокруг упомяну­того пульсара почти в одной орбитальной плоскости (как в Солнеч­ной системе), но размеры их орбит меньше, чем у Меркурия.

Вернемся к планетам у обычных звезд. Поскольку ожидаемые вариации скорости звезды были очень малы, удивлению астроно­мов не было предела, когда в 1995 году методом скоростей была от­крыта первая планета у звезды Солнечного Типа.

Мишель Майор из Женевской обсерватории и его студент Дидье Келос объявили об от­крытии планеты, обращающейся вокруг звезды 51 Пегаса с перио­дом 4,23 суток. Масса этой планеты не менее 0,47 массы Юпитера, а ее орбита удалена всего на 0,05 а. е.

от звезды (около 1% Расстояния Юпитера от Солнца и в 8 раз ближе Меркурия к Солнцу). Именно благодаря своей близости к звезде планета вызывает у нее вариации скорости с амплитудой 6о м/с, что заметно превышает 13 м/с, вызы­ваемых Юпитером у Солнца.

Поэтому изменения скорости 51 Пегаса удалось обнаружить в значительно более короткой серии наблюде­ний, чем ожидалось.

В нашей Солнечной системе газовые планеты гиганты располо­жены на периферии, а каменистые планеты — во внутренней обла­сти. Но первая же экзопланета, обнаруженная у звезды солнечного типа, оказалась гигантом, расположенным очень близко от светила. Это не согласуется с картиной Солнечной системы, но это именно то, что должен был дать метод лучевых скоростей.

Уже обнаруже­ны сотни экзопланет, причем большинство — методом лучевых скоростей. Похоже, что для таких систем типичны близкие к звезде планеты гиганты. Эти гиганты вызывают настолько сильный воз­мущающий эффект, что планеты типа Земли не смогли бы там дви­гаться по устойчивым орбитам на расстоянии от звезды, пригодном для жизни.

Означает ли это, что наша Солнечная система — исклю­чение из правил?

Источник: http://galaktikaru.ru/zvezda-barnarda-krasnaya/

Космос как предчувствие: 3 способа покинуть галактику

3 способа улететь на Марс

https://www.youtube.com/watch?v=stIJl8YUXYM

В этом году космос вернулся в моду. Все песни только о холодной пустоте, далёких планетах и тысячах световых лет. Человечество снова задумывается о том, куда бы переехать из безнадежно захламлённой квартиры. Мы мечтаем о новом доме, где всё можно будет начать с чистого листа.

Главная беда подобных мечтаний — небезызвестная теория относительности, в которой ясно сказано, что никакое тело не может двигаться быстрее света в вакууме. Преодолеть скорость света в классическом понимании физики пока невозможно. Этот факт всегда ставил реализуемость межгалактических пилотируемых миссий под большое сомнение.

Вероятно, решением проблемы станет «теория всего», которая гипотетически должна объединить все известные фундаментальные взаимодействия, в первую очередь квантовую механику и ту самую общую теорию относительности. Вот тут мы смогли бы по-новому взглянуть на всю проблематику межгалактических путешествий.

А пока этого не случилось, стоит рассказать о теоретически возможных способах для человека покинуть родную галактику.

Первым и самым реалистичным способом можно считать создание мощного двигателя, способного разогнать корабль достаточно, чтобы доставить астронавтов до другой звёздной системы. Ближайшая к нам звезда Проксима Центавра находится на расстоянии 4,24 световых лет.

И она уже не выглядит такой далёкой, если рассматривать гипотетические фотонные ракетные двигатели, называемые иначе аннигиляционными. Физики Вэймин Чжан и Ронан Кин рассчитали, что, используя даже те знания и технологии, которыми учёные располагают на данный момент, можно разогнать космический корабль до 70% от световой скорости, то есть приблизительно до 210 тысяч км/сек.

К сожалению, создание антивещества, которое служило бы топливом для подобного двигателя, пока слишком трудное и затратное.

Вещество, состоящее из атомов, ядра которых имеют отрицательный электрический заряд и окружены позитронами — электронами с положительным электрическим зарядом; в обычном веществе, из которого построен окружающий нас мир, положительно заряженные ядра окружены отрицательно заряженными электронами. — Прим. ред. 

Космический мусор и астероиды частенько становятся серьёзным препятствием для астронавтов в кино, но они же действительно являются основной угрозой и в реальных расчётах межгалактических путешествий.

Читайте также:  Каков истинный цвет нептуна? - все о космосе

Считается, что на скорости более 0,1 от световой корабль не успеет изменить курс и избежать столкновения с космическим телом.

В этом случае астронавтов не спасет даже защитный экран, который для движения на таких скоростях должен иметь толщину десятки метров и массу сотни тысяч тонн для защиты хотя бы от межзвёздной пыли.

Самый реалистичных из существовавших проектов — корабль «Дедал», получивший своё название из древнегреческой мифологии. На протяжении четырёх лет, с 1973 по 1977 год, над проектом работали 11 британских инженеров, но он, к сожалению, так и не воплотился в жизнь, оставшись на бумаге.

Из-за исполинских размеров построить такой корабль удалось бы только в открытом космосе. По размерам «Дедал» вполне сопоставим с Эмпайр-стейт-билдинг, а вес одного только топлива превышал 100 тысяч тонн. Звездолёт должен был достигнуть звезды Барнарда, удалённой от Земли на 5,91 световых лет, за полвека. Участие астронавтов в полёте не рассматривалось.

Пассажирами корабля могли стать только 18 зондов с ионными двигателями, предназначенные для детального изучения звезды Барнарда и её окрестностей.

В настоящее время американской некоммерческой группой ученых Tau Zero и Британским межпланетным обществом ведётся разработка нового проекта «Икар», который должен вобрать в себя некоторые элементы своего предшественника. Результаты исследований планируется опубликовать в конце текущего года.

Проход сквозь искривлённое пространство

Если опровергнуть теорию относительности нельзя и преодолеть скорость света невозможно, то нужно найти вариант обхода. В этом заключается второй способ — искривление пространства-времени варп-двигателем.

Корабль как бы сжимает пространство, не приближая себя к конечной точке путешествия и приближая саму точку A к точке Б. Такой «объезд» позволил бы преодолевать тысячи световых лет, не затрачивая при этом большого количества земного времени.

Конечно, пока никто не поместил кротовую нору в окрестностях Сатурна, это выглядело чем-то фантастическим, но в 1994 году мексиканский физик-теоретик Мигель Алькубьерре, вдохновлённый сериалом «Звёздный путь», предложил идею создания устройства по искривлению пространства.

Механизм сжимал бы его спереди и расширял за кормой корабля. Сам звездолёт находился бы в своеобразном пузыре и относительно него оставался бы практически неподвижным.

собирательный, фантастический научно-теоретический образ технологии или явления из вымышленной вселенной «Стартрека», позволяющей попасть из одной точки пространства в другую быстрее, чем это делает свет: это становится возможным благодаря генерации специального поля искривления — варп-поля, — которое окутывает судно и искажает пространственно-временной континуум космического пространства, перемещая его. — Прим. ред.

Варп-двигатель, помимо сериала «Звёздный путь», где он был отражён наиболее точно, также был задействован в «Звёздных вратах» и «Звёздных войнах». Там космические корабли преодолевали гигантские расстояния именно с помощью технологии искусственного искривления пространства.

В 2010 году агентства NASA и DARPA (Американское агентство передовых оборонных исследовательских проектов) приступили к разработке проекта 100 Year Starship, целью которого является не постройка конкретного корабля, а стимулирование нескольких поколений учёных на исследования в различных дисциплинах и создание прорывных технологий.

В сентябре 2012 года на конференции в Хьюстоне инженер Гарольд Уайт уже презентовал первые результаты экспериментов своей исследовательской группы Eagleworks. За основу был взят проект пузыря Алькубьерре.

Согласно расчётам Уайта, корабль, оборудованный варп-двигателем, способен достигнуть Альфы Центавры (расстояние до неё составляет 4,36 световых лет) за две недели, в то время как такой полёт на обычном современном корабле занял бы порядка 75 тысяч лет.

Многие светлые умы современной науки достаточно скептически отнеслись к подобной технологии перемещения в пространстве. Хотя бы потому, что движение быстрее скорости света — это и движение сквозь время, поэтому варп-двигатель представляет собой не что иное, как вариант машины времени, что плохо соотносится с той самой теорией относительности.

Однако Уайт, как и Мигель Алькубьерре, уверен в том, что подобный двигатель реален. Более того, по его словам, создание такого двигателя возможно в самое ближайшее время, уже в нашем поколении. Остаётся дождаться результатов исследований.

Гарольд Уайт

Третьим способом покорения Вселенной людьми можно считать создание корабля поколений. В основе подобных проектов не лежит мощный двигатель или проблема быстрой доставки астронавтов к другим звёздным системам.

Корабль поколений — это человеческая колония.

Автономная космическая станция, конечной целью экспедиции которой может являться как доставка людей на планету, пригодную для жизни, так и изучение просторов Вселенной на протяжении сотен и тысяч лет.

Стэнфордский тор — наиболее подробно описанный проект корабля поколений. В 1975 году он был предложен командой студентов Стэнфордского университета и представляет собой кольцевидную вращающуюся станцию диаметром около 1,8 километра, с осью в центре, предназначенную для проживания 10 тысяч человек.

Вращение объекта создавало бы гравитацию во внутренней, жилой части кольца. В качестве источника питания планировалось использовать солнечный свет, который поступает внутрь с помощью системы зеркал. Большая площадь внутреннего пространства станции позволяет создать полноценную замкнутую экосистему.

Первой проблемой воплощения такого проекта является полная автономность корабля, то есть обеспечение питанием, кислородом, топливом, переработка отходов т. д. Но даже если не заострять внимание на этой детали, основная проблема всё же кроется в поле морали.

Если первое поколение людей сможет смириться с тем, что больше никогда не увидит Землю и им суждено умереть в космосе ради их миссии, то последующие поколения на станции, являющиеся промежуточными, столкнутся с трудностями осознания конечной цели их жизни, которая будет складываться разве что в сборе данных, поддержании курса, а главное — в продолжении рода. Об этом не раз думали научные фантасты. Например, в романе Роберта Хайнлайна «Пасынки Вселенной» рассказывается как раз о том, что последующие поколения астронавтов в результате мятежа на корабле вообще забыли о финальной цели своего пути и скатились до уровня доиндустриального общества, на многие годы застряв на дрейфующей станции. Возможно, выходом из ситуации станут анабиоз или крионирование, но такие технологии пока недостаточно развиты.

Наша история уже узнала первые реальные попытки создания человеческой колонии. Программа Mars One, создаваемая голландской частной компанией под руководством изобретателя и предпринимателя Баса Лансдорпа, подразумевает высадку первых людей на поверхности Марса для последующей его колонизации уже в 2025 году.

На данный момент после двух туров отбора, в качестве претендентов остались 705 человек, в числе которых 36 из России. Колонисты неизбежно столкнутся с той же моральной проблемой, что и на корабле поколений — они не смогут вернуться. Осуществить взлёт корабля с поверхности Красной планеты без космодрома, учитывая современные технологии, невозможно.

И, вероятней всего, первым людям на Марсе придётся смириться с тем, что увидеть Землю они смогут разве что на экране монитора. 

Не стоит забывать, что маленькие частицы нашей цивилизации уже покинули пределы Солнечной системы. Запущенные в 1977 году аппараты «Вояджер-1» и «Вояджер-2» уже изучают межзвёздное пространство и несут на борту послание для неземных цивилизаций.

Человечество действительно стоит на пороге великих открытий. Если верить теории технологической сингулярности, то в недалёком будущем нас ждёт граница, за которой технологический и научный прогресс станет недоступным пониманию из-за своей сложности и быстроты развития.

После наступления технологической сингулярности научные свершения станут такой же рутиной, как выход нового смартфона. Многие учёные связывают это с появлением искусственного интеллекта, а в качестве наиболее вероятного временного интервала называется период 2016–2040 года.

Поп-культура вновь не ошиблась — сейчас самое время для снов о космическом будущем.

Источник: http://www.furfur.me/furfur/culture/culture/178745-kosmos-kak-predchuvstvie-tri-sposoba-uletet-na-mars

Ссылка на основную публикацию