Физика пространства - времени

=

ln

M

M

.

Отсюда следует искомое отношение масс

M

M

=

e

=

20

.

Полезный груз ракеты равен 10 кг; поэтому суммарная масса полезного груза и горючего перед последним торможением при возвращении на Землю составляет 20·10 кг. Но при предшествовавшем ускорении от далёкой звезды к Земле ускорять приходится не только полезный груз, но и горючее, необходимое для конечного торможения. Поэтому при прощании со звездой полная масса космического корабля должна быть равна 20·20·10 кг. Продолжая эти рассуждения назад во времени вплоть до самого отлёта с Земли, для исходного значения массы корабля получим

20·20·20·20·10

кг

3,2·10^1

кг

,

т.е. 32 миллиона тонн! Из этой общей массы полезный груз составляет всего 100 тонн, а остальное — горючее.

б) Полёт в одну сторону (быстрое ускорение не в счёт, важен лишь длительный полёт по инерции, когда ch =10) занимает 50 лет времени астронавта или 50·10 лет= 500 лет на Земле. Космический корабль летит почти со скоростью света:

1

–

^2

=

1

ch^2

=

10^2

=

(1-)

(1+)

2(1-)

,

или

1-

0,5·10^2

.

Поэтому он может достигнуть звезды, удалённой от нас самое большее на 500 световых лет. Всё путешествие займёт тысячу земных лет.

в) Коэффициент замедления времени равен ch =10, поэтому энергия атома водорода (масса покоя m) составляет

E

=

m ch

=

10m

или

T

=

E

–

m

=

9m

9

Бэв

.

Лоренцево сокращение, происходящее в направлении движения, также определяется коэффициентом ch =10. Поэтому в системе отсчёта ракеты, движущейся со своей полной скоростью, на каждый кубический сантиметр будет приходиться не один атом водорода, а целых десять, т.е. 10·10^2·10^2·10^2=10 атомов на один кубометр. В этой системе отсчёта они будут лететь почти со скоростью света, так что в секунду на каждый квадратный метр лобовой поверхности космического корабля будет обрушиваться 3·10 кубических метров частиц — 3·10^1 атомов. Это в 300 раз превышает мощность пучка протонов высокой энергии от ускорителя.

Подведём итоги:

1) Расстояние (около 500 световых лет), достижимое в космическом полёте человеком за время его жизни, намного меньше, чем расстояния до самых далёких из наблюдаемых нами звёзд (от 5 до 9 миллиардов световых лет).

2) Даже в случае «идеальной» ракеты отношение начальной массы к конечной, необходимое для полёта туда и обратно «всего лишь» на расстояние 500 световых лет, недопустимо велико.

3) Астронавт-человек нуждается во время такого полёта в массивном защитном щите, что несовместимо с предположением об идеальной ракете, принятым при выводе двух предыдущих заключений.

Некоторые физические постоянные

Скорость света в вакууме

c

=

2,997925

10

м

/

сек

10^1

см

/

сек

c

=

1

метр пути/метр светового времени

1

сантиметр пути/сантиметр светового времени

Гравитационная постоянная

G

=

6,670

x

10^1^1

м

^3/

кг

·

сек

^2

10

см

^3/

г

·

сек

^2

Постоянная Планка

h

=

6,6256 x

10^3

кг

·

м

^2/

сек

10^2

г

·

см

^2/

сек

Квант момента импульса

h

=

1,0545 x

10^3

кг

·

м

^2/

сек

10^2

г

·

см

^2/

сек

Постоянная Больцмана

k

=

1,38054 x

10^2^3

джоуль

/°K

10^1

эрг

/°K

Элементарный заряд

e

=

1,60210·10^1

кулон

4,80298·10^1

CGSE или

г

^1

^/

^2·

см

^3

^/

^2

сек

Масса покоя электрона

m

_e

=

9,1091x

10^3^1

кг

10^2

г

Энергия покоя электрона

m

_e

c^2

=

8,1869x

10^1

джоуль

10

эрг

=

0,510984

Мэв