Puas yog interstellar mus ncig tiag tiag?

2024 Tus sau: Seth Attwood | [email protected]. Kawg hloov kho: 2023-12-16 16:06

Tus sau ntawm tsab xov xwm qhia meej txog plaub qhov kev cog lus thev naus laus zis uas muab sijhawm rau tib neeg kom ncav cuag txhua qhov chaw hauv ntiaj teb thaum tib neeg lub neej. Kev sib piv: siv cov cuab yeej siv niaj hnub no, txoj hauv kev mus rau lwm lub hnub qub yuav siv li 100 txhiab xyoo.

Txij li thaum txiv neej thawj zaug ntsia mus rau hauv lub ntuj hmo ntuj, peb tau npau suav ntawm mus xyuas lwm lub ntiaj teb thiab pom lub ntug. Thiab txawm hais tias peb cov foob pob hluav taws uas muaj tshuaj lom neeg tau mus txog ntau lub ntiaj teb, lub hli thiab lwm lub cev hauv lub hnub ci, lub dav hlau nyob deb tshaj plaws ntawm lub ntiaj teb, Voyager 1, tsuas yog 22.3 billion kilometers. Qhov no tsuas yog 0.056% ntawm qhov kev ncua deb mus rau qhov ze tshaj plaws paub lub hnub qub. Siv cov cuab yeej siv niaj hnub no, txoj hauv kev mus rau lwm lub hnub qub yuav siv li 100 txhiab xyoo.

Txawm li cas los xij, tsis tas yuav tsum ua raws li peb ib txwm ua. Kev ua tau zoo ntawm kev xa tsheb nrog cov khoom thauj loj, txawm tias nrog tib neeg nyob hauv lub nkoj, dhau qhov tsis tau pom dua nyob hauv lub ntiaj teb tuaj yeem txhim kho tau zoo yog tias siv cov cuab yeej siv tau zoo. Tshwj xeeb tshaj yog, muaj plaub qhov kev cog lus thev naus laus zis uas tuaj yeem coj peb mus rau lub hnub qub hauv lub sijhawm tsawg dua. Ntawm no lawv nyob.

ib). Nuclear technology. Txog tam sim no nyob rau hauv tib neeg keeb kwm, txhua lub dav hlau tso rau hauv qhov chaw muaj ib yam zoo sib xws: lub tshuab hluav taws xob chemical. Yog lawm, foob pob hluav taws roj yog ib qho tshwj xeeb sib xyaw ntawm cov tshuaj tsim los muab kev txhawb siab tshaj plaws. Lo lus "chemicals" tseem ceeb ntawm no. Cov tshuaj tiv thaiv uas muab lub zog rau lub cav yog ua raws li kev faib tawm ntawm kev sib txuas ntawm cov atoms.

Qhov no tseem ceeb txwv peb qhov kev ua! Feem coob ntawm cov loj ntawm ib lub atom ntog ntawm nws cov nucleus - 99, 95%. Thaum cov tshuaj tiv thaiv tshuaj pib, cov electrons revolving nyob ib ncig ntawm lub atoms yog redistributed thiab feem ntau tso tawm raws li lub zog txog 0, 0001% ntawm tag nrho cov loj ntawm cov atoms koom nyob rau hauv cov tshuaj tiv thaiv, raws li Einstein tus nto moo sib npaug: E = mc2. Qhov no txhais tau tias rau txhua kilogram roj uas thauj mus rau hauv lub foob pob ua ntxaij, thaum lub sij hawm cov tshuaj tiv thaiv, koj tau txais lub zog sib npaug li 1 milligram.

Txawm li cas los xij, yog tias siv lub foob pob hluav taws xob nuclear, qhov xwm txheej yuav txawv heev. Tsis txhob cia siab rau kev hloov pauv hauv kev teeb tsa ntawm cov khoom siv hluav taws xob thiab yuav ua li cas atoms sib txuas nrog ib leeg, koj tuaj yeem tso tawm lub zog loj heev los ntawm kev cuam tshuam li cas cov nuclei ntawm atoms txuas rau ib leeg. Thaum koj fission ib tug uranium atom los ntawm bombarding nws nrog neutrons, nws emits ntau zog ntau tshaj li tej tshuaj tiv thaiv. 1 kilogram ntawm uranium-235 tuaj yeem tso tawm lub zog sib npaug rau 911 milligrams ntawm huab hwm coj, uas yuav luag ib txhiab npaug ntau dua li cov roj siv tshuaj.

Peb tuaj yeem ua kom lub tshuab ua haujlwm tau zoo dua yog tias peb tau paub txog kev siv hluav taws xob nuclear. Piv txwv li, ib qho system ntawm inertial tswj thermonuclear fusion, nrog kev pab los ntawm nws yuav muaj peev xwm los tsim hydrogen rau hauv helium, xws li ib tug saw cov tshuaj tiv thaiv tshwm sim nyob rau hauv lub hnub. Lub synthesis ntawm 1 kilogram ntawm hydrogen roj rau hauv helium yuav hloov 7.5 kilograms ntawm huab hwm coj mus rau hauv lub zog ntshiab, uas yog yuav luag 10 txhiab zaus ntau npaum li cov tshuaj roj.

Lub tswv yim yog kom tau txais tib lub nrawm rau lub foob pob hluav taws rau lub sijhawm ntev dua: ntau pua lossis ntau txhiab lub sijhawm ntev dua li tam sim no, uas yuav tso cai rau lawv tsim ntau pua lossis ntau txhiab zaus sai dua li cov foob pob hluav taws tam sim no. Xws li ib txoj kev yuav txo lub sij hawm ntawm interstellar ya davhlau mus rau pua pua lossis txawm kaum xyoo. Qhov no yog ib qho kev cog lus thev naus laus zis uas peb yuav siv tau los ntawm 2100, nyob ntawm qhov nrawm thiab kev taw qhia ntawm kev tshawb fawb.

2). Ib tug beam ntawm cosmic lasers. Lub tswv yim no yog nyob rau hauv plawv ntawm Breakthrough Starshot project, uas tau txais qhov tseem ceeb ob peb xyoos dhau los. Tau ntau xyoo, lub tswv yim tsis tau poob nws qhov kev ntxim nyiam. Thaum lub foob pob hluav taws zoo ib txwm nqa roj nrog nws thiab siv nws ntawm kev nrawm, lub tswv yim tseem ceeb ntawm cov thev naus laus zis no yog lub teeb ntawm cov lasers muaj zog uas yuav ua rau lub dav hlau xav tau qhov tsim nyog. Hauv lwm lo lus, lub hauv paus ntawm acceleration yuav decoupled los ntawm lub nkoj nws tus kheej.

Lub tswv yim no yog ob qho tib si zoo siab thiab hloov pauv hauv ntau txoj hauv kev. Laser thev naus laus zis tab tom txhim kho tiav thiab tab tom dhau los ua tsis tau tsuas yog muaj zog dua, tab sis kuj muaj kev sib koom ua ke. Yog li, yog tias peb tsim cov khoom zoo li lub nkoj uas muaj kev cuam tshuam qhov feem pua ntawm cov teeb pom kev zoo ntawm lub teeb, peb tuaj yeem siv lub laser txhaj tshuaj los ua kom lub nkoj loj hlob sai. Lub "hnub qub" hnyav ~ 1 gram yuav tsum ncav cuag qhov nrawm ntawm ~ 20% ntawm qhov ceev ntawm lub teeb, uas yuav cia nws ya mus rau lub hnub qub ze tshaj plaws, Proxima Centauri, tsuas yog 22 xyoo.

Yog lawm, rau qhov no peb yuav tau tsim ib lub teeb loj loj ntawm lasers (kwv yees li 100 km2), thiab qhov no yuav tsum tau ua nyob rau hauv qhov chaw, txawm hais tias qhov no yog qhov teeb meem ntau dua li kev siv tshuab lossis kev tshawb fawb. Txawm li cas los xij, muaj ntau qhov kev sib tw uas yuav tsum tau kov yeej thiaj li ua tau raws li qhov project. Ntawm lawv:

• ib lub nkoj uas tsis muaj kev txhawb nqa yuav tig, qee yam (tseem tsis tau tsim) stabilizing mechanism yuav tsum tau;
• tsis muaj peev xwm nres thaum lub ntsiab lus mus txog, vim tias tsis muaj roj rau ntawm lub nkoj;
• Txawm hais tias nws hloov tawm mus rau qhov ntsuas cov cuab yeej thauj neeg, ib tus neeg yuav tsis muaj peev xwm ciaj sia nrog kev nrawm nrawm - qhov sib txawv tseem ceeb hauv kev nrawm hauv lub sijhawm luv luv.

Tej zaum muaj ib hnub cov thev naus laus zis tuaj yeem coj peb mus rau lub hnub qub, tab sis tseem tsis muaj txoj hauv kev ua tiav rau tus neeg kom ncav cuag qhov nrawm sib npaug li ~ 20% ntawm qhov ceev ntawm lub teeb.

3). Antimatter roj. Yog tias peb tseem xav nqa roj nrog peb, peb tuaj yeem ua kom nws ua tau zoo tshaj plaws: nws yuav ua raws li kev rhuav tshem ntawm cov khoom thiab cov tshuaj tiv thaiv. Tsis zoo li cov tshuaj lom neeg lossis cov roj nuclear, qhov twg tsuas yog ib feem ntawm pawg ntawm lub nkoj tau hloov mus rau hauv lub zog, particle-antiparticle annihilation siv 100% ntawm qhov loj ntawm ob qho tib si thiab cov tshuaj tiv thaiv. Lub peev xwm los hloov tag nrho cov roj mus rau hauv lub zog mem tes yog qhov siab tshaj plaws ntawm cov roj efficiency.

Cov teeb meem tshwm sim hauv kev siv cov qauv no hauv kev xyaum hauv peb lub ntsiab lus qhia. Tshwj xeeb:

• creation ntawm ruaj khov antimatter;
• muaj peev xwm cais nws los ntawm cov teeb meem zoo tib yam thiab meej tswj nws;
• tsim antimatter nyob rau hauv loj txaus rau lub davhlau interstellar.

Hmoov zoo, thawj ob qhov teeb meem twb tau ua haujlwm lawm.

Ntawm European Lub Koom Haum rau Kev Tshawb Fawb Nuclear (CERN), qhov chaw loj Hadron Collider nyob, muaj ib qho chaw loj heev hu ua "antimatter factory". Nyob ntawd, rau pab pawg ywj pheej ntawm cov kws tshawb fawb tab tom tshawb xyuas cov khoom ntawm antimatter. Lawv noj cov tshuaj tiv thaiv thiab ua rau lawv qeeb, yuam cov positron khi rau lawv. Qhov no yog li cas antiatoms los yog nruab nrab antimatter yog tsim.

Lawv cais cov antiatoms nyob rau hauv ib lub thawv nrog sib txawv hluav taws xob thiab sib nqus teb uas tuav lawv nyob rau hauv qhov chaw, deb ntawm cov phab ntsa ntawm ib lub thawv uas muaj teeb meem. Txog tam sim no, ib nrab xyoo 2020, lawv tau ua tiav kev sib cais thiab ruaj khov ob peb antiatoms rau ib teev ntawm ib zaug. Nyob rau ob peb xyoos tom ntej no, cov kws tshawb fawb yuav muaj peev xwm tswj tau qhov kev txav ntawm antimatter nyob rau hauv lub gravitational teb.

Cov thev naus laus zis no yuav tsis muaj rau peb nyob rau yav tom ntej, tab sis nws yuav tig tawm tias peb txoj kev ceev tshaj plaws ntawm kev mus ncig ntawm lub hnub qub yog lub foob pob hluav taws antimatter.

4). Starship ntawm qhov tsaus ntuj. Qhov kev xaiv no yeej tso siab rau qhov kev xav tias txhua qhov ua rau lub luag haujlwm rau qhov tsaus ntuj coj zoo li boson thiab yog nws tus kheej antiparticle. Hauv txoj kev xav, cov teeb meem tsaus ntuj, uas yog nws tus kheej antiparticle, muaj qhov me me, tab sis tsis yog xoom, muaj feem cuam tshuam nrog lwm cov khoom ntawm qhov tsaus ntuj uas sib tsoo nrog nws. Peb tuaj yeem siv lub zog tso tawm los ntawm kev sib tsoo.

Muaj pov thawj ua tau rau qhov no. Raws li qhov tshwm sim ntawm kev soj ntsuam, nws tau raug tsim tsa tias Milky Way thiab lwm lub galaxies muaj qhov tsis txaus ntseeg ntawm gamma hluav taws xob los ntawm lawv cov chaw, qhov twg lub zog ntawm qhov tsaus ntuj yuav tsum yog siab tshaj. Muaj ib txwm muaj peev xwm hais tau yooj yim astrophysical piav qhia rau qhov no, piv txwv li, pulsars. Txawm li cas los xij, nws muaj peev xwm hais tias qhov teeb meem tsaus ntuj no tseem cuam tshuam nrog nws tus kheej hauv nruab nrab ntawm lub galaxy thiab yog li muab peb lub tswv yim zoo kawg - lub hnub qub ntawm qhov tsaus ntuj.

Qhov zoo ntawm txoj kev no yog qhov teeb meem tsaus ntuj muaj nyob txhua qhov chaw hauv galaxy. Qhov no txhais tau tias peb tsis tas yuav nqa roj nrog peb thaum mus ncig. Hloov chaw, lub zog tsaus nti reactor tuaj yeem ua cov hauv qab no:

• nqa tej yam tsaus ntuj uas nyob ze;
• ceev nws txoj kev puas tsuaj los yog cia nws rhuav tshem ib txwm;
• redirect lub zog tau txais kom tau txais lub zog hauv txhua qhov kev xav tau.

Ib tug neeg tuaj yeem tswj qhov loj thiab lub zog ntawm lub reactor kom ua tiav cov txiaj ntsig xav tau.

Yog tias tsis tas yuav nqa roj rau ntawm lub nkoj, ntau qhov teeb meem ntawm kev txav mus los ntawm qhov chaw yuav ploj mus. Hloov chaw, peb yuav muaj peev xwm ua tiav txoj kev npau suav uas nyiam ntawm txhua qhov kev taug kev - unlimited acceleration. Qhov no yuav ua rau peb muaj peev xwm xav tsis thoob - lub peev xwm mus txog txhua qhov chaw hauv lub Ntiaj Teb thaum tib neeg lub neej.

Yog tias peb txwv peb tus kheej rau cov cuab yeej foob pob hluav taws uas twb muaj lawm, ces peb yuav xav tau tsawg kawg yog kaum txhiab xyoo taug kev los ntawm lub ntiaj teb mus rau lub hnub qub ze tshaj plaws. Txawm li cas los xij, kev nce qib tseem ceeb hauv lub tshuab thev naus laus zis tau nyob ze ntawm tes, thiab yuav txo lub sijhawm mus ncig rau tib neeg lub neej. Yog tias peb tuaj yeem paub siv cov roj nuclear, cosmic laser beams, antimatter lossis txawm tias qhov tsaus ntuj, peb yuav ua tiav peb tus kheej txoj kev npau suav thiab dhau los ua qhov chaw vam meej yam tsis muaj kev siv cov cuab yeej cuam tshuam xws li warp drives.

Muaj ntau txoj hauv kev los hloov cov tswv yim raws li kev tshawb fawb mus rau qhov ua tau, lub ntiaj teb tom ntej ntawm lub tshuab thev naus laus zis. Nws yog qhov ua tau tias nyob rau thaum xaus ntawm lub xyoo pua lub spaceship, uas tseem tsis tau tsim, yuav los ua qhov chaw ntawm New Horizons, Pioneer thiab Voyager ua cov khoom nyob deb tshaj plaws ntawm tib neeg los ntawm lub ntiaj teb. Kev tshawb fawb twb npaj lawm. Nws tseem nyob rau peb saib dhau ntawm peb cov cuab yeej siv tam sim no thiab ua kom txoj kev npau suav no los txog.