Ползучая экспансия

[EmperioAf]

 

На опыте показано: из двух шариков, обладающих в начальном положении одинаковым запасом кинетической энергии, с большей средний скоростью движется тот, который катится по дорожке с уклонами и подъемами. Это явление имеет точное математическое объяснение.

Через 15 минут размышления об этой ситуации хочется говорить, что автор статьи просто капитан очевидность

[Dem]

Касаемо сабжа - мне кажется, что надо ввести такой фактор, как радиус достижимости.
Межзвездный перелёт можно осуществить только на заранее накопленных ресурсах - энергетических и материальных, даже при условии глубокого рециклинга последних.
Но разные звёздные системы позволяют накопить сильно разное количество.
Если материнская цивилизация с её многомиллиардным населением с лёгкостью накопит ресурсы для многотысячелетнего перелёта - то дочерняя вполне может оказаться сильно ограниченной в этом.
Скажем, если в системе только безжизненные планеты и никаких поясов астероидов - тут сильно не разгонишься, да и население скорей будет не выше десятков миллионов на немногочисленных "космических городах". Куда уж тут дальше лететь. Разве что совсем близко пролетит, чтобы за век-другой долететь.
И срок заполнения галактики с единиц миллионов растёт до десятков-сотен. А если самым старшим планетным системам всего десяток, да и из них минимум половина ушла на эволюцию...

В журнале "Природа" N 5 за 1971 на стр. 122  меня когда-то привлекла вот эта картинка

тут неправильные начальные условия. Во втором случае надо брать равную скорость не в верхней точке, а на усреднённой высоте трассы.

Кстати. О журнале "Природа" и о том может ли техноцивилизация "жрать голые камни"?

Добывать из камней мизерные примеси в самом деле невыгодно. Но ведь и основная масса вполне может быть полезным сырьём, а переработка обогащённого остатка - совсем другое дело.

[AlexAV]

Если учитывать разнообразие минералов(в песке) которые могут иметь ценность.

Кстати вот минералогический состав некоторых песков:




Вообще из интересного не так уж и много. Из более менее общераспространённых - циркон и монацит. Основные компоненты в первом цирконий, во втором - фосфаты РЗЭ. В некоторых образцах из приведённых ещё берилл, но его как-то совсем мало. Остальное-  минералы алюминия, железа и титана (правда некоторые из них могут содержать и более интересные компоненты, скажем ставролит иногда никель и кобальт, диопсид - цинк, хром и ванадий и т.д., но не как основной компонент, а как довольно небольшую примесь, доли процентов).

Правда циркон и монацит всегда содержат весьма приличное количество урана и тория. Скажем вот содержание в цирконах (наиболее распространённый - гранитный):



Но песка для его извлечения придётся просеивать просто какое-то невероятное количество (циркона у нас может быть 150 г/т первичного песка, а урана в нём около 1 кг/т, итого почти 7000 тонн на каждый кг урана).

[СТОкрат]

Тот же "потенциал" в моем убеждении по поводу ln(2) действует и в стохастическом росте. Если вероятность 0.5, то сколько ты приобрел сейчас (за счет флуктуаций), столько и проиграешь потом.
Я не имею полного объяснения феномена.

Зачем искать физическую причину там, где работают чисто математические закономерности ?  Вот вы гуляете и регулярно встречаете прохожих по одному в минуту. За 12 мин. -- 12 осчастливленных встречей с вами. Теперь из массы людей, встречающих прохожих на улице выделим двоих симметричных относительно вас. Пусть это буду я со своей супругой. Я встречаю людей в два раза чаще вас -- 24 за 12 мин., а жена в два раза реже -- 6 за 12 мин. Казалось бы, мы с женой должны в среднем повстречать столько же, сколько и вы. Однако, у нас 24+6=30, т.е. 15 на рыло, а у вас 12.  Если моя жена из той области, что ограничена снизу нулем, то я сверху почти неограничен, так что для меня надо брать именно 24 встреченных, а не 18. Скорость ну почти бесконечна (<c), или количество прохожих сколь угодно большое -- могу сразу на толпу натолкнуться. Мы же это всё как точки рассматриваем -- между двумя встреченными прохожими может быть сколь угодно много ещё прохожих. В стохастическом процессе вам приходиться принимать к усреднению элементы из бесконечности, которые нечем скомпенсировать. В отрицательной части ничего нет. Хотя, тут нюанс -- некоторые встречи могут рассматриваться как отрицательные и компенсирующие вклады от положительной бесконечности. Это когда уже не сближение, а разрушительное столкновение. Но этого очень мало.

[alex_semenov]

Зачем искать физическую причину там, где работают чисто математические закономерности ?

 
Физическое или математическое - не важно. Разумеется речь идет не о физике а о случайности (явлении математическом).
Конечно чисто формальной логики - достаточно. Как скажем при доказательстве теоремы Пифагора в школе (см рис 1 в приложении). Но хотелось бы иметь (если возможно) и "наглядное" решение. См случай 2 (как бы доказывали это древние греки с циркулем и линейкой). То есть ДРУГИМ СПОСОБОМ МЫШЛЕНИЯ. Несколькими способами - всегда надежней.
Вообще говоря, понимать что либо это (как мне кажется) и означает приходить к одному и тому же разными способами мышления. Чем больше таких способов, тем "объемней", глубже вы что-то понимаете.
Понимаете?

Вот вы гуляете и регулярно встречаете прохожих по одному в минуту. За 12 мин. -- 12 осчастливленных встречей с вами. Теперь из массы людей, встречающих прохожих на улице выделим двоих симметричных относительно вас. Пусть это буду я со своей супругой. Я встречаю людей в два раза чаще вас -- 24 за 12 мин., а жена в два раза реже -- 6 за 12 мин. Казалось бы, мы с женой должны в среднем повстречать столько же, сколько и вы. Однако, у нас 24+6=30, т.е. 15 на рыло, а у вас 12.

Отлично! Вам тоже плюс за самое простое объяснение!
Проще говоря – тут нет аддитивности.

Но что меня удивило и привлекло – что разница – в сторону ускорения процесса. Обычно (у коварной природы) - наоборот.
И вот это заставляет все еще думать: с чего бы это тут – так? Гм…

[Technecy]

И вот тут, физика и математика расходятся... Именно с этого момента начинается понимание что математическая реальность и физическая, это два абсолютно разных человека.

[alex_semenov]

Насколько я понял (могу и ошибаться), суть в том что разные граниты и как там говорится "изверженные породы",  содержат малые примеси  руд  в себе не столько в равномерно-растворенном виде (как в воде),

В основном в растворённом. Скажем там приведено среднее содержание уранита 0,8 г/т, а полное содержание урана в гранитах 3,2 г/т, касситерита 0,2 г/т, а олова вообще 3 г/т и т.д.

Гм… Да. Тут я ЯВНО выдал желаемое за действительное. Действительно! Ведь говоря "не столько, а в основном" я тем самым нарушил святой и незыблемый в этом сучьем мире "закон председателя колхоза"!
Разумеется, хорошего (в данном случае в виде микровкраплений) в этом мире –  мало, а дерьма (в растворенном) – много.  По-другому и быть не может!
Но! Это только вносит некую реалистичность и суровость в логику автора стати. Да, разгрызая камни, мы будем большую часть терять. Но мы все же будем получать из них сырье по цене много меньшей, чем если бы перегоняли
Что ни говори, включение таких вот аксессоров – это хоть и скудная но все же ШАРА, на которую  ВЫСОКОорганизованная материя  могла бы опереться.

Организованная материя, для своего поддержания, всегда должна опираться на некую внешнюю шару. При этом чем скудней эта шара (чем энтропийней она) тем более высоко должна быть эта материя организована. Нечто подобное есть в теоретической части к докладу по AASM (лунный автоматический завод-саморепликатор).

Разумеется работа – собачья (энерго- и ресурсозатратная).

Вероятно даже ближе к безнадёжной. Просто на помоле разориться можно. При помоле идёт сильный износ элементов мельницы с расходом до 3 кг материала (высокохромистой стали) на каждую тонну породы.

Понятно что "в лоб" задача не решается. И решение проблемы помола – первая задача "на миллиард за сообразительность". Первейшая мысль – молоть надо как-то хитро так что бы сам гранит молол сам себя. Я думаю что задача кажется непроходимой просто потому что никто за нее не брался всерьез (ибо никому это не было жизненно важно пока).

Песок уже разделенный гранит на зерна(минералы).

Пески - вплне. Их молоть не надо, а только обогащать, при этом можно извлекать с приемлемыми затратами и достаточно малые минеральные компоненты.[/quote]
Вот поэтому я сразу через эти пески и ПЕРЕСТУПИЛ.
Я ведь говорю о цивилизации, которая "выскребет все сусеки" через 10 000 – 100 000 лет!
То есть сначала они перелопатят все мыслимые рудники.
Потом отвалы и доберутся до Антарктиды.
Потом до дна океана.
Но все это кончится в конце концов.
Тогда они доберутся до ваших песков. Вернее они до них доберутся еще раньше.
Именно потому что это уже сейчас почти рентабельно.
Но сколько веревочке не виться – все равно ей конец. Техноцивилизация будет переходить от богатых (и небольших) источников ресурсов к более бедным (но многочисленным). Но и бедные однажды кончатся.
На чем жить миллионы лет на этой планете?
Остаются "голые камни" под ногами. То самое "дерьмо, которого много и я знаю где".
Статья доктора геолого-минералогических наук - это единственная хорошая новость от председателя нашего колхоза!

[Technecy]

И да, мы все умрём когда кончатся все звёзды.

[Technecy]

Нет не чуйка.

а что....??

Второе начало.

Думаете авторы статьи в журнале "Природа" не знают о втором начале?

Мало ли что вы знаете, важно то, что вы включаете в расчёт.
Так вы покажете рабочий образец вечного двигателя или как?

[alex_semenov]

И да, мы все умрём когда кончатся все звёзды

Да, конечно. Суббота же! Музыкальная пауза!

"Друзья, давайте все умрем!.." (СПН 5.22)

[Technecy]

Комплексные числа - Неизбежность (русский клип)

[AlexAV]

Вот поэтому я сразу через эти пески и ПЕРЕСТУПИЛ.

Здесь есть одна деталь. Ежегодно размывается и выносится реками 12 км3 пород. Это было миллиард лет назад и будет через миллиард. Песчаная часть меньше (часть - глинистые частицы), но в любом случае ежегодно образуется несколько км3 этого самого песка. Если его извлекать меньше - он никогда не кончится.

В этом и суть моей мысли. Геосфера постоянно производит какое-то количество (пусть и ограниченное) достаточно качественных и легко извлекаемых ресурсов. Это и есть резерв для поддержания цивилизации после истощения накопленных в прошлые геологически эпохи запасов. Т.е. "грызть камни" неспособна никакая цивилизация, а вот ужаться и собирать то небольшое количество "изюма", который дают геологически процессы (да мала, но при этом постоянно в течение геологически большого периода) - вполне.

[Technecy]

Если его извлекать меньше - он никогда не кончится.

Да, но человек придумал "инфляцию". С её наличием кончится что угодно. И довольно быстро.

[Кремальера]

Это и есть резерв для поддержания цивилизации после истощения накопленных в прошлые геологически эпохи запасов.

Ну это утешение для каких-нибудь разумных инозвездных щитней,или же для гипотетических глизейских хомяков.Вы поручитесь за то что сапиенс протянет еще хотя бы 400 веков?

[alex_semenov]

Здесь есть одна деталь. Ежегодно размывается и выносится реками 12 км3 пород. Это было миллиард лет назад и будет через миллиард. Песчаная часть меньше (часть - глинистые частицы), но в любом случае ежегодно образуется несколько км3 этого самого песка. Если его извлекать меньше - он никогда не кончится. 

Прекрасно, если это так.
Я рад за тех, кто останется после нас.
Но, этого будет достаточно для техноцивилизации?

У меня тут, буквально случайно, рояль в кустах. Журнал "Природа" N1 1972 год. Стр 20
Профессор А. И. Перельман "Геохимия ноосферы"
Цитата:

По подсчетам, ежегодно из
недр извлекается не менее 4 км3
горных псрод и руд, причем прирост
составляет около 3% в год. За тысячелетнюю историю Англии из ее
копей было извлечено(2) более
15 км3 пород, а из каменоломен —12   км3. Эта величина близка к ежегодному стоку рек3, который, например, для Западной Двины составляет 21,4 км3, а для рек бассейна
Иссык-Куля — 3,52 км3. По Ю. Г.
Саушкину (4), ежегодно из недр извлекается 10^11  т горных пород, причем это число к 2000 г. возрастет в 6 раз.

То есть, сейчас наша нанасытная и безголовая техноцивилизация ежегодно из недр извлекает порядка 20-30 км3 породы. При этом ВЫСОКООБОГОЩЕННОЙ породы! Если мудрая, экологичная ноосфера Земли решит обойтись 12 км3 практически пустого песочка (вернее несколько км3 по вашим оценка) – нам придется очень сильно ужать свои аппетиты в сырье. Я думаю, минимум в 100 раз! И это нам повезет если только в 100!

[ВадимZero]

Так вы покажете рабочий образец вечного двигателя или как?

При чем здесь вечный двигатель дядя Вася? Заведет вас чуйка в дебри.

[Инопланетянин]

То есть, сейчас наша нанасытная и безголовая техноцивилизация ежегодно из недр извлекает порядка 20-30 км3 породы. При этом ВЫСОКООБОГОЩЕННОЙ породы! Если мудрая, экологичная ноосфера Земли решит обойтись 12 км3 практически пустого песочка (вернее несколько км3 по вашим оценка) – нам придется очень сильно ужать свои аппетиты в сырье. Я думаю, минимум в 100 раз! И это нам повезет если только в 100!

Тут ещё интересна судьба уже добытых и рассеянных км³. Они никак не будут концентрироваться и собираться? Никакие бактерии и водоросли не будут ничего такого накапливать в приемлемые сроки? Сами концентрироваться постепенно не будут?

Но даже если и так. Можно перейти к модели циклической цивилизации. Большую часть времени она проводит в отдыхе и концентрации ресурсов (полагаясь по большей части на естественные процессы концентрации), а меньшую часть в активной деятельности. Это я, конечно, мечтаю о постоянных проблесках вроде нашего изобилия, но это же и для одного массового переселения в пролетающую мимо систему подойдёт.

[alex_semenov]

подводя под этим итог интересно было бы узнать какова максимальная скорость которой достиг рукотворный аппарат? хотя как я понимаю пионера разгонялись у планет-гигантов? а то ведь 10 тыс а. е. это два свето месяца примерно, то есть если мы разгонимся до 300 км/сек у най уйдёт на полёт почти 250 лет... что многовато. хотя для колонизации может и сойдёт. а ждать сближения в 1000 а. е. если 10 тыс. происходит раз в миллион лет примерно придётся уже миллиарда? или всё же поменьше?.. но всё равно уже слишком много.однако

10 000 а. е. это в 28 раз ближе чем Альфа Центавра. И вот вам опорный график для понимания реализуемости перелета:



Если забыли что это -  напомню. Это график (впервые рассчитанный AlexV для полета к А. Центавры) зависимости времени Т перелета ракеты с постоянно включенным двигателем (то есть с минимально-возможным ускорением, а значит и удельной мощностью привода) на дистанцию L  в зависимости от скорости истечения рабочего тела (и удельной мощности ракеты, в расчете на мощность ракетной струи).
Видно, что при 1 квт/кг  мы укладываемся в 100 лет. Я прикидывал тут почти год назад что при желании мы бы могли уже сейчас собрать ионный звездолет-колонию на 10 000 человек с удельной мощностью 1000-1200 вт/кг.



При желании – можно.
Если запускать его прямо сейчас к А. Центавре, то путь займет 1400 лет. Но через миллион лет  путь к сблизившейся на 10 000 а.е. звезде займет всего 100 лет.
Это один вариант.
Другой – воспользоваться взрыволетом. Взрыволет тем хорош, что он практически не ограничен по удельной мощности (график выше – ему до фени). То есть для него и 500 квт/кг – не проблема. Но у него есть ограничения по удельному импульсу, скорости истечения. Хотя это до сих пор спорный вопрос, но по очень старым оценкам AlexV (а вы знаете, он у нас пессимист!) максимально-разумная приведенная скорость истечения получается не более 1000 км/с (и примерно такую же характеристическую скорость то есть скорость на разгоне ~500 км/с  ).
Вопрос действительно ли это предел? Остается открытым. Это самая консервативная оценка. Мы  знаем, что у космического ядерного взрыва в энергию плазмы превращается до 16% энергии и скорость разлета этой плазмы составляет порядка 1000 км/с (такую же скорость истечения для взрыволета пророчил и Дайсон, правда как самый нижний, консервативный предел, для крутой схемы он заложил более чем в 7 раз большую!).
Если вы смотрели док фильм "Эвакуация Земли" там уверяли что взрыволет можно разогнать до 0.07с. Во-певых, разогнать это еще не затормозить. Значит скорость перелета будет 0.035с. Но все равно, такая характеристическая скорость в 7% с -  ЯВНО ЗАВЫШЕНА для взрыволета. Это блеф. В самом лучшем случае (если найдется способ перекачать энергию взрыва в энергию плазмы а не в энергию рентгена) можно получить 0.033c (как у Дайсона). НЕ БОЛЕЕ.
Но это – лирика.
Если вы посмотрите на график, то увидите что у нашего ионного звездолета примерно такая же ОПТИМАЛЬАЯ скорость истечения ионов. Но разница между нашим кораблем и взрыволетом будет в том, что ионник медленно разгоняется и тормозится ,а взрыволет почти мгновенно (по сравнению со временем перелета) разгоняется и тормозится. То есть взрыволет ПРИМЕРНО в два раза быстрей долетит до цели при равной скорости. Значит, примерно за 50 лет. Хотя это грубая прикидка. Надо точно считать. Но лет за 70 долетит.  При этом мы можем  еще использовать эффект Оберта как у Солнца так и у звезды-цели что добавит еще порядка 300 км/с к скорости перелета.
В общем на 10 000 а.е. мы уже сейчас могли бы отправить звездолет, который долетит до цели менее чем за 100 лет. Это, если без дурацких соплей и истерик  – очень даже вменяемый срок. И это на известных уже теперь нам технологиях! Взрыволет ("суперорион" 8 миллионов тонн, для взрыволетов чем он тяжелее, тем он лучше) вообще можно построить на Земле и с нее же поднять.



Хотя сейчас это вызвало бы хай зеленых кретинов, но через миллион лет, я думаю, они все вымрут. Я не думаю, что хорошо спланированный запуск одного или даже десятка кораблей создал бы какое-нибудь РЕАЛЬНО опасное загрязнение атмосферы Земли. Единственно что действительно может пострадать – на некоторое время пропадет связь из-за возмущений в радиационных поясах (когда взрыволет будет через них проходить на термоядерной тяге) и мы можем потерять связь со спутниками. Но это уже технические детали которые надо просто заранее предусмотреть. Была бы воля к победе!

[ВадимZero]

максимально-разумная приведенная скорость истечения получается не более 1000 км/с (и примерно такую же характеристическую скорость то есть скорость на разгоне ~500 км/с  ).

Для взрыволета тонкое место, это скорость абляции толкательной плиты. Если она сильно меньше, скорости истечения, то все пропало.

[Klapaucius]

Ещё Меркурий (в прошлом, как Марс)

Давно и активность была ограниченна видимо только вулканической. Всё же до нойского Марсом (где имелась гидросфера) он явно не дотягивает.

Допустим.

Однако список "геологически" (нужен другой термин) активных тел для одной звезды весьма велик.

Большинство в списке только для галочки. Т.е. активность формально есть, но объём вещества в неё вовлечённый ничтожен, если за стандарт принять земную геосферу.

Критерии какие? И много ли мы знаем о эволюции поверхностных слоёв этих тел? Да ещё, например, кроме Тритона несколько спутников Урана, кроме Европы Ганимед с Каллисто, плюс Плутон (и куча всяких Седн)? То что они все (кроме Венеры) гораздо меньше Земли, ничего не значит.

Роль земной биосферы так и не заценил.

Она участвует в большинстве геохимических циклов на планете, решающим образом влияет на эрозию пород, определяет состав атмосферы. Мало?

Мало. На литосфере это мало сказывается, хотя жизнь проникла глубоко. Что не исключено и на других телах солнечной системы. Поверхность сейчас выглядит мёртвой, но в глубине может быть всё не так. Кроме, скорее всего, Венеры и Меркурия. Но если бы на Землю скажем 50 или 500 млн. лет назад упала бы Луна или даже что помельче (или вообще как с Тейей получилось бы, но недавно), то она наверняка стала бы похожа на современную Венеру. Может только изотопы азота в атмосфере о чем-нибудь "сказали".