Межзвездное пространство - что там реально может быть?

[Виктор С.]

А "камушек-песчинка" размером всего в 1,0 мм при скорости 0,1С каких бед наделает?...

[ivanij]

  Позволю себе начать с цитаты одного из самых первых сообщений.

А толковая тема, меду прочем! Я сам не раз думал о подобном. Как вообще бороться с песчинками на пути релятивистского звездолета? Магнитные поля? Электростатические?  Но велика ли разница на 0.1*C, C или 10*C мы войдем по нормали в бродячий газовый гигант? Потому тут еще вопрос - а как стоит проводить космические полеты среди звезд? Видимо разгоняясь, а потом тормозясь и изучая астрообстановку. Но как часто!?

Возможно есть какие-то "межзвездные тропы" - например регионы сверхразреженности. Установить их наверное можно уже сейчас по высокой плотности ионизированного водорода находящегося на рекордно высоких возбужденных состояниях.

С удовольствием выслушаю предложения участников.

  Подобная ситуация моделировалась ещё Георгием Гуревичем в рассказе "Функция Шорина", Он предлагал решать проблему отправляя в  межзвёздную экспедицию целый астероид. Экипаж размещается внутри, а собственно, тело выполняет роль пассивной защиты от излучений, микрометеоритов и прочих элементов межзвёздной среды. Такие проекты здесь, если не ошибаюсь, обсуждались.
  Но надо сказать, что, решив одну проблему, герои рассказа Гуревича столкнулись с множеством других, не менее опасных для жизни и здоровья людей. И возникали эти проблемы именно на субсветовых скоростях, когда физиология человека плохо совмещалась с релятивистскими эффектами.

[ivanij]

 Рассказ можно прочитать здесь: http://modernlib.net/books/gurevich_georgiy_iosifovich/funkciya_shorina/read/

[CADET]

возникали эти проблемы именно на субсветовых скоростях, когда физиология человека плохо совмещалась с релятивистскими эффектами.

Гуревич молодец, только физику он знал недостаточно. Действительно, на релятивистском объекте  все массы возрастают, но пропорционально и время растягивается. Поэтому от околосветовой скорости для экипажа такого КК неприятностей не будет. Сама по себе скорость будет незаметна.

[MenFrame]

Угу... только формула Цеолковского очень сильно видоизменяется. Везете вы рабочее тело или берете извне...

Не изменяется совсем. Не имеет значения везете вы рабочее тело с собой или забираете извне. Поскольку для того что бы рабочее тело имело скорость корабля нужно затрать одну и туже кинетическую энергию.

[MenFrame]

А "камушек-песчинка" размером всего в 1,0 мм при скорости 0,1С каких бед наделает?...

Масса такой пищинки где то  2 миллиграмма. Тогда кинетическая энергия 230 кг тротилового эквивалента.

[bob]

моделировалась ещё Георгием Гуревичем в рассказе "Функция Шорина",

Гуревич зря не проконсультировался с физиками и астрономами перед написанием повести. С физической точки зрения ошибка на ошибке и это даже лишает удовольствия от прочтения. (С медико-биологической, кстати тоже.)

[ivanij]

моделировалась ещё Георгием Гуревичем в рассказе "Функция Шорина",

Гуревич зря не проконсультировался с физиками и астрономами перед написанием повести. С физической точки зрения ошибка на ошибке и это даже лишает удовольствия от прочтения. (С медико-биологической, кстати тоже.)

 Наверное, да. Но не стоит забывать, что многое тогда ещё было неизвестно из того, что мы знаем сейчас. Вот и проанализируйте его ошибки. Если лень все, то хоть наиболее вопиющие. 

[CADET]

Но не стоит забывать, что многое тогда ещё было неизвестно из того, что мы знаем сейчас.

Ошибаетесь. То, что в "закрытом вагоне" никак нельзя определить скорость "поезда", хотя бы и околосветовую было отлично известно.

[ivanij]

Но не стоит забывать, что многое тогда ещё было неизвестно из того, что мы знаем сейчас.

Ошибаетесь. То, что в "закрытом вагоне" никак нельзя определить скорость "поезда", хотя бы и околосветовую было отлично известно.

 Вообще-то в рассказе Гуревича звездолёт движется с равномерным ускорением. Но дело не только в этом, а ещё и в том, что автор не очень-то старался вникнуть в подробности. А вот здесь, я думаю, пожалуй и можно было бы найти ошибки.

[EvilShurik]

Но не стоит забывать, что многое тогда ещё было неизвестно из того, что мы знаем сейчас.

Ошибаетесь. То, что в "закрытом вагоне" никак нельзя определить скорость "поезда", хотя бы и околосветовую было отлично известно.

 Вообще-то в рассказе Гуревича звездолёт движется с равномерным ускорением. Но дело не только в этом, а ещё и в том, что автор не очень-то старался вникнуть в подробности. А вот здесь, я думаю, пожалуй и можно было бы найти ошибки.

Вообще-то даже в "закрытом вагоне" можно узнать свою скорость относительно фона реликтового изучения Вселенной. Просто потому что  за экранировать все виды излучения невозможно. Тот же нейтринный фон проходит через любые стенки, что может создать человечество, гравитационные волны и т. д. По ним, имея детектор, "абсолютная скорость" определяется уверенно.

[CADET]

Вообще-то в рассказе Гуревича звездолёт движется с равномерным ускорением.

Ускорение измерить не проблема, хотя бы пружинными весами. А скорость и релятивистские эффекты - нет.

Вообще-то даже в "закрытом вагоне" можно узнать свою скорость относительно фона реликтового изучения Вселенной.

В закрытом - нет, стенки непроницаемы для радиоволн. А посмотреть наружу, так с РИ и не нужно изощряться, достаточно измерить эффект Доплера в излучениях звёзд по курсу или сзади.

[EvilShurik]

Вообще-то в рассказе Гуревича звездолёт движется с равномерным ускорением.

Ускорение измерить не проблема, хотя бы пружинными весами. А скорость и релятивистские эффекты - нет.

Вообще-то даже в "закрытом вагоне" можно узнать свою скорость относительно фона реликтового изучения Вселенной.

В закрытом - нет, стенки непроницаемы для радиоволн. А посмотреть наружу, так с РИ и не нужно изощряться, достаточно измерить эффект Доплера в излучениях звёзд по курсу или сзади.

А причём тут радиоволны? Их мы не видим из-за стенок. Но не существует стенок для нейтрино, гравитонов. Поэтому, на самом деле, вагон "всегда открыт", всегда с "окнами", и поэтому всегда есть некая среда, относительно которой можно измерить глобальную скорость. Среда - это как раз то, что осталось от Большого Взрыва, реликтовое излучение, реликтовые нейтрино и гравитоны, реликтовая тёмная материя. Если радиоволны реликтового излучения можно экранировать, то другие его компоненты - НЕТ.

[CADET]

А как гравитоны регистрировать, не подскажете? А как относительную скорость реликтовых нейтрино регистрировать, не поясните?

[Rattus]

Вообще-то даже в "закрытом вагоне" можно узнать свою скорость относительно фона реликтового изучения

А причём тут радиоволны?

[Проходящий Кот]

Сообщение было о нейтрино.

[EvilShurik]

Сообщение было о нейтрино.

Именно. Я начал разговор о том, что в реале, нет "закрытых помещений", в которых мы не смогли бы ПРИНЦИПИАЛЬНО определить свою скорость относительно окружающих тел! Если радиоволны и можно заэкранировать, то вот нейтрино и гравитоны - принципиально НЕТ. Поэтому, в их "свете", любая "закрытая комната или вагон" - прозрачные, и, следовательно, есть ПРИНЦИПИАЛЬНАЯ ВОЗМОЖНОСТЬ, "не ломая стенки", прояснить свою скорость относительно окружающих "каюту" объектов!. То есть, рассуждения насчёт того, что мол, прямолинейное и равномерное движение НЕЛЬЗЯ отличить от покоя относительно окружающих тел, НЕВЕРНО! По крайней мере, у этого рассуждения есть узкая "область определения", в которой оно корректно, и при рассмотрении более широкого класса возможных событий, оно будет заблуждать, приводить к парадоксальным выводам.
Что же касается трудности регистрации тех же нейтрино и гравитонов - это чисто ТЕХНИЧЕСКИЕ ТРУДНОСТИ, а не ПРИНЦИПИАЛЬНЫЕ! Более того, недавно, кстати говоря, русскими учёными, был создан революционный детектор нейтрино, позволяющий при собственных скромных размерах, а его буквально можно держать в руках, регистрировать нейтрино небольших энергий. (Самый маленький детектор нейтрино: https://www.popmech.ru/science/news-380732-camyy-malenkiy-v-mire-detektor-poymal-neytrino)
Ну и гравитоны тоже недавно зарегистрировали детекторы LIGO и VIRGO. Так что принципиальных трудностей нет. Отсюда, всегда есть возможность "смотреть сквозь стену" и точно знать свою абсолютную скорость, под которой с момента открытия реликтового излучения стали подразумевать скорость относительно него.

[MenFrame]

Что же касается трудности регистрации тех же нейтрино и гравитонов - это чисто ТЕХНИЧЕСКИЕ ТРУДНОСТИ, а не ПРИНЦИПИАЛЬНЫЕ!

Предлагаете на борт корабля загружать ЛИГО или Айскубе, в качестве спидометра?

[EvilShurik]

Что же касается трудности регистрации тех же нейтрино и гравитонов - это чисто ТЕХНИЧЕСКИЕ ТРУДНОСТИ, а не ПРИНЦИПИАЛЬНЫЕ!

Предлагаете на борт корабля загружать ЛИГО или Айскубе, в качестве спидометра?

Нет. Это на усмотрение будущих инженеров. Если создадут высокоэффективные и компактные детекторы нейтрино (что уже реал) и гравитонов (что может быть), то почему бы и нет?
А вообще, смысл поста - в том, что в рассуждениях, на которых построена галилеева механика, в частности, рассуждение о неотличимости, тождественности механик на покоящихся телах и, равномерно и прямолинейно движущихся, есть изъяны.

Как там Галилей утверждал: Мол, возьмём каюту корабля, в которой закрыты иллюминаторы. И, если на море нет волнения, а корабль движется без ускорения, то отличить внутри каюты, покоится корабль или движется, невозможно. Причём, это ПРИНЦИПИАЛЬНОЕ утверждение, всеобщее, на котором строиться вся механика.
Парадокс который тут же возникает, заключается в следующем. Пусть по реке плывёт лодка. В ней сидит наблюдатель. С его точки зрения, он покоиться, а река и окружающая его местность - движутся относительно него. С точки зрения наблюдателей на берегу движется лодка. Какое из этих движений истинное, а какое - иллюзия? Согласно механики Галилея, оба движения - истинны. Можно считать так, а можно эдак. Но, если перейти к понятиям кинетической энергии уже возникает парадокс, ибо энергия движения всей Земли относительно лодки неизмеримо больше, чем энергия движения лодки относительно Земли. Поэтому как-то хочется рассуждать о том, что движение лодки - истинное, а движение Земли относительно неё - кажущееся! Аналогично тому, как при вращении наблюдателя относительно окружающих его предметов, именно его кружение - истинно, а вращение окружающих его предметов - иллюзия. Собственно, из-за подобных "хитростей" при некорректных рассуждениях получаются парадоксы и ошибки в расчётах.

[MenFrame]

то почему бы и нет?

Ну потому что, детектировать нейтрино мало. Нужно еще детектировать его энергию и направление откуда оно пришло. И непонятно зачем это вообще нужно если есть точные спектрометры, которые умеют оценивать скорость порядка 1 м/с