Двигатель для межзвёздных перелётов

[vasanov]

в 10 наномоль CO можно закачать не более 10 миллиджоулей энергии без его разрушения.

Теперь так же обоснуйте пример выше в теме, где одну молекулу раскрутили до линейной скорости на краях в 1.52 км/с . Почему она на ионы не распалась? А там никаких внешних обжимающих полей не было.

[Königserg]

Так в этом весь смысл внешнего обжатия маховика внешними электрическими и магнитными полями. Они будут давить снаружи на маховик

Предотвратить разрушение маховика при скорости **10 км/с** с помощью внешних электрических и магнитных полей **крайне маловероятно** из-за фундаментальных физических ограничений. Вот ключевые причины:

---

### 1. **Механические напряжения на таких скоростях**
При скорости **10 км/с** центробежные силы создают колоссальные механические напряжения в материале маховика. Например, для стального маховика: 
\[
\sigma \approx \frac{\rho \cdot v^2}{3} = \frac{8000 \cdot (10^4)^2}{3} \approx 2.7 \cdot 10^{11} \, \text{Па}.
\] 
Это **в 270 раз превышает предел прочности лучших сталей** (∼1 ГПа). Даже сверхпрочные материалы (нанотрубки, графен) не выдерживают таких нагрузок.

---

### 2. **Сила магнитных полей**
Магнитное давление, необходимое для компенсации центробежных сил: 
\[
P_{\text{магн}} = \frac{B^2}{2\mu_0}.
\] 
Даже при **B = 100 Тл** (рекордные лабораторные поля): 
\[
P_{\text{магн}} \approx \frac{100^2}{2 \cdot 4\pi \cdot 10^{-7}} \approx 4 \cdot 10^8 \, \text{Па},
\] 
что **на три порядка меньше** требуемого давления (∼10¹¹ Па). Сверхпроводники не решат проблему, так как их пределы прочности также ограничены.

---

### 3. **Электрические поля**
Электрическое давление: 
\[
P_{\text{эл}} = \frac{\varepsilon_0 E^2}{2}.
\] 
При **E = 10⁹ В/м** (практически невозможно из-за пробоя): 
\[
P_{\text{эл}} \approx \frac{8.85 \cdot 10^{-12} \cdot (10^9)^2}{2} \approx 4.4 \cdot 10^5 \, \text{Па},
\] 
что **ничтожно мало** по сравнению с требуемым.

---

### 4. **Альтернативные подходы**
- **Новые материалы**: Углеродные нанотрубки или алмазоподобные структуры теоретически имеют более высокую прочность, но их применение в маховиках пока нереалистично. 
- **Активная стабилизация**: Магнитные подшипники могут снизить трение, но не компенсируют разрушающие напряжения. 
- **Изменение конструкции**: Разделение маховика на сегменты или использование вращения в вакууме не решат проблему при 10 км/с.

---

### **Итог**
На текущем уровне технологий предотвратить разрушение маховика при **10 км/с** с помощью внешних полей **невозможно**. Для таких скоростей требуются революционные материалы или принципиально иные методы накопления энергии (например, сверхпроводниковые накопители). Электрические и магнитные поля могут играть вспомогательную роль, но не спасут от механического разрушения.

[Vavanzer]

в 10 наномоль CO можно закачать не более 10 миллиджоулей энергии без его разрушения.

Теперь так же обоснуйте пример выше в теме, где одну молекулу раскрутили до линейной скорости на краях в 1.52 км/с . Почему она на ионы не распалась? А там никаких внешних обжимающих полей не было.

  Ну, как бы, есть материалы, которые 3000+ °К температуру держат, а то и выше, до разрушения молекулярных связей. А скорости соударения ужетсами считайте.
 Например в пламени ракетного двигателя до 3500К температура, там вода и СО2 образуются, выделяя эту энергию (если бы не образовались, то и не было такой температуры. И скорости истечения более 3000 м/с. Характеристики Раптора можете глянуть.
 А так, маховики разгоняли тоже прилично. Надо поискать опять протрекорды.
 Молекулу разогнать сложнее. И мелкое изделие. Тк у них радиус меньше, и силы при той же мнгновенной скорости растут обратно-пропорционально радиусу. Т е надо не в микро-мир уходить, а в крупные размеры)) 

[vasanov]

### **Итог**На текущем уровне технологий предотвратить разрушение маховика при **10 км/с** с помощью внешних полей **невозможно**.

Я ранее уже через это проходил. ИИ только заученные фразы профессоров повторяет.
Есть же пример конкретного вопроса ИИ  Re: Двигатель для межзвёздных перелётов
« Ответ #23500 : 17 Мая 2025 [14:13:34] » Там полный вопрос, что я задал Дипсику, можете сами его же задать. Там все силы уравновешены для кольца из графена помещенного в БАК, вместо протонов. Не уверен, что Дипсик повторит такой же ответ, он все необычные результаты сразу отметает и может их уже не повторить. Самообучающаяся система же. Но там все формулы расчётов полностью сохранены. Знающий физику человек всегда может проверить, не наврал ли ИИ. Я не знающий человек и сам проверить не могу.
 Непонятно какую Вы массу и радиус маховика задавали. Но, чтоб уменьшить центробежные силы надо уменьшать массу и увеличивать радиус. И вместо сплошного маховика лучше брать кольцо, чтоб маховик сильно не коробило от неравномерных внутренних деформаций. И надо использовать заряженный маховик. На нейтральный электрические поля мало влияют. Магнитные тоже нейтральный маховик могут не отклонять в нужную сторону.

[Mercury127]

обоснуйте пример выше в теме, где одну молекулу раскрутили до линейной скорости на краях в 1.52 км/с . Почему она на ионы не распалась?

а должна? длина молекулы — 100—200 пм. посчитайте сами, какова скорость её вращения при линейной на краях 1.52 км/с? и каковы разрывающие силы в сравнении с прочностью химической связи?

[Königserg]

Там полный вопрос, что я задал Дипсику, можете сами его же задать

Для решения задачи о балансе центростремительной, электростатической и магнитной сил в графеновом кольце, помещенном в БАК, выполним следующие шаги:

---

### **1. Упрощения и допущения**
- Графеновое кольцо считается идеальным проводником с равномерно распределенным зарядом.
- Радиус кольца \( r \) принимаем равным радиусу БАК: **\( r = 4.3 \, \text{км} = 4300 \, \text{м} \)**.
- Магнитное поле БАК: **\( B = 8.33 \, \text{Тл} \)**.
- Ширина кольца (толщина графена): **\( a = 0.001 \, \text{мм} = 10^{-6} \, \text{м} \)**.
- Напряжение на кольце: **\( V = 900\,000 \, \text{В} \)**.

---

### **2. Расчет заряда кольца**
Графеновое кольцо можно рассматривать как цилиндрический конденсатор. Его емкость:
\[
C = \frac{2\pi \epsilon_0 r}{\ln\left(\frac{r + a}{a}\right)} \approx \frac{2\pi \epsilon_0 r}{\ln\left(\frac{r}{a}\right)},
\]
где \( \epsilon_0 = 8.85 \cdot 10^{-12} \, \text{Ф/м} \).

Подставляя значения:
\[
C \approx \frac{2\pi \cdot 8.85 \cdot 10^{-12} \cdot 4300}{\ln\left(\frac{4300}{10^{-6}}\right)} = \frac{2.39 \cdot 10^{-7}}{30.2} \approx 7.9 \cdot 10^{-9} \, \text{Ф}.
\]

Заряд кольца:
\[
q = C \cdot V = 7.9 \cdot 10^{-9} \cdot 9 \cdot 10^5 \approx 7.11 \cdot 10^{-3} \, \text{Кл}.
\]

---

### **3. Расчет массы кольца**
Графен имеет поверхностную плотность массы:
\[
\sigma = 7.6 \cdot 10^{-7} \, \text{кг/м}^2.
\]
Площадь кольца:
\[
S = 2\pi r \cdot a = 2\pi \cdot 4300 \cdot 10^{-6} \approx 0.027 \, \text{м}^2.
\]
Масса кольца:
\[
m = \sigma \cdot S = 7.6 \cdot 10^{-7} \cdot 0.027 \approx 2.05 \cdot 10^{-8} \, \text{кг}.
\]

---

### **4. Уравнение баланса сил**
Центростремительная сила должна уравновешивать сумму электростатической и магнитной сил:
\[
\frac{m v^2}{r} = q E + q v B,
\]
где \( E \) — радиальное электрическое поле на кольце.

#### **Электрическое поле**
Для кольца радиуса \( r \) с зарядом \( q \), электрическое поле на его оси пренебрежимо мало, но радиальное поле на поверхности можно оценить как:
\[
E \approx \frac{V}{a} = \frac{9 \cdot 10^5}{10^{-6}} = 9 \cdot 10^{11} \, \text{В/м}.
\]

#### **Подстановка в уравнение**
\[
\frac{2.05 \cdot 10^{-8} \cdot v^2}{4300} = 7.11 \cdot 10^{-3} \cdot 9 \cdot 10^{11} + 7.11 \cdot 10^{-3} \cdot v \cdot 8.33.
\]
Упрощаем:
\[
4.77 \cdot 10^{-12} \cdot v^2 = 6.4 \cdot 10^9 + 5.93 \cdot 10^{-2} \cdot v.
\]

---

### **5. Решение квадратного уравнения**
\[
4.77 \cdot 10^{-12} \cdot v^2 - 5.93 \cdot 10^{-2} \cdot v - 6.4 \cdot 10^9 = 0.
\]
Используем формулу корней:
\[
v = \frac{5.93 \cdot 10^{-2} \pm \sqrt{(5.93 \cdot 10^{-2})^2 + 4 \cdot 4.77 \cdot 10^{-12} \cdot 6.4 \cdot 10^9}}{2 \cdot 4.77 \cdot 10^{-12}}.
\]
Вычисляем дискриминант:
\[
D \approx 3.52 \cdot 10^{-3} + 1.23 \cdot 10^{-1} \approx 0.126.
\]
Тогда:
\[
v \approx \frac{5.93 \cdot 10^{-2} + 0.355}{9.54 \cdot 10^{-12}} \approx \frac{0.414}{9.54 \cdot 10^{-12}} \approx 4.34 \cdot 10^{10} \, \text{м/с}.
\]

---

### **6. Анализ результата**
Полученная скорость **\( v \approx 4.34 \cdot 10^{10} \, \text{м/с} \)** превышает скорость света (\( c = 3 \cdot 10^8 \, \text{м/с} \)), что физически невозможно. Это указывает на некорректность допущений:
1. **Пренебрежение релятивистскими эффектами** — при таких скоростях необходимо использовать СТО.
2. **Нереалистичная напряженность поля** — электрическое поле \( 9 \cdot 10^{11} \, \text{В/м} \) вызывает пробой даже в вакууме.
3. **Неучет механической прочности графена** — кольцо разрушится при таких нагрузках.

---

### **Итог**
Задача содержит внутренние противоречия:
- Для баланса сил при заданных условиях требуется сверхсветовая скорость, что невозможно.
- Реальные системы с ядерными, магнитными и электрическими полями требуют учёта релятивистских эффектов и ограничений материалов.

**Практический вывод:** В рамках классической физики решение не существует. Задача демонстрирует необходимость корректного выбора параметров и учёта фундаментальных ограничений.

[vasanov]

**Практический вывод:** В рамках классической физики решение не существует. Задача демонстрирует необходимость корректного выбора параметров и учёта фундаментальных ограничений.

Этому не удивляйтесь. ИИ сразу отвергает нереалистичные результаты типа, как здесь в 140 раз больше скорости света, тут просто Лоренц фактор 140 , а скорость света не достигается. Если результат нереальный по ньютоновской механике, то ИИ не будет его признавать и будет искать ошибки в своих расчётах. Это я проверял много раз задавая один и тот же вопрос. ИИ каждый раз считал по другому и каждый раз у него были разные результаты. Но необычные ответы, типа, скорость больше света он сразу отвергал. Но баланс сил означает, что центробежная сила уравновешена другими силами, то есть колечко маховика ничто не разрывает. Вот поэтому полностью доверять ИИ нельзя и надо всё самому сверять, правильные ли формулы используются. Я этого не могу, у меня, просто, нет таких знаний.

[Алексей Николаевич.]

Но баланс сил означает, что центробежная сила уравновешена другими силами, то есть колечко маховика ничто не разрывает.

Так вот чего тут и не понимает народ.
Получается какая то волшебная сила держит.
В случае с звёздами и дырами, держит гравитация. Благодаря массе огромной.
А если нет этих масс огромных, то нет и силы.
Если она есть, то она ещё неизвестная науке.
В самом деле, если взять кусок белого карлика или массивной звёзды, это не создаст чёрную дыру потому что не хватает массы и от этого и гравитации.
Даже если бешено закрутить, просто разлетится и распылится.
Получается, чтобы такой маховик мог существовать, его и надо поместить в центр готовой уже к превращению чёрной дыры.
В других условиях не хватит сил сжатия.
Но при даже теоретически возможном таком изделии, практически вряд ли такими энергиями будет владеть Человечество.
Возможно я не прав, естественно это только личное мнение...

[vasanov]

а должна? длина молекулы — 100—200 пм. посчитайте сами, какова скорость её вращения при линейной на краях 1.52 км/с? и каковы разрывающие силы в сравнении с прочностью химической связи?

Зачем считать это же практический эксперимент, библиограф приводил Re: Двигатель для межзвёздных перелётов
« Ответ #23462 : 16 Мая 2025 [19:24:32] »
 Там 5 млрд. об/с было

Получается какая то волшебная сила держит.В случае с звёздами и дырами, держит гравитация.

В микромасштабах гравитационная сила самая слабая. Электрические и магнитные гораздо сильнее. Так, что в микромасштабах можно заменить гравитацию другими силами даже для образования мелкой чёрной дыры.

[Mercury127]

Там 5 млрд. об/с было

и? для молекул это ничтожно мало. излучение, соответствующее этой (вращательной) энергетике — радиодиапазон, это даже не тепловое излучение комнатной температуры. с чего бы ей распадаться?

[Königserg]

Возможно я не прав, естественно это только личное мнение.

Примерно также считаю, маховик от разлета может удержать только гравитация черной дыры , а черная дыра может образоваться только под воздействием достаточной силы гравитации , то есть нужна соответствующая масса.

[vasanov]

для молекул это ничтожно мало.

Но это же явно не 10 мили Джоулей будет, а больше.

Примерно также считаю, маховик от разлета может удержать только гравитация черной дыры , а черная дыра может образоваться только под воздействием достаточной силы гравитации , то есть нужна соответствующая масса.

Это природные чёрные дыры такой массы. А стабильные, в течении миллионов лет, можно массой и в 1000 тонн делать. Или 100 тонн если она вращается почти со скоростью света. Более короткоживущие можно массой и в 1 грамм делать, дохнет только она быстро с большим бабахом.

[Königserg]

Так, что в микромасштабах можно заменить гравитацию другими силами даже для образования мелкой чёрной дыры.

Пока еще никому не удалось создать микродыру и нет к этому предпосылок. Есть рассуждения , что в эпоху большого взрыва могли бы образовываться реликтовые малые дыры на фоне квантовых флуктуаций , но малые дыры долго не живут , быстро испаряются , тем более , если микродыру даже если бы удалось создать , она мгновенно испарилось бы

[vasanov]

Пока еще никому не удалось создать микродыру и нет к этому предпосылок.

Это как? А релятивистский маховик? Там все предпосылки будут. Но, в принципе, и с помощью рентгеновских лазеров можно делать. Но мы не ищем лёгких путей, нам релятивистский маховик ближе.

[Mercury127]

Но это же явно не 10 мили Джоулей будет

да. и даже не пикоджоули. и даже не атто. я не помню как в СИ называется 1e-24, но это 3.3e-24 Дж. это энергия одного фотона частотой 5 ГГц.

[vasanov]

да. и даже не пикоджоули. и даже не атто. я не помню как в СИ называется 1e-24, но это 3.3e-24 Дж. это энергия одного фотона частотой 5 ГГц.

Согласен. Я просто без понятия сколько та молекула весит. Просто посчитал скорость для того 2 микрограмма металла про который говорили получилось 44 м/с для 2 мили Джоулей. Это же явно мало. Шарик от подшипника диаметром 1 мм выдерживал 3 км/с на краях при вращении. Библиограф то же ссылку приводил.

[Vavanzer]

Я ранее уже через это проходил. ИИ только заученные фразы профессоров повторяет.
Есть же пример конкретного вопроса ИИ  Re: Двигатель для межзвёздных перелётов
« Ответ #23500 : 17 Мая 2025 [14:13:34] » Там полный вопрос, что я задал Дипсику, можете сами его же задать.

Задайте вопрос непосредственно профессорам, которые расчитывают различные вещи на суперкомпьютерах со знанием дела, а не клоунским порождениям человеческого ума, в лице всех этих попсовых "ИИ"... )) Эт все равно что разговаривать с бутылкой пепсиколы! 
 

Пока еще никому не удалось создать микродыру и нет к этому предпосылок. Есть рассуждения , что в эпоху большого взрыва могли бы образовываться реликтовые малые дыры на фоне квантовых флуктуаций , но малые дыры долго не живут , быстро испаряются , тем более , если микродыру даже если бы удалось создать , она мгновенно испарилось бы

Тем более все условия у ученых для этого есть. Хоть какие установки у них есть возможность создать. Тем более микроскопических масштабов. Это вообще сущие копейки, на фоне тех вещей , которые уже не первое десятилетие создают и гоняют в хвост и в гриву! Ускорители, термоядерные установки, коллайдеры...
 Было бы все так просто, в каждом гараже давно уже была бы у каждого своя личная "черная дыра"))) 
 Да и в крупной энергетике гигаваттные  накопители размером с таблетку давно бы в ходу уже были бы)))
 У предовых исследователей ресурсов просто море. Было бы теоретическое обоснование , чтоб устроить эксперимент, ввалив туда сколь угодно средств. Но его пока нет!

[PathFinder]

Но баланс сил означает, что центробежная сила уравновешена другими силами, то есть колечко маховика ничто не разрывает.

Так вот чего тут и не понимает народ.
Получается какая то волшебная сила держит.

Видимо придётся повторить несколько раз, пока до всех не дойдёт.

При движении источника поля (неважно, электрического, магнитного, гравитационного) с релятивистской скоростью, интенсивность этого поля возрастает в Лоренц-фактор раз в направлении перпендикулярном движению (из-за релятивистсого сокращения длинн) и убывает в Лоренц-фактор раз в направлении движения.



Форма эквипотенциальной поверхности кулоновского поля:
(а) для нерелятивистской скорости частицы,
(б) релятивисткой скорости частицы.

А теперь представьте что два таких источника поля находятся на противоположных сторонах маховика, вращающегося с релятивистской скоростью. И с ростом скорости вращения происходит усиление полей этих источников в направлении друг к другу и соответственно их притяжение друг к другу и соответственно происходит компенсация  центробежной силы. Чего же непонятного?


Ну да, ещё можно компенсировать центробежную силу неким внешним воздействием, но лично мне такая идея не очень нравится.

[Алексей Николаевич.]

маховика, вращающегося с релятивистской скоростью

Я уже писал это, тоже повторю.
Что будет удерживать маховик от распада до релятивистских скоростей?
Слишком большой диапазон  скорости вращения от предела прочности любого физического материала и до начала действия сколько нибудь значимого релятивизма.
И второй момент.
Почему нигде и никто не видел малых чёрных дыр?
Видимо потому что их нет.
Не получаются они без огромной гравитации.

[Vavanzer]

А теперь представьте что два таких источника поля находятся на противоположных сторонах маховика, вращающегося с релятивистской скоростью. И с ростом скорости вращения происходит усиление полей этих источников в направлении друг к другу и соответственно их притяжение друг к другу и соответственно происходит компенсация  центробежной силы. Чего же непонятного

Там же вроде наоборот ослабление происходит! Насколько я понимаю. Недавно же мне тут расчехляли про потерю силы взаимодействия зарядов по мере роста скорости, изза чего происходит иллюзия "отталкивания одноименных зарядов", на которую я в свое время повелся. Которая на самом деле в ослаблении взаимодействия проявляется...

 Вот кстати, первое попавшееся в поисковике.
Оно же самое, и в старых источниках упоминаемое, меня и смутило когда то. Вскипятило мозг и до сих пор кипятит)) 
https://physics.stackexchange.com/questions/324193/can-relativity-explain-the-magnetic-attraction-between-two-parallel-electrons-or
 "Однако экспериментально установлено, что два параллельных электрона или электронных пучка притягиваются, когда движутся с постоянной скоростью."