तारे के बीच का। पर्दे के पीछे का विज्ञान "- उन लोगों के लिए एक किताब जो फिल्म से संतुष्ट नहीं हैं

2024 लेखक: Malcolm Clapton | [email protected]. अंतिम बार संशोधित: 2023-12-17 03:57

लाइफहाकर एक अमेरिकी सैद्धांतिक भौतिक विज्ञानी किप थॉर्न की पुस्तक का एक अंश प्रकाशित करता है, जो फिल्म इंटरस्टेलर के विचार के लेखक हैं। बहुत सारे आधुनिक भौतिक सिद्धांत और विचार चित्र के कथानक में आपस में जुड़े हुए हैं, जिसकी व्याख्या अधिकांश भाग पर्दे के पीछे की है। इसलिए, हमें यकीन है कि यह पुस्तक फिल्म प्रशंसकों और भौतिकी में रुचि रखने वालों दोनों को पसंद आएगी।

अंतरतारकीय उड़ान

पहली बैठक में, प्रोफेसर ब्रांड कूपर को मानवता के लिए एक नया घर खोजने के लिए लाजर अभियानों के बारे में बताता है। कूपर जवाब देता है: "सौर मंडल में कोई रहने योग्य ग्रह नहीं हैं, और निकटतम तारा एक हजार साल दूर है। यह, इसे हल्के ढंग से रखने के लिए, व्यर्थ है। तो आपने उन्हें कहाँ भेजा, प्रोफेसर?" यह व्यर्थ क्यों है (यदि हाथ में कोई वर्महोल नहीं है), तो यह स्पष्ट है कि यदि आप सोचते हैं कि निकटतम सितारों की दूरी कितनी महान है।

निकटतम सितारों की दूरी

जिस प्रणाली में जीवन के लिए उपयुक्त ग्रह पाया जा सकता है, उसमें निकटतम (सूर्य की गिनती नहीं) तारा ताऊ सेटी है। यह पृथ्वी से 11.9 प्रकाश वर्ष दूर है; यानी प्रकाश की गति से यात्रा करते हुए 11,9 वर्षों में उस तक पहुंचना संभव होगा। सैद्धांतिक रूप से, जीवन के लिए उपयुक्त ग्रह हो सकते हैं, जो हमारे करीब हैं, लेकिन ज्यादा नहीं।

यह आकलन करने के लिए कि ताऊ सेटी हमसे कितनी दूर है, आइए बहुत छोटे पैमाने पर एक सादृश्य का उपयोग करें। कल्पना कीजिए कि यह ऑस्ट्रेलिया में न्यूयॉर्क से पर्थ की दूरी है - पृथ्वी की परिधि का लगभग आधा। हमारे सबसे निकटतम तारा (फिर से, सूर्य की गिनती नहीं करना) प्रॉक्सिमा सेंटॉरी है, जो पृथ्वी से 4, 24 प्रकाश वर्ष दूर है, लेकिन इस बात का कोई प्रमाण नहीं है कि इसके बगल में रहने योग्य ग्रह हो सकते हैं। यदि ताऊ सेटी की दूरी न्यूयॉर्क - पर्थ है, तो प्रॉक्सिमा सेंटॉरी की दूरी न्यूयॉर्क - बर्लिन है। ताऊ सेटी से थोड़ा करीब! मानव द्वारा इंटरस्टेलर स्पेस में लॉन्च किए गए सभी मानव रहित अंतरिक्ष यान में से, वोयाजर 1, जो अब पृथ्वी से 18 प्रकाश-घंटे की दूरी पर है, सबसे दूर तक पहुंच गया। उनका यह सफर 37 साल तक चला। यदि ताऊ सेटी की दूरी न्यूयॉर्क से पर्थ की दूरी है, तो पृथ्वी से वोयाजर 1 की दूरी केवल तीन किलोमीटर है: एम्पायर स्टेट बिल्डिंग से ग्रीनविच विलेज के दक्षिणी किनारे तक। यह न्यूयॉर्क से पर्थ के मुकाबले काफी कम है।

यह पृथ्वी से शनि के और भी करीब है - 200 मीटर, एम्पायर स्टेट बिल्डिंग से पार्क एवेन्यू तक दो ब्लॉक। पृथ्वी से मंगल तक - 20 मीटर, और पृथ्वी से चंद्रमा तक (लोगों द्वारा अब तक की गई सबसे बड़ी दूरी) - केवल सात सेंटीमीटर! विश्व भ्रमण के आधे दौर के साथ सात सेंटीमीटर की तुलना करें! अब क्या आप समझते हैं कि प्रौद्योगिकी में कौन सी छलांग होनी चाहिए ताकि मानवता सौर मंडल के बाहर के ग्रहों पर विजय प्राप्त कर सके?

XXI सदी में उड़ान की गति

वोयाजर 1 (बृहस्पति और शनि के चारों ओर गुरुत्वाकर्षण स्लिंग्स के साथ त्वरित) 17 किलोमीटर प्रति सेकंड की गति से सौर मंडल से दूर जा रहा है। इंटरस्टेलर में, एंड्योरेंस अंतरिक्ष यान दो साल में लगभग 20 किलोमीटर प्रति सेकंड की औसत गति से पृथ्वी से शनि की यात्रा करता है। 21वीं सदी में गुरुत्वाकर्षण गुलेल के संयोजन में रॉकेट इंजन का उपयोग करते समय प्राप्त होने वाली उच्चतम गति, मेरी राय में, लगभग 300 किलोमीटर प्रति सेकंड होगी। अगर हम 300 किलोमीटर प्रति सेकंड की रफ्तार से प्रॉक्सिमा सेंटॉरी की यात्रा करते हैं, तो उड़ान में 5,000 साल लगेंगे, और ताऊ सेटी की उड़ान में 13,000 साल लगेंगे। कुछ बहुत लंबा। XXI सदी की प्रौद्योगिकियों के साथ इतनी तेजी से इतनी दूरी तक पहुंचने के लिए, आपको वर्महोल जैसी किसी चीज़ की आवश्यकता होती है।

दूर के भविष्य की प्रौद्योगिकियां

भविष्य की प्रौद्योगिकियों के सिद्धांतों को विकसित करने के लिए डोडी वैज्ञानिकों और इंजीनियरों ने काफी समय तक काम किया है जो निकट-प्रकाश उड़ान को वास्तविकता बना देगा। ऐसी परियोजनाओं के बारे में आपको इंटरनेट पर पर्याप्त जानकारी मिल जाएगी।लेकिन मुझे डर है कि सौ साल से अधिक समय लग जाएगा जब लोग उन्हें जीवन में लाने में सक्षम होंगे। हालांकि, मेरी राय में, वे मानते हैं कि अति-विकसित सभ्यताओं के लिए प्रकाश की गति के दसवें हिस्से की गति के साथ यात्रा करना और उच्चतर संभव है।

यहां तीन निकट-प्रकाश यात्रा विकल्प हैं जो मुझे विशेष रूप से दिलचस्प लगते हैं *।

थर्मोन्यूक्लियर फ्यूजन

फ्यूजन इन तीन विकल्पों में सबसे लोकप्रिय है। नियंत्रित थर्मोन्यूक्लियर फ्यूजन पर आधारित बिजली संयंत्रों के निर्माण पर अनुसंधान और विकास कार्य 1950 में शुरू हुआ, और इन परियोजनाओं को 2050 तक पूर्ण सफलता के साथ ताज पहनाया नहीं जाएगा। अनुसंधान और विकास की एक सदी!

यह जटिलता के पैमाने के बारे में कुछ कहता है। 2050 तक पृथ्वी पर थर्मोन्यूक्लियर पावर प्लांट दिखाई दें, लेकिन थर्मोन्यूक्लियर थ्रस्ट पर अंतरिक्ष उड़ानों के बारे में क्या कहा जा सकता है? सबसे सफल डिजाइन के इंजन लगभग 100 किलोमीटर प्रति सेकंड की गति प्रदान करने में सक्षम होंगे, और इस सदी के अंत तक, संभवतः 300 किलोमीटर प्रति सेकंड तक। हालांकि, निकट-प्रकाश गति के लिए, थर्मोन्यूक्लियर प्रतिक्रियाओं का उपयोग करने के एक पूरी तरह से नए सिद्धांत की आवश्यकता होगी। सरल गणनाओं का उपयोग करके थर्मोन्यूक्लियर फ्यूजन की संभावनाओं का आकलन किया जा सकता है। जब ड्यूटेरियम (भारी हाइड्रोजन) के दो परमाणु एक हीलियम परमाणु बनाने के लिए फ्यूज करते हैं, तो उनके द्रव्यमान का लगभग 0.0064 (लगभग एक प्रतिशत गोल) ऊर्जा में परिवर्तित हो जाता है। यदि आप इसे हीलियम परमाणु की गतिज ऊर्जा (गति की ऊर्जा) में परिवर्तित करते हैं, तो परमाणु प्रकाश की गति के दसवें भाग की गति प्राप्त कर लेगा **।

इसलिए, यदि हम परमाणु ईंधन (ड्यूटेरियम) के संलयन से प्राप्त सभी ऊर्जा को अंतरिक्ष यान की दिशात्मक गति में परिवर्तित कर सकते हैं, तो हम लगभग c / 10 की गति तक पहुंच जाएंगे, और यदि हम स्मार्ट हैं, तो थोड़ा अधिक भी। 1968 में, एक उल्लेखनीय भौतिक विज्ञानी फ्रीमैन डायसन ने एक आदिम संलयन-संचालित अंतरिक्ष यान का वर्णन और जांच की - जो पर्याप्त रूप से उन्नत सभ्यता के हाथों में सक्षम है - परिमाण के इस क्रम की गति प्रदान करने के लिए। थर्मोन्यूक्लियर बम ("हाइड्रोजन" बम) गोलार्ध के सदमे अवशोषक के ठीक पीछे फट जाते हैं, जिसका व्यास 20 किलोमीटर है। डायसन के सबसे साहसी अनुमानों के अनुसार, विस्फोट जहाज को आगे बढ़ाते हैं, इसे तेज करते हुए, प्रकाश की गति का तीसवां हिस्सा। एक अधिक उन्नत डिज़ाइन अधिक सक्षम हो सकता है। 1968 में, डायसन इस निष्कर्ष पर पहुंचे कि इस प्रकार के इंजन का उपयोग अब से 150 साल बाद XXII सदी के अंत से पहले नहीं किया जा सकता है। मुझे लगता है कि यह आकलन अत्यधिक आशावादी है।

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भविष्य की ये सभी प्रौद्योगिकियां जितनी आकर्षक लग सकती हैं, यहां "भविष्य" शब्द महत्वपूर्ण है। 21वीं सदी की तकनीक के साथ, हम हजारों वर्षों से कम समय में अन्य स्टार सिस्टम तक पहुंचने में असमर्थ हैं। इंटरस्टेलर फ्लाइट के लिए हमारी एकमात्र भूतिया आशा एक वर्महोल है, जैसे इंटरस्टेलर, या स्पेस-टाइम वक्रता का कोई अन्य चरम रूप।