Физика на невъзможното
- Автор: Каку Мичио
- Язык: болгарский
- Переводчик: Антон Даскалов
- Жанр: Классическая проза
Электронная книга - «Физика на невъзможното». Краткое содержание книги:
Предстои ви да разберете:
Как оптиката и електромагнетизмът един ден ще ни дадат възможност да насочваме потока светлина около предмети — като вода, заобикаляща речен камък, — за да станат те невидими за наблюдателя.
Как реактивни ракети, лазерни платна, двигатели с антиматерия и наноракети един ден биха ни отвели до близки и далечни звезди.
Как телепатията и психокинезата, смятани доскоро за псевдонауки, някой ден ще се превърнат в реалност с напредъка на нанотехнологиите, ядрено-магнитния резонанс, компютрите и суперпроводимостта.
Защо машината на времето, макар и съвместима със законите на квантовата физика, може да бъде построена единствено от невероятно напреднала цивилизация.
Мичио Каку детайлно анализира всяка висока проектотехнология и научните основания, на които тя стъпва. „Физика на невъзможното“ повежда читателите на хипнотично пътешествие в света на науката, което провокира, забавлява и просвещава.
През 1957 г. руският учен Юрий Арцутанов предлага ново решение: космическият асансьор да бъде изграден в обратен ред, отгоре-надолу, започвайки от открития космос. Той си представил спътник в геостационарна орбита на 36 000 мили (около 65 000 км) в Космоса, където щял да изглежда неподвижен, и от който хората щели да спуснат кабел към Земята. След това кабелът щял да бъде прикрепен за земята. Но въжето за космическия асансьор трябвало да бъде в състояние да издържи приблизително напрежение от 60–100 гигапаскала (Gpa). Стоманата се троши при около 2 Gpa, което прави идеята неосъществима.
Идеята за космически асансьор стига до много по-широка публика с публикуването на романа на Артър Ч. Кларк от 1979 г. „Фонтаните на рая“ и романа на Робърт Хайнлайн от 1982 г. „Фрайди“. Но без да е постигнат някакъв допълнителен напредък, идеята угасва.
Положението се променя значително, когато химиците разработват въглеродните нанотръби. Изведнъж интересът е разпален от работата на Сумио Ииджима от „Нипон Илектрик“ през 1991 г. (въпреки че данните за въглеродните нанотръби в действителност датират от 50-те години на XX в. — факт, пренебрегнат навремето.) Забележително е, че нанотръбите са много по-здрави от стоманените кабели, а също и много по-леки. Всъщност те притежават якост, превишаваща тази, която е необходима за поддържането на един космически асансьор. Учените смятат, че нишка от въглеродни нанотръби може да издържи налягане от 120 Gpa, което е доста над точката на максималното напрежение. Това откритие съживява опитите за създаване на космически асансьор.
През 1999 г. в изследване на NASA се разглежда въпросът за космическия асансьор. В него изследователите си представят тясна ивица, широка около 1 метър и дълга около 47 000 километра, която е в състояние да транспортира около 15 тона полезен товар в земната орбита. Такъв космически асансьор би могъл да промени икономиката на космическите пътувания за една нощ. Цената може да бъде намалена десет хиляди пъти, което би било революционна промяна.
Понастоящем са необходими 10 000 долара или още по-голяма сума, за да бъде изпратен един фунт (0,453 кг) материал в орбита около Земята (което е горе-долу колкото цената на златото, ако ги сравняваме унция за унция). Всяка мисия на Космическата совалка например струва цели 700 милиона долара. Един космически асансьор може да намали цената на доставката на един долар за фунт. Подобно радикално понижаване на цената на космическата програма може да революционизира начина, по който гледаме на пътуванията в Космоса. С едно обикновено натискане на копчето на асансьора човек би могъл по принцип да се отправи на разходка с асансьор в открития космос на цената на един билет за самолет.
Но преди да изградим космически асансьор, с който можем да изминем определен път в небето, трябва да бъдат преодолени огромни практически трудности. Понастоящем чистите нишки от въглеродни нанотръби, създадени в лабораторни условия, са дълги не повече от 15 милиметра. За да направим космически асансьор, ще трябва да създадем кабели от въглеродни нанотръби, дълги хиляди мили. Въпреки че от научна гледна точка това е само технически проблем, той трябва да бъде решен на практика, ако искаме да направим космически асансьор. Все пак много учени смятат, че за няколко десетилетия ще бъдем в състояние да овладеем технологията за създаване на дълги кабели от въглеродни нанотръби.
Второ, микроскопичните примеси във въглеродните нанотръби биха могли да направят проблематичен един дълъг кабел. По изчисления на Никола Пуньо от Политехниката в Торино, Италия, ако в една въглеродна нанотръба има дори един атом, който е подреден неправилно, нейната якост може да бъде намалена с 30 процента. Дефекти с големината на атом ще намалят здравината на кабел от нанотръби с цели 70 процента, смъквайки я под минимума гигапаскали на якостта, която е необходима за поддържането на космически асансьор.
За да стимулира предприемчивия интерес към космическия асансьор, NASA финансира две отделни награди. (Наградите се дават по модела на носещата десет милиона долара Х-награда на Ансари, която стимулира успешно инициативните изобретатели да създадат комерсиални ракети, които да бъдат в състояние да превозват пътници до границата с Космоса. Х-наградата беше спечелена от Космически кораб Едно през 2004 година.) Наградите, които предлага NASA, се наричат Лъчево-енергийното предизвикателство и Въженото предизвикателство. В Лъчево-енергийното предизвикателство екипите трябва да изпратят механично устройство, тежащо поне 25 килограма, по въже (увиснало от кран) със скорост от 1 метър в секунда на разстояние 50 метра. Това може да изглежда лесно, но уловката се крие в обстоятелството, че устройството не може да използва гориво, батерии или електрически шнур. Вместо това роботното устройство се захранва с енергия от слънчеви модули, подредени в редици, от слънчеви отражатели, лазери или източници на микровълнова енергия, които са по-подходящи за употреба в открития космос.