Космическое содружество разумных существ.
Находкинский филиал
ФБОУ ВПО
«Морской Государственный Университет им. адм. Г.И. Невельского»
Колледж
РЕФЕРАТ
| По дисциплине: | Физика |
| По теме: | «Будущее мое и человечества» |
| Выполнил: | Студент Селюк А.С |
| Проверил: | Болотова Н.Ф |
г.Находка
Содержание.
1.Введение
2.Новая Эра
3.Первые филиалы земли
4.Достижимы ли звёзды?
5.Человек побеждает время
6.Космическое содружество разумных существ
7.Заключение
8.Литература
Введение.
Наше будущее - это, в каком-то смысле, и есть наше настоящее. Ведь будущее зависит от того, что мы делаем в настоящем. Мы планируем, творим, решаем какие бы то ни было задачи, и все это для того, чтобы в будущем нам стало легче. Мы считаем, что нам станет легче. Но на самом деле, решив одну задачу перед человеком тут же предстает новая, более сложная. И этому не будет конца, разве что наступит недолгое затишье. Если бы люди обратились к истории, приняли во внимание все ошибки прошлого, можно было бы понять, как действовать сейчас, в настоящем, для лучшего будущего. Но человека испокон веков тянет на открытия, разобраться в сущности того или иного происшествия, постигнуть суть бытия. И одной из основных тем будущего человечества является космос.
Новая Эра.
Завершив очередной оборот вокруг Солнца, человечество вступило в новый 1959 год. По другому, пока еще не общепринятому летоисчислению, январь 1959 года совпал с четвертым месяцем года Космической эры.
Начало этой эры отмечено запуском 4 октября 1957 года первого советского искусственного спутника Земли, весть о котором уже записана золотыми буквами в историю. Оно ознаменовано ныне великим успехом — созданием искусственной планеты. Гений советского человека заставил ее вращаться вокруг Солнца. Поистине грандиозный подарок XXI съезду Коммунистической партии СССР! А впереди — совершенно новый, необычайный период в жизни человечества, протяженность которого в будущее неопределенно велика и во всяком случае измеряется многими тысячелетиями.
Космическая эра... С этими словами у большинства обитателей Земли связано мало каких-либо конкретных представлений. А между тем на наших глазах совершается начало распространения человечества в Космос.
Такие гении, как Циолковский, умели смотреть далеко вперед. Для них картина космического будущего человечества вырисовывалась в основных деталях достаточно четко. И это были не сказочные грезы, а научное предвидение.
Природа заложила в нас чудесное свойство — жажду знаний. Познание мира — великое достоинство человека. Когда исчезнут классы и население Земли сольется в единую дружную семью народов, когда небывало возросшая техника создаст всем людям максимальные удобства, тогда гигантский труд, гигантские силы человек направит на освоение космических пространств. Но еще раньше все человечество осознает эту идею, которая пока лишь робко пробивает себе дорогу. Это идея Циолковского о том, что Земля лишь колыбель человечества, а домом для него должен быть необъятный Космос.
Современное человечество действительно похоже на младенца. Оно еще не вполне знает все уголки своей колыбели — остаются непокоренными, неосвоенными значительные пространства суши и колоссальный Голубой континент. Но уже сейчас, предвидя будущее, человечество, подобно младенцу, тянется к внешним, пока как будто недоступным предметам. Оно даже предпринимает решительные попытки перешагнуть через край колыбели и вступить в огромный, кажущийся на первых порах чужим, внешний мир.
Первые филиалы земли.
Ближайшее к нам небесное тело с первого взгляда мало подходяще для обитания. Лишенный атмосферы и воды, лунный мир представляет собою безжизненную пустыню. Необычно резкие колебания температуры (+120° днем и -150° ночью), которые не сглаживаются здесь, как на Земле, конвекцией, то есть перемешиванием воздушных масс, дополняют общий мрачный колорит соседнего мира.
Но такова Луна лишь в настоящем. В будущем же она может быть превращена в своеобразный филиал Земли, и условия жизни там станут вполне приемлемыми для человека.
Первые прогулки по Луне человек совершит в костюмах, напоминающих водолазные. Затем он построит первые лунные жилища — герметически изолированные от безвоздушного пространства помещения, представляющие собою, быть может, углубления в лунных скалах. Воздух и влагу для лунных жилищ не придется завозить с Земли. Эти вещества получат физико-химическим путем из лунных же горных пород.
А затем возникнут первые лунные города. Склоны многочисленных лунных кратеров заблистают мириадами огней — электрических светильников размещенных в них жилищ.
Возможно, что Луна весьма богата природными ископаемыми, в частности урановыми рудами. Мощные энергетические атомные установки позволят со временем создать вокруг Луны искусственную атмосферу. Азот, кислород и другие газы будут непрерывно создаваться «атмосферогенами» — установками, синтезирующими эти газы из химических элементов лунной коры. При достаточно большом количестве «атмосферогенов» убыль лунной атмосферы через рассеяние в пространство будет непрерывно пополняться искусственным путем.
Человек окутает Луну теплым одеялом атмосферы. Он создаст искусственные облака и заставит пролиться на бесплодную лунную поверхность первые дожди. На Луне расцветет жизнь, занесенная сюда человеческим гением из его земной колыбели.
Пройдут века (а может быть только десятилетия?) и рядом с Землей будет нестись в просторах Космоса второй обитаемый мир солнечной системы — Луна.
Теми же путями пойдет и освоение более далеких небесных тел — Марса, Венеры и, может быть, Меркурия. Между прочим уже сейчас в зарубежной печати опубликованы проекты «омоложения Марса». Речь в них идет о создании вокруг Марса искусственным путем плотной атмосферы.
Сначала первые разведывательные полеты, затем высадка на поверхность небесного тела, и, наконец, его полное освоение и заселение — таковы, по-видимому, этапы расселения человечества по планетам.
К сожалению, не все планеты солнечной системы пригодны для обитания. Так, например, планеты-гиганты Юпитер, Сатурн, Уран и Нептун, по-видимому, полностью состоят из газов и больше напоминают звезды, чем Землю. Плутон, обходящий окраины солнечной системы, погружен в вечный мрак и холод, что, конечно, является препятствием к его заселению. Но зато некоторые из спутников планет вполне могут заменить в этом отношении сами планеты. Таковы спутники Юпитера — Ио, Европа, Каллисто и Ганимед, спутник Сатурна Титан, спутник Нептуна Тритон, которые по размерам близки к нашей Луне или даже превосходят ее.
Итак, в будущем человечество может расселиться по четырем планетам (Меркурий, Венера, Земля, Марс) и семи спутникам (Луна, Ио, Европа, Каллисто, Ганимед, Титан, Тритон). А затем, в поисках новых обителей, оно направится к звездам.
Достижимы ли звезды?
Удаленность даже ближайших к Земле звезд так велика, что до самого последнего времени межзвездные перелеты казались совершенно нереальными. Ракеты, работающие на химическом топливе, будут долетать до Луны за 10-15 часов. Но та же ракета, отправившись на ближайшую из звезд — Альфу Центавра, достигнет цели только через несколько десятков тысяч лет!
Атомные ракеты мало что изменят в этих сроках. Развивая скорость до 100 км/сек они станут, пожалуй, наиболее приемлемым средством передвижения внутри солнечной системы. Но до Альфы Центавра и атомная ракета долетит не раньше, чем через 10 000 лет!
Невообразимо колоссальны межзвездные просторы. Преодолеть их удастся лишь в том случае, если скорость передвижения станет близкой к скорости света — 300 000 км/сек.
Как это ни удивительно, но уже сейчас, на заре Космической эры, разработана в основных чертах теория межзвездных космических кораблей. Ими будут так называемые фотонные ракеты.
Представьте себе невероятный случай. Вы садитесь в автомобиль, включаете фары, и вдруг автомобиль начинает катиться назад со все возрастающей скоростью. Испугавшись, вы выключаете свет, и машина постепенно останавливается. Свет, отраженный зеркалами фар, создал реактивную тягу. Потоки света, вырывающиеся из фар, уподобились струям газов, выходящим из сопла обычной ракеты, а сам автомобиль превратился в световую или, как говорят, фотонную ракету.
На самом деле описанный случай, конечно, невозможен. Реактивная тяга, создаваемая светом автомобильных фар, так ничтожно мала, что привести в движение тяжелый автомобиль она не в состоянии.
Однако, будь потоки света несравненно более мощными, автомобиль тронулся бы с места. Все дело именно в мощности излучения, так как, принципиально говоря, потоки света могут создать реактивную тягу.
В современных схемах фотонная ракета напоминает исполинский прожектор. Однако источник света в фотонных ракетах совсем иной, чем в автомобильных фарах.
Как известно, в природе существуют, кроме обычных «элементарных» частиц вещества — протонов, нейтронов и электронов, противоположные им по электрическому заряду и магнитным свойствам «античастицы» — антипротоны, антинейтроны и позитроны. Когда частица сталкивается со своей античастицей, обе они сразу или через ряд промежуточных состояний превращаются в «порции света» — фотоны. Энергия при этом процессе, называемом аннигиляцией, выделяется в максимально возможном количестве. Если бы, например, удалось аннигилировать сто тонн вещества, то энергии при этом выделилось бы столько, сколько произвело искусственным путем все человечество за последние 2000 лет!
Для получения сверхмощных потоков света в фотонных ракетах и предполагается использовать аннигиляцию. При соединении струй обычных частиц со струями искусственно полученных античастиц будет выделяться такое невообразимо мощное излучение, которое, отразившись от рефлектора фотонной ракеты, приведет ее в стремительное движение.
Схема фотонной ракеты пока еще далека от технической реализации. Неясно, как получать струи античастиц. Трудно себе представить, где, в каких резервуарах можно сохранить «антивещество», так как соприкосновение их со стенками резервуара мгновенно приведет к аннигиляции. Потоки излучения будут так мощны, что их отражатель просто испарится, если его не сделать из каких-нибудь сверхстойких материалов, или не преобразовать «жесткое», очень энергичное первичное излучение двигателя в менее энергичные, но зато безопасные радиоволны.
Короче говоря, до технического осуществления фотонной ракеты еще далеко. Но уже сейчас ясно одно — эти двигатели откроют человечеству путь к звездам. С их помощью можно развивать скорости, как угодно близкие к скорости света.
Полет к ближайшим звездам займет годы или десятилетия. Но могут ли быть достигнуты звезды, лучи света которых доходят до Земли за тысячи или десятки тысяч лет, не говоря уже о других звездных системах — галактиках, удаленных от нас на миллионы световых лет?
Казалось бы на этот вопрос можно дать лишь отрицательный ответ. Какой безумец станет утверждать, что полет человека среди звезд туманности Андромеды или другой галактики возможен?
Но то, что представляется житейскому здравомыслию безумным, иногда оказывается гениальным. Теория относительности, созданная гением Эйнштейна, указала выход из как будто бы безнадежного тупика.
Человек побеждает время.
Время относительно. В телах, движущихся по-разному, оно течет неодинаково быстро. В фотонных ракетах оно будет течь несравненно медленнее, чем на Земле. И это раскрывает перед астронавтикой такие перспективы, о которых не смел мечтать даже Циолковский.
Пользуясь формулами теории относительности, можно подсчитать, за какие сроки удастся в будущем добираться до звезд и какой выигрыш во времени (для участников полета) при этом получится. Такие расчеты были выполнены немецким ученым Е. Зенгером*. Выводы получились совершенно необычайные — судите сами.
Допустим, что фотонная ракета отправляется в полет на Альфу Центавра. Скорость ей придется набирать постепенно, чтобы создающееся при этом ускорение не было чрезмерно большим и гибельным для пассажиров.
Будем считать, что ракета совершает полет с ускорением, равным 3 g (т.е втрое большим, чем земное ускорение), причем первую половину пути скорость ракеты возрастает, а во второй половине пути, приближаясь к цели, ракета должна тормозиться с тем же замедлением (3g). Опыты, проделанные за последнее десятилетие, показали, что троекратную нагрузку человек может переносить долго и безболезненно.
Итак, ракета в полете... Каковы же сроки первого межзвездного перелета?
По расчетам Зенгера на ракете пройдет 18 месяцев, прежде чем путешественники окажутся вблизи соседней звезды. Если после этого они сразу отправятся в обратный путь, то полет в оба конца по часам ракеты займет около трех с половиной лет. Но время на ракете текло медленнее, чем на Земле. Поэтому для тех, кто остался кружиться вокруг Солнца, протекло от старта ракеты до ее возвращения не 3½ года, а около 10 лет!
Если путешествие закончится благополучно, его участники должны быть счастливы вдвойне. Они повидали соседнюю звезду и заодно, так сказать, сэкономили в полете более 6 лет своей жизни.
И еще один парадоксальный вывод: луч света до Альфы Центавра и обратно пролетает за 8,6 лет, тогда как путешественники преодолели то же расстояние за три с половиной года! Получается, что по «собственному» времени ракеты астронавты летели быстрее света, тогда как в земной «системе отсчета», по «земным часам» протекло около 10 лет, т. е. их скорость, как и следует по теории Эйнштейна, не превысила скорости света.
С увеличением дальности полета эффект замедления времени стремительно (а вовсе не пропорционально) возрастает. Так, например, центральные области нашей Галактики фотонная ракета при прежних условиях (с ускорением 3 g.) достигнет по часам ракеты через 7 лет, тогда как луч света по земным часам преодолевает то же расстояние за 20 000 лет. Следовательно, побывав в центре Галактики и вернувшись на Землю, астронавты не застанут никого из своих знакомых — ведь пока они путешествовали, на Земле прошло более 40 000 лет! Они почувствуют себя давно забытыми пришельцами из прошлого. Подобные ощущения пережил бы человек каменного века, если бы внезапно, каким-то «чудом», он оказался, например, в центре современной Москвы.
Чем дальше, тем больше.
До соседней Галактики — туманности Андромеды — фотонная ракета домчит человека за 9 лет (считаемых, конечно, по часам ракеты). Но вернувшись на Землю, он убедится, что пока он постарел на 18 лет, на Земле прошло около полутора миллионов лет!
Самые далекие из доступных современным телескопам галактик отстоят от Земли на расстояние порядка одного миллиарда световых лет. Но фотонная ракета преодолеет эти невообразимые расстояния всего за 15 «собственных» лет! Правда, смельчаки, рискнувшие отправиться в эти космические дали, могут по возвращении обратно не найти собственный дом — ведь по земным часам их путешествие займет более двух миллиардов лет — срок, в течение которого гарантировать сохранность Земли было бы слишком смелым.
Перед человечеством раскрываются поистине безграничные возможности распространения в Космос. Теоретически говоря, оно способно проникнуть как угодно далеко в глубь окружающей нас Вселенной... И кто посмеет утверждать, что могущество человечества может быть чем-то ограничено?
Космическое содружество разумных существ.
Современная наука указывает пути к расселению человечества в Космос. Именно в этом можно видеть будущее Космической эры. Но рано или поздно люди столкнутся с подобными себе разумными обитателями других планетных систем.
Планетные системы есть не у каждой звезды. Однако их общее число в Галактике измеряется миллионами, в чем вряд ли можно сомневаться. Из близких к Солнцу звезд две наверняка окружены планетоподобными спутниками. Это звезды 61-я из созвездия Лебедя и 70-я из созвездия Змееносца. Возможно, что существуют и другие соседние планетные системы.
Чтобы на планете зародилась жизнь, нужны достаточно жесткие условия — близость к звезде, круговая орбита, подходящая масса и многое другое. По ориентировочным подсчетам акад. В. Г. Фесенкова на миллион звезд в среднем должна приходиться одна обитаемая планетная система. Это значит, что в Галактике удастся встретить около 150 000 планетных систем, где существует жизнь.
На некоторых из них жизнь в настоящую эпоху представлена лишь низшими формами. Но должны быть планеты, населенные существами, по уровню развития не только не уступающими человеку, но может быть и более совершенными.
Не исключено, что среди других «человечеств» есть и такие быстропрогрессирующие, как наше. И они, быть может, опередив земное человечество, давно уже стали расселяться на просторах Космоса,
Рано или поздно встреча «человечеств» состоится. Приведет ли она ко взаимному истреблению или, наоборот, к объединению в борьбе с враждебными силами природы?
Несомненно, что всякое человечество, доросшее технически до расселения в Космосе, будет стоять и на высоком уровне нравственного развития. Для штурма Космоса нужны объединенные усилия всего человечества, то есть единое, коммунистическое общество на всей планете. Когда-то и обитатели Земли, сохранив свою национальную самобытность и культуру, при встречах с разумными обитателями иных миров будут выступать не от имени русских, американцев или китайцев, а как земляне — представители единого земного человечества.
Гениальный ум Циолковского предвидел и эти космические встречи. Он писал о том, что со временем объединится не только население различных планетных систем, но и «Млечные пути», то есть население Галактик! Что может быть величественнее и грандиознее этого поистине вселенского братства разумных существ!
Заключение.
Мы попытались увидеть головокружительное будущее Космической эры. Вероятно, многим оно покажется какой-то сверхсказочной мечтой. Другие подумают, что расселение человечества в Космосе затронет лишь их далеких потомков.
И те и другие неправы.
Всего два-три года назад многие считали искусственные спутники Земли несбыточной фантазией. Теперь уже никто не скажет, что Луна недостижима. Освоение лунного мира будет совершаться на глазах (и конечно с участием) нынешнего поколения. Но ведь это и есть начало космического распространения человечества, которое не удастся остановить никаким скептикам.
Будущее приближается к нам с поразительной быстротой. Темпы технического прогресса человечества возрастают с каждым годом. Зачатки будущего видны уже сегодня.
Во всяком случае, та величественная картина космического будущего человечества, которую мы нарисовали, может претвориться в действительность только по воле людей и при их великих усилиях.
«Лучшая часть человечества, — писал Циолковский, — никогда не погибнет, но будет переселяться от Солнца к Солнцу, по мере их погасания.
...Итак, нет конца жизни, конца разуму и совершенствованию человечества. Прогресс его вечен!»
Литература.
Кандидат педагогических наук- Ф.Зигель – Космическое будущее человечества«Знание - сила» 1959 год, №1, с.12-14