The Question. Будущее

Время – неотъемлемая часть пространства-времени. Ну, из названия можно понять, да. Время и пространство весьма тесно связаны. Так вот, если мы сложим много энергии в ограниченный объем этого пространства-времени, это вызовет его искажения. Самый очевидный эффект этого искажения – гравитация. В школе до сих пор учат, что гравитация – это сила вроде электромагнитной, и в разговоре часто упоминается как сила, и в ньютоновской механике, которую мы используем для большинства повседневных расчетов, мы обходимся с ней как с силой. Так вот, это не так. Это просто удобный трюк, чтобы не перегружать мозги и упростить расчеты, который дает приемлемые результаты. Приемлемые результаты, пока мы не говорим об объектах размером планету и двигающихся со скоростью в тысячи километров в секунду. Ну или пока нам не нужна временная точность до стотысячной доли секунды.

Так вот. Гравитация – это не сила. Это искажение геометрии пространства-времени. Солнце не притягивает Землю, а искажает пространство таким образом, что, двигаясь по прямой, Земля возвращается в ту же точку, откуда и начала. Грубо говоря. Все еще сложнее, но для начала сойдет. Чтобы было легче понять, о чем речь, представьте просто полоску бумаги, свернутую в кольцо. Если вы попробуете рисовать на ней прямую линию вдоль – рано или поздно вы вернетесь в начало, хотя никуда не поворачивали. Полоска бумаги в данном случае – двумерное пространство, искаженное в третьем измерении. Это, опять же, не совсем корректная аналогия, но дает представление о том, как можно, двигаясь по прямой, возвращаться в самое начало.

Так вот, при чем тут время? Опять же, мы говорим не о времени и не о пространстве, а пространстве-времени. Искажая пространство, мы искажаем и время. Да. На этом месте обычно мозг начинает коллапсировать и визуализировать, как это может выглядеть – это трудно. Поэтому это и не учат в школе, видимо.

Так вот, в тех же черных дырах сосредоточено столько энергии в настолько небольшом пространстве (и времени!), искривление пространства-времени столь велико, что, в какую бы сторону ты ни двигался, ты будешь двигаться внутрь. Время же перестает двигаться вообще и утрачивает всякий смысл.

То же самое происходит и на больших скоростях. Потому что, чтобы набрать скорость, мы должны добавить энергию. Чем больше мы приближаемся к скорости света, тем больше искажений происходит. При этом тут хитрость: для людей снаружи космического корабля искажается время, и им кажется, что время внутри корабля идет медленнее. Для людей же внутри корабля время идет нормально, но искажается пространство снаружи, так что расстояния становятся меньше.

То есть, отвечая на ваш вопрос (наконец-таки!), время будет идти медленнее там, где больше энергии сосредоточено в меньшем пространстве.

Ах да, почему я все время говорю про энергию, а не массу, солнце и планеты – они ж массивные? Потому что E=mc². То есть энергия – это масса, помноженная на квадрат скорости света. Масса, в свою очередь, m=E/c², то есть энергия, деленная на скорость света. Так что проще говорить именно про энергию.

Что означает, что SpaceX намерена разработать корабль, который сможет совершать посадки «в любом месте Солнечной системы»?

Дмитрий Моргачев

студент

Данное высказывание относится к новому проекту SpaceX, Red Dragon. Это беспилотный аппарат, который компания собирается отправить в 2018 году на Марс для взятия образцов грунта и для отработки системы приземления.

Так как посадка на Марс весьма затруднительна из-за разреженной атмосферы (низкое атмосферное давление и низкая плотность атмосферы относительно Земной), то использовать методы посадки в виде коконов из пневматических мешков или с помощью парашютов бессмысленно. Самое тяжелое, что удалось посадить на Марс – это марсоход Curiosity, вес которого примерно 1 тонна, да и для него пришлось использовать сложную систему из ракетных двигателей, которая носит классное название «небесный кран». Система помогла значительно сбросить скорость перед самой посадкой, предварительно скорость была снижена с помощью парашюта, который раскрылся после входа в атмосферу, размером он был с семиэтажный дом.

А теперь представьте себе Red Dragon, масса которого будет 6,5 тонн + 1 тонна полезного груза. Это как семь с половиной Curiosity одновременно (сложно!). Маск планирует использовать тепловой щит собственной разработки и систему посадки на основе реактивных двигателей, по сути ничего нового, Curiosity тоже падал с тепловым щитом и использовал ракетные двигатели, так что тут вопрос в том, как это будет реализовано.

Если SpaceX осилит приземление столь массивного аппарата на такую упрямую планету, то, пожалуй, на другую планету приземлиться тоже получится, отсюда и высказывание Маска.

Как растут растения на МКС?

Павел Лобков

биолог, ведущий телеканала «Дождь»