Как полететь со скоростью света

Почти незаметно для обывателя прошел 100-летний юбилей получения доказательства общей теории относительности Эйнштейна. Она и специальная теория относительности являются основой для расчетов передвижения космических объектов, создаваемых человеком.

Специальная теория относительности показала, что частицы света – фотоны движутся в вакууме с постоянной скоростью 1079252848,181 километров в час, которую невозможно превзойти. При этом множество частиц способны перемещаться со скоростью, близкой к скорости света: 99,9 % от нее. Армия ученых работает над тем, чтобы понять как ускоряются частицы и примененить эти принципы в своей работе. Другой важной составляющей исследований является защита электронного оборудования и экипажа космических объектов, которым предстоит сохранить работоспособность в межпланетных перелетах под воздействием лучей всепроникающей радиации.

Главным использующимся методом ускорения элементарных частиц является помещение их в мощные электромагнитные поля. Элементарные частицы ощущают электромагнитное поле, как объекты с массой - гравитацию. При правильных расчетах и достаточной энергии скорость может приблизиться к почти световой. В большом андронном коллайдере удается достичь 99,999999896 % скорости света.

Огромное ускорение частицам придает столкновение магнитных полей, существующие вокруг любого космического объекта. Когда они сталкиваются, возникает так называемое «запутывание». Если же напряжение между разными полями слишком велико, их линии защелкиваются взрывным способом и перестраиваются с одного центра на другой (магнитное переподключение). В этот момент генерируются мощнейшие электрические поля, выбрасывающие заряженные частицы в пространство. Такой процесс создает «солнечный ветер» – поток частиц, движущийся от солнца с огромной скоростью. Он же является причиной полярного сияния в северных областях Земли.

Третьим способом ускорения элементарных частиц является взаимодействие с электромагнитными волнами. Частицы «подпрыгивают» на волнах. При столкновении волн их поля сжимаются, частица начинает «прыгать» чаще и с большей амплитудой, получая все больше энергии. Когда волны входят в резонанс, частицы приобретают мощный импульс и улетают с огромным ускорением. В момент взрыва сверхновой звезды в пространство выбрасывается плотная струя сжатого газа, называемого взрывной волной. Насыщенная взаимодействием волн и частиц, она становится источником космических лучей, двигающихся со скоростью 99,6 % скорости света.

Источник: phys.org