После премьеры нового фильма «Звездные войны» «Соло» давайте посмотрим на физику того, как его самое известное достижение может быть реализовано на самом деле.
Величайшее достижение «Тысячелетнего сокола», по словам его капитана в «Звездных войнах: Новая надежда», казалось, бросало вызов законам самой физики. Когда Хан Соло, капитан корабля, встретил Люка Скайуокера и Оби-Вана Кеноби, он, казалось, не поверил, что двое мужчин не знают, что корабль достаточно быстр, чтобы обогнать Империю. «Вы никогда не слышали о «Тысячелетнем соколе», - спрашивает Соло. - Это корабль, который прошел трассу Кесселя менее чем за двенадцать парсеков. Оби-Ван недоверчиво смотрит на Соло, возможно, не тронутый нелогичным хвастовством.
Нелогично, конечно, потому что, когда вы хвастаетесь скоростью автомобиля, вы обычно говорите о том, как быстро он может доставить вас к месту назначения. Вас может впечатлить, если вы проедете что-то под названием «Бег Кесселя» менее чем за 30 минут, но вы не будете впечатлены, если сделаете это менее чем за 30 миль. Вот что такое парсек: единица измерения расстояния, приблизительно равная 3,26 световым годам.
Но, возможно, в этом есть какая-то логика. Как правило, кратчайшее расстояние между двумя точками - это прямая линия, и, возможно, стандартный путь, который вам придется пройти, чтобы пройти Кессель, может быть ближе к 18 парсекам. Но в общей теории относительности Эйнштейна между двумя точками могут быть даже более короткие расстояния, чем по прямой; иногда определенный изогнутый путь лучше. В частности, когда пространство сильно искривлено, например, при наличии очень массивных объектов, вполне возможен кратчайший путь сквозь пространство.
Согласно современной астрофизике, вот как на самом деле мог работать бег Кесселя.
Представьте, что вы хотите перемещаться между двумя любыми точками в пространстве: двумя планетами, двумя аванпостами или даже двумя воображаемыми точками на сетке. Как правило, вы думаете, что для того, чтобы добраться из одной точки в другую, все, что вам нужно сделать, это как можно быстрее запустить двигатели в направлении второй точки, а это кратчайшее расстояние (и самое быстрое время).) между ними. Но это мышление устарело более чем на столетие, поскольку пространство идеально плоско только в том случае, если в нем нет никаких масс. Поместите массу где угодно, и ваше пространство искривится в ответ. Это основное правило общей теории относительности: материя и энергия указывают пространству-времени, как искривляться; искривленное пространство-время сообщает материи и энергии, как двигаться.
В большинстве реалистичных мест в космосе массы находятся далеко друг от друга, относительно изолированы и относительно малы по величине. В нашей Солнечной системе, например, наибольшая кривизна пространства-времени создается нашим Солнцем, и оно действительно практически не искривляет пространство-время. Когда далекий фотон проходит мимо самого края Солнца, то есть ближе всего к нему, не сталкиваясь с самим Солнцем, его траектория отклоняется менее чем на 2″: 1/1800 градуса. Но вблизи черной дыры отклонение гораздо сильнее. Возможно, как это ни парадоксально, именно черные дыры с наименьшей массой искривляют пространство в наибольшей степени вблизи своего горизонта событий.
Так что, если вы хотите срезать путь через пространство - не используя червоточину - вам лучше всего перемещаться по области пространства с очень большим количеством (и плотностью) маломассивных черных отверстия. Удивительно, но мы уже знаем точно такое окружение: галактический центр. В центре нескольких световых лет Млечного Пути могут быть тысячи или даже десятки тысяч маломассивных черных дыр, и это даже не учитывая сверхмассивного бегемота в ядре нашей галактики. Галактический центр также чрезвычайно богат материей, так как это одна из самых пыльных и богатых газом сред, известных во всем космосе. Это не является чем-то уникальным для нашей галактики, но ожидается, что оно будет иметь место практически во всех спиральных галактиках, подобных нашей.
Когда вы путешествуете через гипердвигатель, по-видимому, вы не можете так хорошо маневрировать. Боковые ускорения должны быть затруднены, когда вы используете сверхсветовую технологию, поэтому стандартная практика может состоять в том, чтобы избегать опасных сред, населенных потенциальными обломками материи. В конце концов, столкновение даже с небольшим объектом на чрезвычайно большой скорости может иметь катастрофические последствия; микрометеороиды регулярно пробивают дыры в каждом материале, который мы когда-либо отправляли в космос, и они движутся значительно ниже скорости света.
Чтобы быстро перемещаться между двумя точками в пространстве, даже прямая линия может оказаться катастрофическим планом. Если вам нужно избегать большого количества потенциально опасных объектов, обход может быть единственным вариантом. Это может означать добавление очень большого расстояния к ожидаемой длине пути, возможно, добавление к вашему путешествию многих световых лет. Прямолинейный путь может быть намного короче, но гораздо опаснее. Но кратчайший путь из всех будет не прямой линией, а замысловато изогнутым путем через самую плотную и опасную среду из всех: поле звезд, планет, черных дыр, газа, пыли и многого другого. Чтобы совершить трассу Кесселя, «Тысячелетнему соколу», возможно, пришлось пройти через центр этой легендарной далекой-далекой галактики.
Это объясняет, почему детали были искажены, в зависимости от того, кто рассказывает историю. В «Пробуждении силы» Рей видит это большое медленное судно и недоверчиво спрашивает: «Это тот самый корабль, который прошел Кессельскую трассу в четырнадцать парсеков?» Даже большая цифра кажется невозможной, поскольку маневренность и размер/масса почти всегда обратно пропорциональны. И все же Хан Соло поправляет ее, настаивая: «Двенадцать!»
Возможно, 12 парсеков действительно являются кратчайшим возможным расстоянием между двумя точками трассы Кесселя. И, возможно, «Тысячелетний сокол» - возможно и предположительно с лучшим пилотом, чем у капитана Соло - действительно преодолел это кратчайшее возможное расстояние. Но если это и произошло, то, скорее всего, оно даже не пошло по прямолинейному пути, а использовало ту таинственную силу, которую по-настоящему понимают очень немногие люди. Нет, не та сила, которую используют джедаи, а гравитационная сила, выдвинутая Эйнштейном более 100 лет назад: общая теория относительности. Только выбрав оптимальный путь через искривленное пространство, «Тысячелетний сокол» сможет стать действительно известным.