Каква е по-силна от всичко друго
Изтегляне (5.89 Kb)
Какво е по-силна от всичко друго
G. U. Lihosherstnyh
Химия и живот №7, 1980, с. 31-33
Възможно ли е да се изгради ракета, която може да лети в почти скоростта на светлината? Науката казва, че по принцип е възможно, ако антиматерията като използването на горивата, като взаимодействието с веществото мощна електромагнитна радиация. Отразена от вдлъбнато огледало и това излъчване воля тяга, необходима за полет до звездите. Такива фотонни ракети са описани подробно писателите на научна фантастика. Във всеки детайл, с изключение на едно: нито един от тях показва, че материалът от който са направени огледалото. В крайна сметка, това трябва да може да се отрази на изображението в унищожаването гама-лъчи твърди, лесно прониква всички известни наземна вещество. В допълнение, огледалото трябва да има една изключителна устойчивост на топлина като мощен поток от електромагнитна енергия, която може да създаде достатъчно проект, веднага се изпари и да е конвенционален материал.
Това е само един пример за това как смела фантазия чупене на трезвия инженерство изчисление, който взема под внимание реалните качества на истински материали: тяхната сила също определя лимит за проекти на дизайнери. Въпреки че теоретично силата на перфектни монокристали, които работят на 100% от interatomic сили за взаимодействие трябва да бъде в стотици или хиляди пъти повече от обикновено, дори и тези материали не могат да решат всички проблеми на далечно бъдеще технологията.
Резерв теоретично якост и устойчивост на топлина се определя от електромагнитна сила на взаимодействие между атомите на разстояние от порядъка на 10 -8 cm. Изглежда, че този срок не може да надмине всяко приспособление. Но ние няма да бързаме с изводите. Всички изчисления на възможно силата на материали на базата на природен предположението, че става дума за вещества, роден на земята. Но същността на някои звезди е доста необичайни свойства. Например, звезди, наречени бели джуджета са съставени на материята, атомите от които външните електронен слой са разбити като налягане. Плътността на такива вещества е около един милион пъти по-висока от плътността на водата: те попълнено напръстник трябва да тежи около един тон. Още по-поразително вещество неутронни звезди с плътност от около 10 15 г / см 3 - гилза изпълнен с това вещество, трябва да тежи милиард тона.
Но това, което прави задачата на тежкотоварни материали и sverhtermostoykih има звездна материя? Кой се нуждае от дизайн, с тегло милиарди тона, а основната задача е да ги направят възможно най-лека?
Въпреки това, ние не мислим за това, че звездното материал като същевременно увеличава плътността и увеличаване на силата. Например, в джуджета, разстоянието между атоми в сто пъти по-малки от нормалното, а оттам и силата на взаимодействие между тях трябва да бъде повече от най-малко десет хиляди пъти. Частица композиране на неутронни звезди (т.е. нуклоните) взаимодействат един с друг със сила от 10 12 пъти превъзхожда силата на взаимодействие между атомите на всяка наземна значение.
Следователно, специфична якост на звездна значение (т.е. якост на единица тегло) може да бъде напълно приемлива, и устойчивост на топлина трябва да бъде ясно доста висока.
Това е, което дава прогнозния количествено определяне на свойствата на материалите от бели джуджета и неутронни звезди.
Унищожаване вещество при висока температура се дължи на увеличаването на термичните вибрациите на нейните съставни частици; следователно, топлина трябва да бъде пряко пропорционална на свързващата енергия между тези частици. От това следва, че средната температура на устойчив материал в неутронна звезда трябва да е милион пъти по-голяма от топлинната устойчивост на всеки земен материал.
По същия начин, можем да прогнозираме якостните характеристики на звездната материал, вярвайки, че те ще бъдат в състояние да използват само една хилядна от теоретичната сила. Резултатите от тези изчисления са дадени в таблицата, където всички свойства на земни материали, взети за единица:
Веществото е бяло джудже
Същността на неутронни звезди
Съотношението на теглото на кабели със същата якост на опън
Съотношението на диаметъра на кабели със същата якост на опън
Съотношението на дължината на свободно окачени кабели, които могат да издържат на собственото си тегло
Съотношението на дебелината на хоризонталните греди, които могат да издържат теглото
Съотношението на топлоустойчив
Както се вижда от таблицата, загряване на веществото бели джуджета и неутронни звезди е много по-голяма, отколкото температурата на повърхността им. Това предполага, че звездите са покрити с твърда кора. В момента се предполага, че някои неутронни звезди нямат твърда кора: това шоу резки промени в техните периоди за ротация, в резултат на особените starquakes. Термична стабилност на звездна материал е толкова високо, че от това можем да направим жилищните ракети, способни директно опознаването на слънчевата интериора.
Какви са качествата на звездна материя като структурен материал? Ако един обикновен стоманен кабел сечение 1 mm 2 може да издържи товар от около 100 кг, същият кабел от предмета на неутронна звезда може да издържа на натоварване от 1024 кг, което е около една шеста от "тежестта" на нашата планета. Ако на мястото на привличането между Земята и стомана въже Луна, диаметърът му трябва да е около 500 километра; със същия диаметър на въжето на бяло джудже ще бъде равен до 50 м, а вещество неутронни звезди толкова здраво, че спиралата е по-тънка коса (диаметър от само 5 микрона) в състояние да задържа Луната в своята орбита.
Steel километра кабел, който може да издържи теглото на супертанкера натоварени с работен обем от половин милион тона, ще тежи на десетки хиляди тона, но въжето на неутронна звезда въпрос със същата дължина и сила ще тежи само няколко килограма. Ако стоманата е безплатно почивки висящи въжета в земната гравитация от собственото си тегло при дължина от около 10 км, кабела от въпроса неутронния при дължина няколко десетки километра няма да се прекъсват, дори и в гравитационното поле на бялото джудже - когато стоманеното въже секне с дължина само няколко милиметра.
Феноменално трябва да работи неутронна материя и огъване. Да хвърли дълъг лъч км и правоъгълна, разчитайки само се срещнат, няма да се срине под собствената си тежест в гравитационното поле на Земята, той трябва да бъде с дебелина от около 100 м. Тук лъч неутронна въпрос на същата дължина и при същите условия ще поддържат своя собствена от теглото, дори при дебелина от един микрон; тегловно съдържание на такива греди ще бъде равна на около един милион тона (имайте предвид, че стоманената греда ще бъде 80 пъти по-тежък), но деликатен лъч на неутронна материя километър дължина може да издържи на натоварването на няколко милион тона на телесното тегло от само няколко тона.
Също поразително притежава свойствата на неутрони и филм материал. Един квадратен метър фолио с дебелина само един нуклон (т.е., 10) -13 cm и ще тежи около шест тон; обаче, за да пробиете филм на игла, то би трябвало да се прилага сила от три милиона тона. Табела на неутронна звезда въпрос в областта на един квадратен метър, ръбовете свободно почивка може да издържат на налягане от десет милиарда атмосфери (такова налягане преобладава във вътрешността на Слънцето) с дебелина само няколко микрона. В природата не съществуват взаимодействия по-силни от тези, които са отговорни за свързването на нуклоните в ядрата. Следователно, не може да има по-силен от материята на неутронна: тя не е само в състояние да устои на силите, властващ в "черни дупки" в червата (ако има такива наистина съществуват). Но в наземни условия неутронна материя не трябва дори да бъде равна и може да служи като материал за създаване на невероятни дизайни и изобретения, не snivshihsya дори научна фантастика писатели.
Нека не говорим за това само неутронна материя е в състояние да устои на парливи жега фотон двигател. Неутронна въпрос - тази огромна въздушни мостове, стъпала към планината и морето, тази кула на стотици километри високи, са размерите на инструменти и машинни части.
Всичко това, разбира се, се открива невероятни перспективи за техниката на земята. Спиране само за тези, да се научат да неутронна материя. Но може да има характер на нещо подобно, това, което не може да се направи и един човек?