Zur Möglichkeit der Veränderung des Gravitationseinflusses. Wir brauchen eine neue Theorie der Schwerkraft. Die Schwerkraft erhöhen

Ich weiß nicht, woher ich komme, wohin ich gehe oder wer ich bin.
E. Schrödinger

In einer Reihe von Arbeiten wurde ein interessanter Effekt festgestellt, der in einer Gewichtsänderung von Objekten in Gegenwart rotierender Massen bestand. Die Gewichtsänderung erfolgte entlang der Rotationsachse der Masse. In den Arbeiten von N. Kozyrev wurde eine Gewichtsänderung eines rotierenden Gyroskops beobachtet. Darüber hinaus nahm je nach Drehrichtung des Gyroskoprotors das Gewicht des Gyroskops selbst ab oder zu. In der Arbeit von E. Podkletnov wurde eine Gewichtsabnahme eines Objekts beobachtet, das sich über einer supraleitenden rotierenden Scheibe befand, die sich in einem Magnetfeld befand. In der Arbeit von V. Roshchin und S. Godin wurde das Gewicht einer massiven rotierenden Scheibe aus magnetischem Material, die selbst eine Quelle eines Magnetfelds war, reduziert.

In diesen Experimenten kann ein gemeinsamer Faktor identifiziert werden – das Vorhandensein einer rotierenden Masse.

Rotation ist allen Objekten unseres Universums inhärent, vom Mikrokosmos bis zum Makrokosmos. Elementarteilchen haben ihr eigenes mechanisches Moment – den Spin; auch alle Planeten, Sterne, Galaxien rotieren um ihre Achse. Mit anderen Worten, die Drehung eines materiellen Objekts um seine Achse ist seine integrale Eigenschaft. Es stellt sich natürlich die Frage: Welcher Grund verursacht eine solche Rotation?

Wenn die Hypothese über das Chronofeld und seine Auswirkungen auf den Raum richtig ist, können wir davon ausgehen, dass die Ausdehnung des Raums aufgrund seiner Rotation unter dem Einfluss des Chronofelds erfolgt. Das heißt, das Chronofeld in unserer dreidimensionalen Welt erweitert den Raum von der Region des Unterraums zur Region des Superraums und dreht ihn gemäß einer streng definierten Abhängigkeit.

Wie bereits erwähnt, nimmt die Energie des Chronofeldes in Gegenwart einer Gravitationsmasse ab, der Raum dehnt sich langsamer aus, was zum Auftreten der Schwerkraft führt. Wenn man sich von der Gravitationsmasse entfernt, nimmt die Energie des Chronofeldes zu, die Ausdehnungsrate des Raums nimmt zu und der Einfluss der Gravitation nimmt ab. Wenn in einem Bereich in der Nähe der Gravitationsmasse die Geschwindigkeit der Raumausdehnung auf irgendeine Weise erhöht oder verringert wird, führt dies zu einer Gewichtsänderung der in diesem Bereich befindlichen Objekte.

Es ist wahrscheinlich, dass Experimente mit rotierenden Massen eine solche Änderung der Ausdehnungsgeschwindigkeit des Weltraums verursacht haben. Der Raum interagiert irgendwie mit der rotierenden Masse. Mit einer ausreichend hohen Rotationsgeschwindigkeit eines massiven Objekts können Sie die Geschwindigkeit der Raumausdehnung erhöhen oder verringern und dementsprechend das Gewicht von Objekten entlang der Rotationsachse ändern.

Der Autor hat versucht, die getroffene Annahme experimentell zu überprüfen. Als rotierende Masse wurde ein Flugkreisel angenommen. Der Versuchsaufbau entsprach dem Experiment von E. Podkletnov. Gewichte von Materialien unterschiedlicher Dichte wurden auf Analysenwaagen mit einer Messgenauigkeit von bis zu 0,05 mg ausgeglichen. Das Gewicht der Ladung betrug 10 Gramm. Unter der Gewichtswaage befand sich ein Gyroskop, das sich mit ziemlich hoher Geschwindigkeit drehte. Die Frequenz des Gyroskop-Versorgungsstroms betrug 400 Hz. Es wurden Kreisel verschiedener Massen mit unterschiedlichen Trägheitsmomenten verwendet. Das maximale Gewicht des Gyroskoprotors erreichte 1200 g. Die Gyroskope wurden sowohl im Uhrzeigersinn als auch gegen den Uhrzeigersinn gedreht.

Langzeitversuche von der zweiten Märzhälfte bis August 2002 brachten keine positiven Ergebnisse. Teilweise wurden geringfügige Gewichtsabweichungen innerhalb einer Abteilung beobachtet. Sie können auf Fehler zurückzuführen sein, die durch Vibrationen oder andere äußere Einflüsse entstehen. Die Art dieser Abweichungen war jedoch eindeutig. Bei einer Drehung des Gyroskops gegen den Uhrzeigersinn wurde eine Gewichtsabnahme beobachtet, bei einer Drehung im Uhrzeigersinn wurde eine Gewichtszunahme beobachtet.

Während des Experiments änderten sich die Position des Gyroskops und die Richtung seiner Achse in verschiedenen Winkeln zum Horizont. Aber auch dies brachte keine Ergebnisse.
In seiner Arbeit stellte N. Kozyrev fest, dass Veränderungen im Gewicht des Gyroskops im Spätherbst und Winter festgestellt werden konnten, und selbst in diesem Fall änderten sich die Messwerte im Laufe des Tages. Dies liegt offensichtlich an der Position der Erde relativ zur Sonne. N. Kozyrev führte seine Experimente am Pulkowo-Observatorium durch, das etwa auf dem 60. nördlichen Breitengrad liegt. In der Wintersaison ist die Position der Erde relativ zur Sonne so, dass die Schwerkraftrichtung auf diesem Breitengrad tagsüber fast senkrecht zur Ekliptikebene (7°) verläuft. Diese. Die Drehachse des Gyroskops verlief praktisch parallel zur Achse der Ekliptikebene. Um Ergebnisse zu erzielen, musste das Experiment im Sommer nachts durchgeführt werden. Vielleicht erlaubte derselbe Grund nicht, dass das Experiment von E. Podkletnov in anderen Labors wiederholt werden konnte.

Auf dem Breitengrad von Schitomir (ca. 50° nördlicher Breite), wo die Experimente vom Autor durchgeführt wurden, beträgt der Winkel zwischen der Schwerkraftrichtung und der Senkrechten zur Ekliptikebene im Sommer fast 63°. Möglicherweise wurden aus diesem Grund nur geringfügige Abweichungen beobachtet. Es ist aber auch möglich, dass sich die Auswirkungen auch auf die Ausgleichslasten ausgewirkt haben. In diesem Fall zeigte sich der Gewichtsunterschied aufgrund des unterschiedlichen Abstands der gewogenen und ausgleichenden Lasten zum Gyroskop.
Man kann sich den folgenden Mechanismus zur Gewichtsveränderung vorstellen. Die Rotation gravitativer Massen und anderer Objekte und Systeme im Universum erfolgt unter dem Einfluss des Chronofeldes. Die Rotation erfolgt jedoch um eine einzige Achse, deren Position im Raum von einigen uns noch unbekannten Faktoren abhängt. Dementsprechend erhält die Raumausdehnung unter dem Einfluss des Chronofeldes in Gegenwart solcher rotierender Objekte einen gerichteten Charakter. Das heißt, in Richtung der Rotationsachse des Systems erfolgt die Raumausdehnung schneller als in jeder anderen Richtung.

Man kann sich den Weltraum als ein Quantengas vorstellen, das alles ausfüllt, selbst im Inneren des Atomkerns. (meine Anmerkung – ich sage es einfacher – das erwähnte Quantengas ist der Äther) Zwischen dem Raum und den materiellen Objekten, in denen er sich befindet, besteht eine Wechselwirkung, die unter dem Einfluss äußerer Faktoren, beispielsweise bei Vorhandensein eines Magnetfelds, verstärkt werden kann. Befindet sich die rotierende Masse in der Rotationsebene des Gravitationssystems und rotiert mit ausreichend hoher Geschwindigkeit in die gleiche Richtung, dann dehnt sich der Raum entlang der Rotationsachse aufgrund der Wechselwirkung von Raum und rotierender Masse schneller aus. Wenn die Richtungen der Schwerkraft und der Raumausdehnung zusammenfallen, nimmt das Gewicht von Gegenständen ab. Bei umgekehrter Drehung verlangsamt sich die Raumausdehnung, was zu einer Gewichtszunahme führt.

In Fällen, in denen die Richtungen der Schwerkraft und der Raumausdehnung nicht übereinstimmen, ändert sich die resultierende Kraft unwesentlich und ist schwer zu registrieren.

Die rotierende Masse verändert die Stärke des Gravitationsfeldes an einem bestimmten Ort. In der Formel für die Gravitationsfeldstärke g = (G M) / R2 können sich die Gravitationskonstante G und die Erdmasse M nicht ändern. Folglich ändert sich der Wert von R – der Abstand vom Erdmittelpunkt zum zu wiegenden Objekt. Durch die zusätzliche Raumausdehnung erhöht sich dieser Wert um ΔR. Das heißt, die Last scheint um diesen Betrag über die Erdoberfläche zu steigen, was zu einer Änderung der Stärke des Gravitationsfeldes g" = (G M) / (R + ΔR)2 führt.

Wenn sich die Raumausdehnung verlangsamt, wird der Wert von ΔR von R abgezogen, was zu einer Gewichtszunahme führt.

Experimente mit Gewichtsänderungen in Gegenwart einer rotierenden Masse ermöglichen keine hohe Messgenauigkeit. Möglicherweise reicht die Rotationsgeschwindigkeit des Gyroskops nicht aus, um eine spürbare Gewichtsveränderung zu bewirken, da die zusätzliche Raumausdehnung nicht sehr groß ist. Wenn ähnliche Experimente mit Quantenuhren durchgeführt werden, kann durch den Vergleich der Messwerte zweier Uhren eine höhere Messgenauigkeit erreicht werden. In dem Bereich, in dem sich der Raum schneller ausdehnt, nimmt die Spannung des Chronofeldes zu und die Uhr bewegt sich schneller und umgekehrt.

Informationsquellen:

1) Kozyrev N.A. Zur Möglichkeit der experimentellen Untersuchung der Eigenschaften der Zeit. // Zeit in Wissenschaft und Philosophie. Praga, 1971. S. 111...132.
2) Podkletnov-Effekt: Abschirmung der Schwerkraft?
3) Roshchin V.V., Godin S.M. Experimentelle Untersuchung nichtlinearer Effekte in einem dynamischen Magnetsystem. NiT, 2001.
4) Yumashev V.E. Zeit und das Universum. NiT, 2001.

Yumashev Vladimir Evgenievich
Außerordentlicher Professor des Schytomyr-Instituts für Ingenieurwesen und Technologie
Email: [email protected]

Ich weiß nicht, woher ich komme, wohin ich gehe oder wer ich bin.

E. Schrödinger

In diesen Experimenten kann ein gemeinsamer Faktor identifiziert werden – das Vorhandensein einer rotierenden Masse.

Während des Experiments änderten sich die Position des Gyroskops und die Richtung seiner Achse in verschiedenen Winkeln zum Horizont. Aber auch dies brachte keine Ergebnisse.

In seiner Arbeit stellte N. Kozyrev fest, dass Veränderungen im Gewicht des Gyroskops im Spätherbst und Winter festgestellt werden konnten, und selbst in diesem Fall änderten sich die Messwerte im Laufe des Tages. Dies liegt offensichtlich an der Position der Erde relativ zur Sonne. N. Kozyrev führte seine Experimente am Pulkowo-Observatorium durch, das etwa auf dem 60. nördlichen Breitengrad liegt. In der Wintersaison ist die Position der Erde relativ zur Sonne so, dass die Schwerkraftrichtung auf diesem Breitengrad tagsüber fast senkrecht zur Ekliptikebene (7°) verläuft. Diese. Die Drehachse des Gyroskops verlief praktisch parallel zur Achse der Ekliptikebene. Um Ergebnisse zu erzielen, musste das Experiment im Sommer nachts durchgeführt werden. Vielleicht erlaubte derselbe Grund nicht, dass das Experiment von E. Podkletnov in anderen Labors wiederholt werden konnte.

Man kann sich den folgenden Mechanismus zur Gewichtsveränderung vorstellen. Die Rotation gravitativer Massen und anderer Objekte und Systeme im Universum erfolgt unter dem Einfluss des Chronofeldes. Die Rotation erfolgt jedoch um eine einzige Achse, deren Position im Raum von einigen uns noch unbekannten Faktoren abhängt. Dementsprechend erhält die Raumausdehnung unter dem Einfluss des Chronofeldes in Gegenwart solcher rotierender Objekte einen gerichteten Charakter. Das heißt, in Richtung der Rotationsachse des Systems erfolgt die Raumausdehnung schneller als in jeder anderen Richtung.

Man kann sich den Weltraum als ein Quantengas vorstellen, das alles ausfüllt, selbst im Inneren des Atomkerns. Zwischen dem Raum und den materiellen Objekten, in denen er sich befindet, besteht eine Wechselwirkung, die unter dem Einfluss äußerer Faktoren, beispielsweise bei Vorhandensein eines Magnetfelds, verstärkt werden kann. Befindet sich die rotierende Masse in der Rotationsebene des Gravitationssystems und rotiert mit ausreichend hoher Geschwindigkeit in die gleiche Richtung, dann dehnt sich der Raum entlang der Rotationsachse aufgrund der Wechselwirkung von Raum und rotierender Masse schneller aus. Wenn die Richtungen der Schwerkraft und der Raumausdehnung zusammenfallen, nimmt das Gewicht von Gegenständen ab. Bei umgekehrter Drehung verlangsamt sich die Raumausdehnung, was zu einer Gewichtszunahme führt.

In Fällen, in denen die Richtungen der Schwerkraft und der Raumausdehnung nicht übereinstimmen, ändert sich die resultierende Kraft unwesentlich und ist schwer zu registrieren.

Die rotierende Masse verändert die Stärke des Gravitationsfeldes an einem bestimmten Ort. In der Formel für die Gravitationsfeldstärke G = (G· M) / R 2 Gravitationskonstante G und die Masse der Erde M kann nicht ändern. Folglich ändert sich der Wert R– der Abstand vom Erdmittelpunkt zum zu wiegenden Objekt. Durch die zusätzliche Raumausdehnung erhöht sich dieser Wert um Δ R. Das heißt, die Last scheint um diesen Betrag über die Erdoberfläche zu steigen, was zu einer Änderung der Stärke des Gravitationsfeldes führt G" = (G· M) / (R + Δ R) 2 .

Im Falle einer Verlangsamung der Raumausdehnung beträgt der Wert Δ R wird abgezogen R was zu einer Gewichtszunahme führen wird.

Informationsquellen:

Kozyrev N.A. Zur Möglichkeit der experimentellen Untersuchung der Eigenschaften der Zeit. // Zeit in Wissenschaft und Philosophie. Praga, 1971. S. 111...132.
Roshchin V.V., Godin S.M. Experimentelle Untersuchung nichtlinearer Effekte in einem dynamischen Magnetsystem. , 2001.
Yumashev V.E.

Selbst jemand, der sich nicht für den Weltraum interessiert, hat mindestens einmal einen Film über Raumfahrt gesehen oder in Büchern darüber gelesen. Bei fast allen derartigen Arbeiten laufen die Menschen um das Schiff herum, schlafen normal und haben keine Probleme beim Essen. Das bedeutet, dass diese – fiktiven – Schiffe künstliche Schwerkraft haben. Die meisten Zuschauer empfinden dies als etwas völlig Natürliches, doch das ist überhaupt nicht der Fall.

Künstliche Schwerkraft

Dies ist die Bezeichnung für die uns bekannte Veränderung (in jede beliebige Richtung) der Schwerkraft durch den Einsatz verschiedener Methoden. Und das geschieht nicht nur in Science-Fiction-Werken, sondern auch in ganz realen irdischen Situationen, meist für Experimente.

Theoretisch sieht die Schaffung künstlicher Schwerkraft nicht so schwierig aus. Es kann zum Beispiel durch Trägheit nachgebildet werden, oder genauer gesagt, der Bedarf an dieser Kraft entstand erst gestern – es geschah sofort, sobald ein Mensch anfing, von langfristigen Raumflügen zu träumen. Durch die Schaffung künstlicher Schwerkraft im Weltraum können viele Probleme vermieden werden, die bei längerer Schwerelosigkeit auftreten. Die Muskeln der Astronauten werden schwächer und die Knochen werden weniger stark. Monatelanges Reisen unter solchen Bedingungen kann zur Atrophie einiger Muskeln führen.

Daher ist die Schaffung künstlicher Schwerkraft heute eine Aufgabe von größter Bedeutung; ohne diese Fähigkeit ist sie schlicht unmöglich.

Materie

Sogar diejenigen, die Physik nur auf der Ebene des Schullehrplans kennen, verstehen, dass die Schwerkraft eines der Grundgesetze unserer Welt ist: Alle Körper interagieren miteinander und erfahren gegenseitige Anziehung/Abstoßung. Je größer der Körper, desto höher ist seine Gravitationskraft.

Die Erde ist für unsere Realität ein sehr massives Objekt. Deshalb fühlen sich ausnahmslos alle Körper um sie herum zu ihr hingezogen.

Für uns bedeutet das, was üblicherweise in g gemessen wird, gleich 9,8 Meter pro Quadratsekunde. Das heißt, wenn wir keinen Halt unter unseren Füßen hätten, würden wir mit einer Geschwindigkeit fallen, die jede Sekunde um 9,8 Meter zunimmt.

Nur dank der Schwerkraft sind wir in der Lage, normal zu stehen, zu fallen, zu essen und zu trinken und zu verstehen, wo oben und wo unten ist. Wenn die Schwerkraft verschwindet, befinden wir uns in der Schwerelosigkeit.

Kosmonauten, die sich im Weltraum im Schwebezustand – dem freien Fall – befinden, sind mit diesem Phänomen besonders vertraut.

Theoretisch wissen Wissenschaftler, wie man künstliche Schwerkraft erzeugt. Es gibt mehrere Methoden.

Große Masse

Die logischste Option besteht darin, es so groß zu machen, dass künstliche Schwerkraft darauf erscheint. Sie werden sich auf dem Schiff wohlfühlen, da die Orientierung im Raum nicht verloren geht.

Leider ist diese Methode angesichts der modernen Technologieentwicklung unrealistisch. Der Bau eines solchen Objekts erfordert zu viele Ressourcen. Darüber hinaus würde das Heben unglaublich viel Energie erfordern.

Beschleunigung

Es scheint, dass man dem Schiff nur eine flache (plattformartige) Form geben und es mit der erforderlichen Beschleunigung senkrecht zur Ebene bewegen möchte, um ein g zu erreichen, das dem auf der Erde entspricht. Auf diese Weise wird eine künstliche Schwerkraft erreicht, und zwar eine ideale Schwerkraft.

In Wirklichkeit ist jedoch alles viel komplizierter.

Zunächst lohnt es sich, über die Kraftstoffproblematik nachzudenken. Damit die Station ständig beschleunigen kann, ist eine unterbrechungsfreie Stromversorgung erforderlich. Selbst wenn plötzlich ein Motor auftaucht, der keine Materie ausstößt, bleibt das Energieerhaltungsgesetz in Kraft.

Das zweite Problem ist die Idee einer konstanten Beschleunigung. Nach unserem Wissen und den physikalischen Gesetzen ist es unmöglich, unbegrenzt zu beschleunigen.

Darüber hinaus ist ein solches Fahrzeug nicht für Forschungsmissionen geeignet, da es ständig beschleunigen – fliegen – muss. Er wird nicht in der Lage sein, anzuhalten, um den Planeten zu studieren, er wird nicht einmal in der Lage sein, ihn langsam zu umfliegen – er muss beschleunigen.

Damit wird deutlich, dass uns eine solche künstliche Schwerkraft noch nicht zur Verfügung steht.

Karussell

Jeder weiß, wie sich die Drehung eines Karussells auf den Körper auswirkt. Daher scheint ein auf diesem Prinzip basierendes künstliches Schwerkraftgerät am realistischsten zu sein.

Alles, was sich innerhalb des Durchmessers des Karussells befindet, neigt dazu, mit einer Geschwindigkeit herauszufallen, die ungefähr der Rotationsgeschwindigkeit entspricht. Es stellt sich heraus, dass auf die Körper eine Kraft einwirkt, die entlang des Radius des rotierenden Objekts gerichtet ist. Es ist der Schwerkraft sehr ähnlich.

Daher ist ein Schiff mit zylindrischer Form erforderlich. Gleichzeitig muss es sich um seine Achse drehen. Die nach diesem Prinzip geschaffene künstliche Schwerkraft auf einem Raumschiff wird übrigens oft in Science-Fiction-Filmen demonstriert.

Ein um seine Längsachse rotierendes tonnenförmiges Schiff erzeugt eine Zentrifugalkraft, deren Richtung dem Radius des Objekts entspricht. Um die resultierende Beschleunigung zu berechnen, müssen Sie die Kraft durch die Masse dividieren.

In dieser Formel ist das Ergebnis der Berechnung die Beschleunigung, die erste Variable ist die Knotengeschwindigkeit (gemessen im Bogenmaß pro Sekunde), die zweite ist der Radius.

Um das gewohnte g zu erhalten, ist es demnach notwendig, den Radius des Raumtransports richtig zu kombinieren.

Ein ähnliches Problem wird in Filmen wie „Intersolah“, „Babylon 5“, „2001: Odyssee im Weltraum“ und dergleichen deutlich. In all diesen Fällen liegt die künstliche Schwerkraft nahe an der Erdbeschleunigung aufgrund der Schwerkraft.

Egal wie gut die Idee ist, es ist ziemlich schwierig, sie umzusetzen.

Probleme mit der Karussellmethode

Das offensichtlichste Problem wird in „A Space Odyssey“ hervorgehoben. Der Radius des „Raumträgers“ beträgt etwa 8 Meter. Um eine Beschleunigung von 9,8 zu erreichen, muss die Rotation mit einer Geschwindigkeit von etwa 10,5 Umdrehungen pro Minute erfolgen.

Bei diesen Werten tritt der „Coriolis-Effekt“ auf, der darin besteht, dass in unterschiedlichen Abständen vom Boden unterschiedliche Kräfte wirken. Es hängt direkt von der Winkelgeschwindigkeit ab.

Es stellt sich heraus, dass im Weltraum künstliche Schwerkraft erzeugt wird, eine zu schnelle Drehung des Körpers jedoch zu Problemen mit dem Innenohr führt. Dies wiederum führt zu Gleichgewichtsstörungen, Problemen mit dem Vestibularapparat und anderen – ähnlichen – Schwierigkeiten.

Das Auftauchen dieses Hindernisses deutet darauf hin, dass ein solches Modell äußerst erfolglos ist.

Sie können versuchen, vom Gegenteil auszugehen, wie es im Roman „Die Ringwelt“ der Fall war. Hier hat das Schiff die Form eines Rings, dessen Radius nahe am Radius unserer Umlaufbahn liegt (ca. 150 Millionen km). Bei dieser Größe reicht seine Rotationsgeschwindigkeit aus, um den Coriolis-Effekt zu ignorieren.

Man könnte annehmen, dass das Problem gelöst wurde, aber das ist überhaupt nicht der Fall. Tatsache ist, dass eine vollständige Umdrehung dieser Struktur um ihre Achse 9 Tage dauert. Dies deutet darauf hin, dass die Belastungen zu groß sein werden. Damit die Struktur ihnen standhält, ist ein sehr starkes Material erforderlich, über das wir heute nicht verfügen. Darüber hinaus besteht das Problem in der Materialmenge und im Bauprozess selbst.

In Spielen mit ähnlichen Themen, wie im Film „Babylon 5“, werden diese Probleme irgendwie gelöst: Die Rotationsgeschwindigkeit ist völlig ausreichend, der Coriolis-Effekt ist nicht signifikant, hypothetisch ist es möglich, ein solches Schiff zu bauen.

Allerdings haben auch solche Welten einen Nachteil. Sein Name ist Drehimpuls.

Das um seine Achse rotierende Schiff verwandelt sich in ein riesiges Gyroskop. Wie Sie wissen, ist es äußerst schwierig, ein Gyroskop zu einer Abweichung von seiner Achse zu zwingen, da es wichtig ist, dass seine Größe das System nicht verlässt. Das bedeutet, dass es sehr schwierig sein wird, diesem Objekt eine Richtung zu geben. Dieses Problem kann jedoch gelöst werden.

Lösung

Künstliche Schwerkraft auf der Raumstation wird verfügbar, wenn der O'Neill-Zylinder zur Rettung kommt. Um dieses Design zu erstellen, werden identische zylindrische Schiffe benötigt, die entlang der Achse verbunden sind. Sie sollten sich in verschiedene Richtungen drehen. Das Ergebnis einer solchen Montage ist ein Drehimpuls von Null, sodass es keine Schwierigkeiten geben sollte, dem Schiff die erforderliche Richtung zu geben.

Wenn es möglich ist, ein Schiff mit einem Radius von etwa 500 Metern zu bauen, dann funktioniert es genau so, wie es sollte. Gleichzeitig wird die künstliche Schwerkraft im Weltraum recht komfortabel und für lange Flüge auf Schiffen oder Forschungsstationen geeignet sein.

Raumfahrtingenieure

Die Macher des Spiels wissen, wie man künstliche Schwerkraft erzeugt. In dieser Fantasiewelt ist die Schwerkraft jedoch nicht die gegenseitige Anziehung von Körpern, sondern eine lineare Kraft, die Objekte in eine bestimmte Richtung beschleunigen soll. Die Anziehungskraft ist hier nicht absolut; sie ändert sich, wenn die Quelle umgeleitet wird.

Mithilfe eines speziellen Generators wird auf der Raumstation künstliche Schwerkraft erzeugt. Sie ist im Bereich des Generators gleichmäßig und gleichgerichtet. Wenn Sie also in der realen Welt unter ein Schiff geraten, auf dem ein Generator installiert ist, werden Sie zum Rumpf gezogen. Im Spiel wird der Held jedoch fallen, bis er den Umkreis des Geräts verlässt.

Heutzutage ist die durch ein solches Gerät erzeugte künstliche Schwerkraft im Weltraum für die Menschheit unzugänglich. Doch selbst grauhaarige Entwickler hören nicht auf, davon zu träumen.

Sphärischer Generator

Dies ist eine realistischere Ausstattungsoption. Im eingebauten Zustand ist die Schwerkraft auf den Generator gerichtet. Dadurch ist es möglich, eine Station zu schaffen, deren Schwerkraft der des Planeten entspricht.

Zentrifuge

Heutzutage ist die künstliche Schwerkraft auf der Erde in verschiedenen Geräten zu finden. Sie basieren größtenteils auf Trägheit, da diese Kraft von uns ähnlich wie der Einfluss der Schwerkraft wahrgenommen wird – der Körper unterscheidet nicht, welche Ursache die Beschleunigung verursacht. Als Beispiel: Eine Person, die in einem Aufzug hinauffährt, erfährt den Einfluss der Trägheit. Aus der Sicht eines Physikers: Der Aufstieg des Aufzugs addiert die Beschleunigung der Kabine zur Beschleunigung des freien Falls. Wenn die Kabine wieder zu gemessener Bewegung zurückkehrt, verschwindet die „Gewichtszunahme“ und die üblichen Empfindungen kehren zurück.

Wissenschaftler interessieren sich seit langem für künstliche Schwerkraft. Für diese Zwecke wird am häufigsten eine Zentrifuge verwendet. Diese Methode eignet sich nicht nur für Raumfahrzeuge, sondern auch für Bodenstationen, bei denen die Auswirkungen der Schwerkraft auf den menschlichen Körper untersucht werden müssen.

Studieren Sie auf der Erde, bewerben Sie sich in...

Obwohl die Erforschung der Schwerkraft im Weltraum begann, ist sie eine sehr irdische Wissenschaft. Noch heute finden Fortschritte auf diesem Gebiet beispielsweise in der Medizin Anwendung. Wenn man weiß, ob es möglich ist, künstliche Schwerkraft auf einem Planeten zu erzeugen, kann man damit Probleme des Bewegungsapparates oder des Nervensystems behandeln. Darüber hinaus wird die Erforschung dieser Kraft hauptsächlich auf der Erde durchgeführt. Dies ermöglicht es Astronauten, Experimente durchzuführen und dabei unter der strengen Aufsicht von Ärzten zu stehen. Eine andere Sache ist die künstliche Schwerkraft im Weltraum, dort gibt es keine Menschen, die den Astronauten im Falle einer unvorhergesehenen Situation helfen können.

Unter Berücksichtigung der völligen Schwerelosigkeit kann man einen Satelliten, der sich in einer erdnahen Umlaufbahn befindet, nicht berücksichtigen. Diese Objekte werden, wenn auch in geringem Maße, von der Schwerkraft beeinflusst. Die dabei entstehende Schwerkraft wird Mikrogravitation genannt. Wirkliche Schwerkraft wird nur in einem Fahrzeug erlebt, das mit konstanter Geschwindigkeit im Weltraum fliegt. Der menschliche Körper spürt diesen Unterschied jedoch nicht.

Schwerelosigkeit können Sie bei einem Weitsprung (bevor sich die Kabinenhaube öffnet) oder beim parabelförmigen Sinkflug des Flugzeugs erleben. Solche Experimente werden in den USA oft durchgeführt, aber im Flugzeug dauert diese Sensation nur 40 Sekunden – das ist zu kurz für eine umfassende Studie.

In der UdSSR wusste man bereits 1973, ob es möglich war, künstliche Schwerkraft zu erzeugen. Und sie haben es nicht nur geschaffen, sondern auch irgendwie verändert. Ein markantes Beispiel für eine künstliche Reduzierung der Schwerkraft ist das Trockentauchen, das Eintauchen. Um den gewünschten Effekt zu erzielen, müssen Sie einen dicken Film auf die Wasseroberfläche auftragen. Darauf wird die Person platziert. Unter dem Gewicht des Körpers sinkt der Körper unter Wasser, sodass nur noch der Kopf oben bleibt. Dieses Modell demonstriert die unterstützungsfreie Umgebung mit geringer Schwerkraft, die den Ozean charakterisiert.

Es ist nicht nötig, in den Weltraum zu fliegen, um die entgegengesetzte Kraft der Schwerelosigkeit zu erleben – die Hypergravitation. Wenn ein Raumschiff in einer Zentrifuge startet und landet, ist die Überlastung nicht nur spürbar, sondern auch beobachtbar.

Schwerkraftbehandlung

Die Gravitationsphysik untersucht auch die Auswirkungen der Schwerelosigkeit auf den menschlichen Körper und versucht, die Folgen zu minimieren. Viele Errungenschaften dieser Wissenschaft können jedoch auch für gewöhnliche Bewohner des Planeten von Nutzen sein.

Große Hoffnungen setzen Mediziner auf die Erforschung des Verhaltens von Muskelenzymen bei Myopathie. Dies ist eine schwere Krankheit, die zum frühen Tod führt.

Bei aktiver körperlicher Betätigung gelangt eine große Menge des Enzyms Kreatinphosphokinase in das Blut eines gesunden Menschen. Der Grund für dieses Phänomen ist unklar, vielleicht wirkt die Belastung so auf die Zellmembran, dass diese „löchrig“ wird. Patienten mit Myopathie erzielen den gleichen Effekt ohne körperliche Betätigung. Beobachtungen von Astronauten zeigen, dass in der Schwerelosigkeit der Fluss aktiver Enzyme ins Blut deutlich reduziert ist. Diese Entdeckung legt nahe, dass der Einsatz von Immersion die negativen Auswirkungen von Faktoren, die zu Myopathie führen, reduzieren wird. Derzeit werden Tierversuche durchgeführt.

Die Behandlung einiger Krankheiten erfolgt bereits anhand von Daten aus der Erforschung der Schwerkraft, einschließlich der künstlichen Schwerkraft. Beispielsweise erfolgt die Behandlung von Zerebralparese, Schlaganfall und Parkinson durch den Einsatz von Stressanzügen. Die Erforschung der positiven Wirkung der Stütze, des Luftschuhs, ist nahezu abgeschlossen.

Werden wir zum Mars fliegen?

Die neuesten Erfolge der Astronauten geben Hoffnung auf die Realität des Projekts. Es liegen Erfahrungen in der medizinischen Versorgung einer Person während eines längeren Aufenthalts außerhalb der Erde vor. Auch Forschungsflüge zum Mond, dessen Gravitationskraft sechsmal geringer ist als unsere eigene, haben viele Vorteile gebracht. Jetzt setzen sich Astronauten und Wissenschaftler ein neues Ziel – den Mars.

Bevor Sie sich für ein Ticket zum Roten Planeten anstellen, sollten Sie wissen, was die Leiche bereits in der ersten Arbeitsphase – unterwegs – erwartet. Im Durchschnitt dauert der Weg zum Wüstenplaneten eineinhalb Jahre – etwa 500 Tage. Unterwegs müssen Sie sich nur auf Ihre eigene Kraft verlassen, es gibt einfach keinen Ort, an dem Sie auf Hilfe warten können.

Viele Faktoren beeinträchtigen Ihre Kraft: Stress, Strahlung, fehlendes Magnetfeld. Der wichtigste Test für den Körper ist eine Änderung der Schwerkraft. Während der Reise lernt der Mensch mehrere Ebenen der Schwerkraft kennen. Dies sind zunächst einmal Überlastungen beim Start. Dann - Schwerelosigkeit während des Fluges. Danach herrscht Hypogravitation am Zielort, da die Schwerkraft auf dem Mars weniger als 40 % der Schwerkraft der Erde beträgt.

Wie gehen Sie mit den negativen Auswirkungen der Schwerelosigkeit auf einem langen Flug um? Es besteht die Hoffnung, dass Entwicklungen auf dem Gebiet der künstlichen Schwerkraft in naher Zukunft zur Lösung dieses Problems beitragen werden. Experimente an Ratten, die auf Cosmos 936 unterwegs waren, zeigen, dass diese Technik nicht alle Probleme löst.

Die Erfahrung von OS hat gezeigt, dass der Einsatz von Trainingskomplexen, die die erforderliche Belastung für jeden Astronauten individuell bestimmen können, viel größere Vorteile für den Körper bringen kann.

Derzeit geht man davon aus, dass nicht nur Forscher zum Mars fliegen werden, sondern auch Touristen, die auf dem Roten Planeten eine Kolonie gründen wollen. Für sie wird das Gefühl der Schwerelosigkeit zumindest zum ersten Mal alle Argumente der Ärzte über die Gefahren eines längeren Aufenthalts unter solchen Bedingungen überwiegen. Doch in ein paar Wochen werden auch sie Hilfe brauchen, weshalb es so wichtig ist, einen Weg zu finden, künstliche Schwerkraft auf dem Raumschiff zu erzeugen.

Ergebnisse

Welche Schlussfolgerungen lassen sich über die Entstehung künstlicher Schwerkraft im Weltraum ziehen?

Von allen derzeit in Betracht gezogenen Optionen erscheint die rotierende Struktur am realistischsten. Dies ist jedoch nach heutigem Verständnis der physikalischen Gesetze unmöglich, da das Schiff kein Hohlzylinder ist. Im Inneren gibt es Überschneidungen, die die Umsetzung von Ideen behindern.

Zudem muss der Radius des Schiffes so groß sein, dass der Coriolis-Effekt keinen nennenswerten Einfluss hat.

Um so etwas zu steuern, benötigen Sie den oben erwähnten O'Neill-Zylinder, der Ihnen die Möglichkeit gibt, das Schiff zu steuern. In diesem Fall erhöhen sich die Chancen, ein solches Design für interplanetare Flüge zu verwenden und gleichzeitig der Besatzung ein angenehmes Schwerkraftniveau zu bieten.

Bevor es der Menschheit gelingt, ihre Träume zu verwirklichen, wünsche ich mir etwas mehr Realismus und noch mehr Wissen über die Gesetze der Physik in Science-Fiction-Werken.

Ende der 1990er Jahre stellten Physiker zu ihrem Entsetzen fest, dass sich die Expansion des Universums eher beschleunigte als verlangsamte. Nichts im „Standardmodell der Kosmologie“ konnte dies erklären, und so wurde ein neuer Begriff erfunden, um zu beschreiben, was die Beschleunigung antreibt: Dunkle Energie.

Wir haben keine Ahnung, was „dunkle Energie“ ist, aber wenn sie existiert, muss sie etwa 70 % der Energie des gesamten Universums ausmachen. Und es wäre undenkbar, zu verlangen, dass dem kosmologischen Standardmodell eine zusätzliche Komponente dieser Art hinzugefügt wird. Eine andere Erklärung ist also, dass wir die falschen Gleichungen – die falschen Gravitationstheorien – verwenden, um die Expansionsrate des Universums zu erklären. Wenn wir sie mit anderen Gleichungen beschreiben würden, müssten wir vielleicht nicht so viel zusätzliche Energie hineinstopfen.

Alternative Schwerkraft könnte das Problem der dunklen Energie lösen. Die Allgemeine Relativitätstheorie ist bisher unsere beste Beschreibung der Schwerkraft und wurde im kleinen Maßstab gut getestet. Auf der Erde und im Sonnensystem sehen wir absolut keine Abweichungen davon. Aber wenn wir uns auf die sehr großen Entfernungen der Kosmologie konzentrieren, scheint es, dass wir Verbesserungen brauchen. Dabei verändert sich die Skalenlänge um 16 Größenordnungen (zehntausend Billionen Mal größer). Es wäre erstaunlich, wenn eine Theorie diesen riesigen Skalenbereich abdecken könnte, und daher scheint es keine so verrückte Idee zu sein, die Theorie der Schwerkraft zu ändern.

Eine der wirklichen Herausforderungen bei der Erstellung von Gravitationstheorien besteht darin, dass Sie sicher sein müssen, dass Ihre Theorie auf sehr großen kosmologischen Skalen Sinn macht, ohne Dinge vorherzusagen, die für das Sonnensystem lächerlich wären, wie etwa der spiralförmige Abstieg des Mondes in Richtung des Sonnensystems Erde. Leider werden diese Prognosen kaum analysiert. Kosmologen neigen dazu, sich auf kosmologische Eigenschaften zu konzentrieren und prüfen nicht einmal immer, ob ihre Theorie eine stabile Existenz von Sternen und Schwarzen Löchern zulässt. Denn wenn nicht, müssen Sie sofort darauf verzichten.

In den letzten zehn Jahren haben Hunderte von Forschern verschiedene Möglichkeiten ausprobiert, die Schwerkraft zu verändern. Ein Teil des Problems besteht darin, dass es so viele Theorien gibt, dass es ewig dauern würde, jede einzelne einzeln zu testen. Tessa Baker von der Universität Oxford hat viel Arbeit investiert, um eine einheitliche Beschreibung dieser Theorien zu finden. Wenn Sie sie alle auf einen einzigen mathematischen Formalismus reduzieren können, müssen Sie nur eine Sache testen und wissen, was sie für alle anderen Theorien bedeutet.

„Bei der Erstellung dieser Karte haben wir festgestellt, dass viele Theorien zunächst sehr unterschiedlich aussehen, sich aber auf mathematischer Ebene alle in die gleiche Richtung bewegen. Dies ließ mich denken, dass die Menschen bei der Entwicklung dieser Gravitationstheorien in einer Denkweise feststecken und es immer noch Raum für eine Kehrtwende gibt.

In jüngerer Zeit bin ich dazu übergegangen, Möglichkeiten zu entwickeln, Mathematik zu testen – indem ich sie auf Daten beschränke. Wir können zum Beispiel den Gravitationslinseneffekt nutzen. Wenn Sie ein massives Objekt wie einen Galaxienhaufen nehmen, wird das Licht von Objekten dahinter durch die Schwerkraft des Haufens abgelenkt. Wenn Sie die Schwerkrafttheorie ändern, ändern Sie den Prozentsatz der Krümmung. Normalerweise gehen wir alle Daten durch, die wir in die Finger bekommen, um diese Grenzen einzugrenzen und zu testen, was funktioniert.

Zu diesem Zeitpunkt sind die uns vorliegenden Daten nicht gut genug, um zwischen verschiedenen Schwerkraftmodellen zu unterscheiden. Deshalb machen wir viele Vorhersagen für die nächste Generation astrophysikalischer Experimente, um herauszufinden, welche Methoden zum Testen von Gravitationstheorien in Zukunft nützlich sein werden.“

9. November 2016 um 19:53 Uhr

Die modifizierte Gravitationstheorie erklärt die Struktur des Universums auf ihre eigene Weise

Populärwissenschaft,
Physik,
Astronomie

Professor Erik Verlinde von der Universität Amsterdam hat eine neue Hypothese zur Schwerkraft entwickelt. Der Wissenschaftler veröffentlichte seine Erkenntnisse kürzlich in mehreren wissenschaftlichen Publikationen. Den Hauptteil der Hypothese stellte er bereits 2010 vor. Seine Hauptbotschaft ist, dass die Schwerkraft keine grundlegende Naturkraft ist, sondern ein zufälliges Phänomen.

Laut Verlinde resultiert die Schwerkraft aus Veränderungen in den Hauptinformationen, die in der Struktur von Raum und Zeit gespeichert sind. Er argumentiert, dass die Schwerkraft durch einen gewissen Unterschied in der Entropiedichte im Raum zwischen zwei Körpern und im umgebenden Raum erklärt wird. So erklärt er die Anziehungskraft zweier makroskopischer Körper durch eine Zunahme der Gesamtentropie bei abnehmendem Abstand zwischen den Körpern. Mit anderen Worten: Das System bewegt sich einfach in einen wahrscheinlicheren Makrozustand.

In seiner Arbeit aus dem Jahr 2010 zeigte der Wissenschaftler, dass das zweite Newtonsche Gesetz, das vom Baum fallende Äpfel oder die stabile Umlaufbahn eines künstlichen Erdtrabanten erklären kann, eine besondere Manifestation der Wechselwirkung dieser elementaren Materieblöcke sein kann. „Newtons Gesetze funktionieren nicht auf der Mikroebene, sondern auf der Ebene von Äpfeln und Planeten. Sie können dies mit dem Gasdruck vergleichen. Gasmoleküle selbst erzeugen keinen Druck, ein bestimmtes Gasvolumen jedoch schon“, sagte der Wissenschaftler 2010. Laut Verlinde kann das Verhalten von Sternen in Galaxien, von dem viele Wissenschaftler glauben, dass es nicht mit allgemein akzeptierten Vorstellungen über Raumzeit vereinbar ist, erklärt werden, ohne einen zusätzlichen Faktor wie dunkle Materie einzuführen.

Dunkle Materie ist in der Astronomie und Kosmologie sowie in der theoretischen Physik eine hypothetische Form von Materie, die keine elektromagnetische Strahlung aussendet und nicht direkt mit dieser interagiert. Diese Eigenschaft dieser Materieform macht ihre direkte Beobachtung unmöglich. Die Schlussfolgerung über die Existenz dunkler Materie wurde auf der Grundlage zahlreicher, miteinander übereinstimmender, aber indirekter Anzeichen für das Verhalten astrophysikalischer Objekte und die von ihnen erzeugten Gravitationseffekte gezogen. Die Aufklärung der Natur der Dunklen Materie wird dazu beitragen, das Problem der verborgenen Masse zu lösen, das insbesondere in der ungewöhnlich hohen Rotationsgeschwindigkeit der äußeren Regionen von Galaxien liegt.

Tatsache ist, dass die äußeren Regionen von Galaxien viel schneller um ihr Zentrum rotieren, als sie sollten. Wissenschaftler haben vor langer Zeit die Rotationsgeschwindigkeit von Galaxien berechnet, wenn Sterne, Planeten, Nebel, also sichtbare Materie, die gesamte Materie im Universum sind. Tatsächlich verstärkt etwas die Schwerkraft erheblich, weshalb sich die äußeren Regionen der Galaxie schneller drehen, als sie sollten. Um dieses „Etwas“ zu bezeichnen, haben Wissenschaftler die Möglichkeit der Existenz unsichtbarer Materie vorgeschlagen, die jedoch einen erheblichen Einfluss auf alle Objekte im sichtbaren Teil des Universums hat. Darüber hinaus dürfte es Berechnungen zufolge um ein Vielfaches mehr Dunkle Materie geben als gewöhnliche Materie. Genauer gesagt geht man davon aus, dass 80 % der Materie in unserem sichtbaren Teil des Universums dunkle Materie ist.

Die ersten, die genaue und zuverlässige Berechnungen durchführten, die auf die Existenz dunkler Materie hindeuteten, waren die Astronomen Vera Rubin von der Carnegie Institution und Kent Ford. Die Messergebnisse zeigten, dass sich die meisten Sterne in Spiralgalaxien mit ungefähr der gleichen Winkelgeschwindigkeit auf ihrer Umlaufbahn bewegen, was zu der Annahme führt, dass die Massendichte in Galaxien für diejenigen Regionen gleich ist, in denen sich die meisten Sterne befinden, und für diese Regionen (bei am Rand der Scheibe), wo es nur wenige Sterne gibt.

Obwohl die meisten Wissenschaftler die Existenz dunkler Materie akzeptieren, gibt es keinen direkten Beweis für ihre Existenz. Alle diese Beweise sind Indizien.

Laut Eric Verlinde kann alles erklärt werden, ohne dem modernen Modell der Existenz des Universums mysteriöse Materie hinzuzufügen, die nicht entdeckt werden kann. Verlinde sagt, dass seine Hypothese überprüft wurde und die Rotationsgeschwindigkeit von Sternen um das Zentrum unserer Galaxie sowie die Rotationsgeschwindigkeit der äußeren Regionen anderer Galaxien um ein gemeinsames Zentrum genau vorhersagt.

„Die neue Vision der Schwerkrafttheorie steht im Einklang mit den Beobachtungen der Wissenschaftler. „Im Großen und Ganzen verhält sich die Schwerkraft auf großen Skalen einfach nicht so gut, wie Einsteins Theorie vorhersagt“, sagte Verlinde.

Auf den ersten Blick ähneln die Grundprinzipien von Verlindes Hypothese denen anderer Hypothesen, einschließlich MOND (modifizierte Newtonsche Dynamik). Tatsächlich ist dies jedoch nicht der Fall: MOND modifiziert lediglich die allgemein anerkannte Theorie anhand ihrer Prinzipien und Bestimmungen. Aber die niederländische Hypothese funktioniert mit neuen Prinzipien, der Ausgangspunkt ist ein anderer.

Die Hypothese fand Platz für das holographische Prinzip, formuliert von der Lehrerin Verlinde Gerard 't Hooft (erhielt 1999 den Nobelpreis) und dem Wissenschaftler Leonard Susskind (Stanford University). Nach diesem Prinzip können alle Informationen im Universum beschrieben werden als riesige imaginäre Kugel um ihn herum. Die Theorie an den Grenzen des untersuchten Raumbereichs sollte höchstens einen Freiheitsgrad pro Planck-Fläche enthalten. Verlinde argumentiert, dass diese Theorie die Tatsache nicht berücksichtigt, dass einige der Informationen in Unser Universum ist nicht nur eine Projektion, es ist ganz real.

Und genau diese zusätzlichen Informationen sind der Grund für die schnellere Rotation der äußeren Regionen von Galaxien im Vergleich zu berechneten Werten. Echte Informationen in unserem Universum können einen weiteren zusätzlichen Faktor erklären – dunkle Energie, von der heute allgemein angenommen wird, dass sie der Hauptgrund für die ununterbrochene Expansion des Universums ist. Darüber hinaus haben die Nobelpreisträger Saul Perlmutter, Saul Perlmutter, Brian Schmidt und Adam Riess 1998 gezeigt, dass die Expansionsrate des Universums nicht konstant ist, wie bisher angenommen, sondern dass diese Rate ständig zunimmt. Die allgemein anerkannte Theorie besagt, dass dunkle Energie etwa 70 % des Inhalts des Universums ausmacht, und Wissenschaftler versuchen, Spuren davon in der Mikrowellen-Hintergrundstrahlung zu finden.

Der Professor behauptet, dass viele Physiker derzeit an einer Überarbeitung der Gravitationstheorie arbeiten und auf diesem Gebiet bereits einige Fortschritte erzielt wurden. Laut dem Niederländer steht die Wissenschaft am Rande einer Revolution, die die Vorstellungen der Menschen über die Natur von Raum, Zeit und Schwerkraft verändern kann.

Gleichzeitig glauben viele Physiker weiterhin, dass dunkle Energie und Materie real sind. So veröffentlichte Sesandri Nadathur von der University of Portsmouth (UK) ihre Arbeit letzten Monat in