في 22 فبراير 2017 ، أعلنت وكالة ناسا أنه تم العثور على 7 كواكب خارجية حول النجم الفردي TRAPPIST-1. ثلاثة منهم في نطاق المسافات من النجم الذي يمكن أن يكون للكوكب الماء السائلوالماء هو مفتاح الحياة. يُذكر أيضًا أن هذا النظام النجمي يقع على مسافة 40 سنة ضوئية من الأرض.

أحدثت هذه الرسالة ضجة كبيرة في وسائل الإعلام ، حتى أنه بدا للبعض أن الإنسانية كانت على بعد خطوة واحدة من بناء مستوطنات جديدة بالقرب منها نجم جديد، لكنها ليست كذلك. لكن 40 سنة ضوئية كثير ، إنها طويلة ، إنها كيلومترات عديدة ، أي ، هذه مسافة هائلة بشكل رهيب!

من مسار الفيزياء ، السرعة الكونية الثالثة معروفة - هذه هي السرعة التي يجب أن يمتلكها الجسم على سطح الأرض من أجل تجاوز النظام الشمسي. تبلغ قيمة هذه السرعة 16.65 كم / ثانية. تبدأ المركبة الفضائية العادية التي تدور في المدار بسرعة 7.9 كم / ث ، وتدور حول الأرض. من حيث المبدأ ، تكون السرعة التي تتراوح من 16 إلى 20 كم / ثانية في متناول التقنيات الحديثة على الأرض ، ولكن ليس أكثر!

لم يتعلم الجنس البشري بعد كيفية تسريع سفن الفضاء أسرع من 20 كم / ثانية.

لنحسب عدد السنوات التي ستستغرقها مركبة فضائية تطير بسرعة 20 كم / ثانية للتغلب على 40 سنة ضوئية والوصول إلى النجم TRAPPIST-1.
سنة ضوئية واحدة هي المسافة التي يقطعها شعاع الضوء في الفراغ ، وتبلغ سرعة الضوء حوالي 300000 كم / ثانية.

مركبة فضائية من صنع الإنسان تطير بسرعة 20 كم / ثانية ، أي 15000 مرة أبطأ من سرعة الضوء. مثل هذه السفينة ستتغلب على 40 سنة ضوئية في وقت يساوي 40 * 15000 = 600000 سنة!

ستطير سفينة أرضية (بالمستوى الحالي للتكنولوجيا) إلى النجم TRAPPIST-1 في حوالي 600 ألف عام! الإنسان العاقل موجود على الأرض (وفقًا للعلماء) فقط 35-40 ألف سنة ، وهنا ما يصل إلى 600 ألف سنة!

في المستقبل القريب ، لن تسمح التكنولوجيا لأي شخص بالوصول إلى النجم TRAPPIST-1. حتى المحركات الواعدة (الأيونية والفوتونية والأشرعة الفضائية وما إلى ذلك) ، والتي ليست في الواقع الأرضي ، يمكن تقديرها لتسريع السفينة بسرعة 10000 كم / ثانية ، مما يعني أن زمن الرحلة إلى نظام TRAPPIST-1 إلى 120 سنة. هذا هو بالفعل وقت مقبول إلى حد ما للطيران بمساعدة الرسوم المتحركة المعلقة أو لعدة أجيال من المهاجرين ، ولكن اليوم كل هذه المحركات رائعة.

حتى أقرب النجوم لا يزال بعيدًا جدًا عن الناس ، بعيدًا جدًا ، ناهيك عن نجوم مجرتنا أو مجرات أخرى.

قطر مجرتنا درب التبانةما يقرب من 100 ألف سنة ضوئية ، أي أن الطريق من النهاية إلى النهاية لسفينة أرضية حديثة سيكون 1.5 مليار سنة! يشير العلم إلى أن عمر الأرض يبلغ 4.5 مليار سنة ، وأن عمر الحياة متعددة الخلايا يبلغ حوالي ملياري سنة. المسافة إلى أقرب مجرة ​​إلينا - سديم أندروميدا - هي 2.5 مليون سنة ضوئية من الأرض - يا لها من مسافات وحشية!

كما ترون ، من بين جميع الأشخاص الذين يعيشون اليوم ، لن يطأ أحد على الأرض كوكب بالقرب من نجم آخر.

في مرحلة ما من حياتنا ، طرح كل منا هذا السؤال: كم من الوقت يستغرق الطيران إلى النجوم؟ هل من الممكن القيام بمثل هذه الرحلة في حياة إنسان واحد ، هل يمكن أن تصبح مثل هذه الرحلات هي القاعدة في الحياة اليومية؟ هناك العديد من الإجابات على هذا السؤال المعقد ، اعتمادًا على من يسأل. بعضها بسيط والبعض الآخر أكثر صعوبة. للعثور على إجابة شاملة ، هناك الكثير من الأشياء التي يجب وضعها في الاعتبار.

لسوء الحظ ، لا توجد تقديرات حقيقية للمساعدة في العثور على مثل هذه الإجابة ، وهذا أمر محبط لعلماء المستقبل وعشاق السفر بين النجوم. سواء أعجبك ذلك أم لا ، فإن المساحة كبيرة جدًا (ومعقدة) ولا تزال تقنيتنا محدودة. ولكن إذا قررنا في أي وقت مغادرة "العش الأصلي" ، فسيكون لدينا عدة طرق للوصول إلى أقرب نظام نجمي في مجرتنا.

أقرب نجم إلى كوكب الأرض هو الشمس ، وهو نجم "متوسط" تمامًا وفقًا للمخطط " التسلسل الرئيسي»Hertzsprung - راسل. هذا يعني أن النجم مستقر للغاية ويوفر ما يكفي من ضوء الشمس لتتطور الحياة على كوكبنا. نحن نعلم أن هناك كواكب أخرى تدور حول نجوم بالقرب من نظامنا الشمسي ، والعديد من هذه النجوم يشبه كوكبنا.

في المستقبل ، إذا أرادت البشرية مغادرة النظام الشمسي ، فسيكون لدينا مجموعة كبيرة من النجوم التي يمكننا الذهاب إليها ، وقد يتمتع العديد منها بظروف مواتية للحياة. ولكن إلى أين نحن ذاهبون وكم من الوقت سنستغرق للوصول إلى هناك؟ لا تنس أن هذا كله مجرد تكهنات ولا توجد إرشادات للسفر بين النجوم في هذا الوقت. حسنًا ، كما قال جاجارين ، دعنا نذهب!

الوصول إلى النجم
كما لوحظ بالفعل ، فإن أقرب نجم إلى نظامنا الشمسي هو Proxima Centauri ، وبالتالي لديه شعور عظيمابدأ التخطيط لمهمة بين النجوم من هناك. كجزء من نظام النجم الثلاثي Alpha Centauri ، يقع Proxima على بعد 4.24 سنة ضوئية (1.3 فرسخ فلكي) من الأرض. Alpha Centauri هو ، في الواقع ، ألمع النجوم الثلاثة في النظام ، وهو جزء من نظام ثنائي ضيق يبعد 4.37 سنة ضوئية عن الأرض - بينما Proxima Centauri (الأغمق من الثلاثة) هو قزم أحمر معزول يبعد 0.13 سنة ضوئية من نظام مزدوج.

وعلى الرغم من أن المحادثات حول السفر بين النجوم تثير أفكارًا حول جميع أنواع السفر "الأسرع من الضوء" (FSL) ، بدءًا من سرعات الالتفاف والثقوب الدودية إلى محركات الفضاء الجزئي ، فإن مثل هذه النظريات إما في أعلى درجةخيالية (مثل محرك Alcubierre) ، أو موجودة فقط في الخيال العلمي. ستمتد أي مهمة إلى الفضاء السحيق عبر أجيال من الناس.

لذا ، إذا بدأت بأحد أبطأ الأشكال السفر إلى الفضاءكم من الوقت سيستغرق الوصول إلى Proxima Centauri؟

الأساليب الحديثة

تكون مسألة تقدير مدة السفر في الفضاء أبسط بكثير إذا كانت التقنيات والأجسام الموجودة في نظامنا الشمسي متضمنة فيها. على سبيل المثال ، باستخدام التكنولوجيا المستخدمة في مهمة New Horizons ، يمكن أن تصل 16 دافعًا أحاديًا للاندفاع الهيدرازين إلى القمر في 8 ساعات و 35 دقيقة فقط.

هناك أيضًا مهمة SMART-1 التابعة لوكالة الفضاء الأوروبية ، والتي انتقلت إلى القمر باستخدام الدفع الأيوني. مع هذه التكنولوجيا الثورية ، التي استخدم مسبار الفضاء Dawn أيضًا أحد أنواعها للوصول إلى Vesta ، استغرقت مهمة SMART-1 عامًا وشهرًا وأسبوعين للوصول إلى القمر.

من المركبات الفضائية الصاروخية السريعة إلى الدفع الأيوني الاقتصادي ، لدينا خياران للتجول في الفضاء المحلي - بالإضافة إلى أنه يمكنك استخدام كوكب المشتري أو زحل كمقلاع ثقالي ضخم. ومع ذلك ، إذا كنا نخطط للمضي قدمًا قليلاً ، فسيتعين علينا زيادة قوة التكنولوجيا واستكشاف فرص جديدة.

عندما نتحدث عن الأساليب الممكنة ، فإننا نتحدث عن تلك التي تتضمن تقنيات حالية ، أو تلك التي لم توجد بعد ولكنها مجدية تقنيًا. بعضها ، كما سترى ، تم اختباره وتأكيده بمرور الوقت ، بينما يظل البعض الآخر موضع تساؤل. باختصار ، إنها تمثل سيناريو ممكنًا ، ولكنه يستغرق وقتًا طويلاً ومكلفًا من الناحية المالية للسفر حتى إلى أقرب نجم.

حركة أيونية

الآن الشكل الأبطأ والأكثر اقتصادا للدفع هو الدفع الأيوني. قبل بضعة عقود ، كانت الحركة الأيونية تعتبر موضوع خيال علمي. ولكن في السنوات الأخيرةانتقلت تقنيات دعم الدافع الأيوني من النظرية إلى التطبيق ، وبنجاح كبير. تعد مهمة SMART-1 التابعة لوكالة الفضاء الأوروبية مثالًا على مهمة ناجحة إلى القمر في 13 شهرًا من الحركة الحلزونية من الأرض.

يستخدم SMART-1 الدافعات الأيونية على طاقة شمسية، حيث تم جمع الكهرباء بواسطة الألواح الشمسية واستخدامها لتشغيل محركات تأثير القاعة. استغرق الأمر 82 كجم فقط من وقود الزينون للوصول SMART-1 إلى القمر. يوفر كيلوغرام واحد من وقود الزينون دلتا- V تبلغ 45 م / ث. هذا شكل من أشكال الحركة فعال للغاية ، ولكنه بعيد عن أن يكون الأسرع.

كانت إحدى أولى المهمات التي استخدمت تقنية الدفع الأيوني هي مهمة Deep Space 1 إلى المذنب بوريلي في عام 1998. استخدم DS1 أيضًا محرك أيون زينون واستخدم 81.5 كجم من الوقود. في غضون 20 شهرًا من الدفع ، وصلت DS1 إلى سرعات 56000 كم / ساعة في وقت تحليق المذنب.

تعتبر الدافعات الأيونية أكثر اقتصادا من تقنيات الصواريخ لأن دفعها لكل وحدة كتلة من الوقود الدافع (دفعة محددة) أعلى بكثير. لكن الدافعات الأيونية تستغرق وقتًا طويلاً لتسريع المركبة الفضائية إلى سرعات كبيرة ، وتعتمد السرعات القصوى على دعم الوقود وتوليد الطاقة.

لذلك ، إذا تم استخدام الدفع الأيوني في مهمة إلى Proxima Centauri ، يجب أن يكون للمحركات مصدر قوي للطاقة (الطاقة النووية) واحتياطيات كبيرة من الوقود (وإن كانت أقل من الصواريخ التقليدية). ولكن إذا بدأت من افتراض أن 81.5 كجم من وقود الزينون يترجم إلى 56000 كم / ساعة (ولن تكون هناك أشكال أخرى للحركة) ، يمكنك إجراء الحسابات.

على ال السرعة القصوىعند 56000 كم / ساعة ، سيستغرق Deep Space 1 81000 سنة لتغطية 4.24 سنة ضوئية بين الأرض و Proxima Centauri. بمرور الوقت ، كان هذا حوالي 2700 جيل من الناس. من الآمن أن نقول إن المحرك الأيوني بين الكواكب سيكون بطيئًا جدًا بالنسبة لمهمة مأهولة بين النجوم.

ولكن إذا كانت الدافعات الأيونية أكبر وأكثر قوة (أي أن معدل تدفق الأيونات أسرع بكثير) ، إذا كان هناك وقود صاروخي كافٍ لتستمر 4.24 سنة ضوئية بأكملها ، فسيتم تقليل وقت السفر بشكل كبير. ولكن سيظل هناك أكثر بكثير من مجرد عمر الإنسان.

مناورة الجاذبية

معظم الطريق السريعالسفر إلى الفضاء هو استخدام مساعدة الجاذبية. تتضمن هذه الطريقة استخدام المركبة الفضائية الحركة النسبية(أي المدار) وجاذبية الكوكب لتغيير المسار والسرعة. مناورات الجاذبية تقنية مفيدة للغاية. رحلات الفضاء، خاصة عند استخدام الأرض أو كوكب آخر هائل (مثل عملاق الغاز) للتسريع.

كانت المركبة الفضائية مارينر 10 أول من استخدم هذه الطريقة ، باستخدام قوة الجاذبية لكوكب الزهرة لتسريع نحو عطارد في فبراير 1974. في ثمانينيات القرن الماضي ، استخدم مسبار فوييجر 1 زحل والمشتري لمناورات الجاذبية والتسارع حتى 60 ألف كم / ساعة ، متبوعًا بالخروج إلى الفضاء بين النجوم.

مهمة هيليوس 2 ، التي بدأت في عام 1976 وكان من المفترض أن تستكشف الوسط بين الكواكب بين 0.3 وحدة فلكية. ه. و 1 أ. البريد من الشمس ، يحمل الرقم القياسي لأعلى سرعة تم تطويرها بمساعدة مناورة الجاذبية. في ذلك الوقت ، كان كل من هيليوس 1 (تم إطلاقه في عام 1974) وهليوس 2 يحمل الرقم القياسي لأقرب اقتراب للشمس. تم إطلاق هيليوس 2 بواسطة صاروخ تقليدي ووضع في مدار طويل للغاية.

بسبب الانحراف الكبير (0.54) للمدار الشمسي لمدة 190 يومًا ، تمكنت Helios 2 من تحقيق سرعة قصوى تزيد عن 240.000 كم / ساعة عند الحضيض الشمسي. تم تطوير هذه السرعة المدارية بسبب جاذبية الشمس فقط. من الناحية الفنية ، لم تكن سرعة الحضيض في هيليوس 2 نتيجة مساعدة الجاذبية ، بل كانت نتيجة قصوى السرعة المدارية، لكن الجهاز لا يزال يحمل الرقم القياسي لأسرع جسم اصطناعي.

إذا كانت فوييجر 1 تتحرك نحو القزم الأحمر Proxima Centauri بسرعة ثابتة تبلغ 60.000 كم / ساعة ، فسيستغرق الأمر 76000 سنة (أو أكثر من 2500 جيل) لتغطية هذه المسافة. ولكن إذا وصل المسبار إلى السرعة القياسية لـ Helios 2 - وهي سرعة ثابتة تبلغ 240.000 كم / ساعة - فسيستغرق الأمر 19000 سنة (أو أكثر من 600 جيل) لقطع 4243 سنة ضوئية. أفضل بشكل كبير ، وإن لم يكن قريبًا من العملي.

محرك EM محرك كهرومغناطيسي

طريقة أخرى مقترحة للسفر بين النجوم هي محرك الترددات الراديوية التجويفي الرنان ، المعروف أيضًا باسم محرك EM. تم اقتراحه في عام 2001 من قبل روجر شوير ، العالم البريطاني الذي أنشأ Satellite Propulsion Research Ltd (SPR) لتنفيذ المشروع ، يعتمد المحرك على فكرة أن تجاويف الميكروويف الكهرومغناطيسية يمكنها تحويل الطاقة الكهربائية مباشرة إلى قوة دفع.

في حين أن الدفاعات الكهرومغناطيسية التقليدية مصممة لدفع كتلة معينة (مثل الجسيمات المتأينة) ، فإن نظام الدفع هذا يكون مستقلاً عن الاستجابة الجماعية ولا ينبعث منه إشعاع موجه. بشكل عام ، قوبل هذا المحرك بقدر لا بأس به من الشك ، لأنه ينتهك قانون الحفاظ على الزخم ، والذي وفقًا له يظل زخم النظام ثابتًا ولا يمكن إنشاؤه أو تدميره ، ولكن يتم تغييره فقط بالقوة.

ومع ذلك ، من الواضح أن التجارب الأخيرة مع هذه التكنولوجيا أدت إلى نتائج إيجابية. في يوليو 2014 ، في مؤتمر الدفع المشترك الخمسين AIAA / ASME / SAE / ASEE في كليفلاند ، أوهايو ، أعلن علماء الطائرات النفاثة المتقدمون التابعون لوكالة ناسا أنهم اختبروا بنجاح تصميمًا جديدًا للدفع الكهرومغناطيسي.

في أبريل 2015 ، قال علماء من NASA Eagleworks (جزء من مركز جونسون للفضاء) إنهم اختبروا هذا المحرك بنجاح في الفراغ ، مما قد يشير إلى تطبيق محتمل في الفضاء. في يوليو من نفس العام ، قامت مجموعة من العلماء من القسم أنظمة الفضاءدريسدن الجامعة التكنولوجيةطورت نسختها الخاصة من المحرك ولاحظت قوة دفع ملموسة.

في عام 2010 ، بدأت البروفيسور Zhuang Yang من جامعة Northwestern Polytechnic University في شيان بالصين ، في نشر سلسلة من المقالات حول بحثها في تقنية EM Drive. في عام 2012 ، أبلغت عن مدخلات عالية الطاقة (2.5 كيلو واط) ودفعة مسجلة تبلغ 720 مليون. كما أجرت اختبارات مكثفة في عام 2014 ، بما في ذلك قياسات درجة الحرارة الداخلية باستخدام المزدوجات الحرارية المدمجة ، والتي أظهرت أن النظام يعمل.

النموذج الأولي لوكالة ناسا (الذي حصل على تقدير للطاقة يبلغ 0.4 نيوتن / كيلوواط) قد حسب أن مركبة فضائية تعمل بالدفع الكهرومغناطيسي يمكن أن تقوم برحلة إلى بلوتو في أقل من 18 شهرًا. وهذا أقل بست مرات من مسبار نيو هورايزونز الذي كان يتحرك بسرعة 58000 كم / ساعة المطلوبة.

يبدو رائعا. ولكن حتى في هذه الحالة ، فإن السفينة التي تعمل بمحركات كهرومغناطيسية ستطير إلى بروكسيما سنتوري لمدة 13000 عام. قريب ، لكن لا يزال غير كاف. بالإضافة إلى ذلك ، من السابق لأوانه الحديث عن استخدامها إلى أن يتم نشر كل العناصر الإلكترونية في هذه التقنية.

الدفع الكهربائي النووي الحراري والنووي

إمكانية أخرى للقيام برحلة بين النجوم هي استخدام مركبة فضائية مجهزة بمحركات نووية. ناسا تستكشف مثل هذه الخيارات منذ عقود. يمكن أن يستخدم صاروخ الدفع الحراري النووي مفاعلات اليورانيوم أو الديوتيريوم لتسخين الهيدروجين في المفاعل ، وتحويله إلى غاز مؤين (بلازما الهيدروجين) ، والذي سيتم توجيهه بعد ذلك إلى فوهة الصاروخ ، لتوليد الدفع.

يشتمل الصاروخ الذي يعمل بالطاقة النووية على نفس المفاعل ، الذي يحول الحرارة والطاقة إلى كهرباء ، والتي تشغل بعد ذلك محركًا كهربائيًا. في كلتا الحالتين ، سيعتمد الصاروخ على الاندماج أو الانشطار من أجل الدفع وليس وقود كيميائي، والتي تعمل عليها جميع وكالات الفضاء الحديثة.

بالمقارنة مع المحركات الكيميائية ، تتمتع المحركات النووية بمزايا لا يمكن إنكارها. أولاً ، لديها كثافة طاقة غير محدودة تقريبًا مقارنة بالوقود الدافع. بالإضافة إلى ذلك ، ينتج المحرك النووي أيضًا دفعًا قويًا مقارنة بكمية الوقود المستخدمة. سيؤدي ذلك إلى تقليل كمية الوقود المطلوبة ، وفي نفس الوقت وزن وتكلفة جهاز معين.

على الرغم من أن المحركات النووية الحرارية لم تدخل الفضاء بعد ، فقد تم إنشاء واختبار نماذجها الأولية ، بل وقد تم اقتراح المزيد.

ومع ذلك ، على الرغم من المزايا في الاقتصاد في استهلاك الوقود والدافع المحدد ، فإن أفضل مفهوم محرك حراري نووي مقترح له أقصى دفعة محددة تبلغ 5000 ثانية (50 كيلو نيوتن / كجم). باستخدام المحركات النووية التي تعمل بالاندماج أو الانشطار النووي ، يمكن لعلماء ناسا نقل مركبة فضائية إلى المريخ في غضون 90 يومًا فقط إذا كان الكوكب الأحمر على بعد 55.000.000 كيلومتر من الأرض.

ولكن إذا كنا نتحدث عن الرحلة إلى بروكسيما سنتوري ، فسوف يستغرق الأمر قرونًا حتى يتسارع الصاروخ النووي إلى جزء كبير من سرعة الضوء. بعد ذلك سوف يستغرق السفر عدة عقود ، وبعدها عدة قرون أخرى من التباطؤ في الطريق نحو الهدف. ما زلنا بعيدين عن وجهتنا بألف عام. ما هو جيد للمهام بين الكواكب ليس جيدًا للبعثات بين النجوم.

بروكسيما سينتاوري.

إليك سؤال كلاسيكي لإعادة التعبئة. اسأل أصدقائك أيهما أقرب إلينا؟"ومن ثم مشاهدتها قائمة أقرب النجوم. ربما سيريوس؟ شيء ألفا هناك؟ منكب الجوزاء؟ الجواب واضح - إنه كذلك ؛ كرة ضخمة من البلازما تقع على بعد حوالي 150 مليون كيلومتر من الأرض. دعنا نوضح السؤال. أي نجم هو الأقرب إلى الشمس?

أقرب نجم

ربما سمعت ذلك - ثالث ألمع نجم في السماء على مسافة 4.37 سنة ضوئية فقط. ولكن ألفا قنطورسليس نجمًا واحدًا ، إنه نظام من ثلاثة نجوم. أولا، نجمة مزدوجة(نجم ثنائي) مع مركز ثقل مشترك وفترة مدارية 80 عامًا. ألفا قنطورس أ أكثر كتلة وأكثر سطوعًا من الشمس بقليل ، بينما ألفا قنطورس ب أقل كتلة بقليل من الشمس. يوجد أيضًا عنصر ثالث في هذا النظام ، وهو قزم أحمر خافت بروكسيما سنتوري (بروكسيما سنتوري).

بروكسيما سينتاوري- هذا ما هو عليه أقرب نجم إلى شمسنا، على مسافة 4.24 سنة ضوئية فقط.

بروكسيما سينتاوري.

نظام النجوم المتعددة ألفا قنطورستقع في كوكبة Centaurus ، والتي لا يمكن رؤيتها إلا في نصف الكرة الجنوبي. لسوء الحظ ، حتى إذا رأيت هذا النظام ، فلن تتمكن من رؤيته بروكسيما سينتاوري. هذا النجم خافت لدرجة أنك بحاجة إلى تلسكوب قوي بما يكفي لرؤيته.

دعونا نكتشف مقياس إلى أي مدى بروكسيما سينتاوريمنا. فكر في. تتحرك بسرعة تقارب 60.000 كم / ساعة ، وهي الأسرع في. لقد تغلب على هذا المسار في عام 2015 لمدة 9 سنوات. السفر بسرعة للوصول إلى بروكسيما سينتاوري، سوف تحتاج نيو هورايزونز إلى 78000 سنة ضوئية.

Proxima Centauri هو أقرب نجمأكثر من 32000 سنة ضوئية ، وسيحتفظ بهذا الرقم القياسي لمدة 33000 سنة أخرى. سيصل إلى أقرب نقطة له من الشمس في حوالي 26700 سنة ، عندما تكون المسافة من هذا النجم إلى الأرض 3.11 سنة ضوئية فقط. بعد 33000 عام ، سيكون أقرب نجم روس 248.

ماذا عن نصف الكرة الشمالي؟

بالنسبة لأولئك منا الذين يعيشون في نصف الكرة الشمالي ، فإن أقرب نجم مرئي هو نجمة بارنارد، قزم أحمر آخر في كوكبة الحواء (Ophiuchus). لسوء الحظ ، مثل Proxima Centauri ، فإن Barnard's Star قاتمة جدًا بحيث لا يمكن رؤيتها بالعين المجردة.

نجمة بارنارد.

أقرب نجم، والذي يمكنك رؤيته بالعين المجردة في نصف الكرة الشمالي هو سيريوس (ألفا كلب كبير) . سيريوس مرتين المزيد من الشمسفي الحجم والكتلة ، وألمع نجم في السماء. يقع على بعد 8.6 سنة ضوئية في كوكبة Canis Major ، وهو أشهر نجم يطارد Orion في سماء الليل خلال فصل الشتاء.

كيف قام علماء الفلك بقياس المسافة إلى النجوم؟

يستخدمون طريقة تسمى. لنقم بتجربة صغيرة. امسك ذراعًا واحدة ممدودة بطولها وضع إصبعك بحيث يكون هناك جسم بعيد في مكان قريب. الآن افتح وأغلق كل عين بالتناوب. لاحظ كيف يبدو أن إصبعك يقفز ذهابًا وإيابًا عندما تنظر بأعين مختلفة. هذه هي طريقة اختلاف المنظر.

المنظر.

لقياس المسافة إلى النجوم ، يمكنك قياس الزاوية إلى النجم فيما يتعلق بوقت وجود الأرض على جانب واحد من المدار ، على سبيل المثال في الصيف ، ثم بعد 6 أشهر عندما تتحرك الأرض إلى الجانب الآخر من المدار ، ثم قم بقياس الزاوية للنجم مقارنة ببعض الأشياء البعيدة. إذا كان النجم قريبًا منا ، فيمكن قياس هذه الزاوية وحساب المسافة.

يمكنك حقًا قياس المسافة بهذه الطريقة النجوم القريبةلكن هذه الطريقة تعمل فقط حتى 100،000 سنة ضوئية.

20 أقرب النجوم

فيما يلي قائمة بأقرب 20 نظامًا نجميًا ومسافاتها بالسنوات الضوئية. البعض منهم لديه عدة نجوم ، لكنهم جزء من نفس النظام.

وفقًا لوكالة ناسا ، يوجد 45 نجمًا داخل دائرة نصف قطرها 17 سنة ضوئية من الشمس. يوجد أكثر من 200 مليار نجم في الكون. بعضها خافت لدرجة أنه يكاد يكون من المستحيل اكتشافها. ربما مع التقنيات الجديدة ، سيجد العلماء نجومًا أقرب إلينا.

عنوان المقال الذي قرأته "أقرب نجم إلى الشمس".

بالتأكيد ، بعد أن سمعت في بعض أفلام الحركة الرائعة عبارة a la “20 to Tatooine سنوات ضوئية"، طرح العديد أسئلة مشروعة. سأقوم بتسمية بعضها:

أليست سنة وقت؟

ثم ما هو سنة ضوئية?

كم عدد الكيلومترات التي لديها؟

كم من الوقت سوف يستغرق سنة ضوئية سفينة فضائيةمن أرض?

قررت تكريس مقال اليوم لشرح معنى وحدة القياس هذه ، ومقارنتها بالكيلومترات المعتادة وإظهار المقاييس التي كون.

المتسابق الافتراضي.

تخيل شخصًا ، ينتهك جميع القواعد ، يندفع على طول الطريق السريع بسرعة 250 كم / ساعة. في غضون ساعتين سوف يتغلب على 500 كم ، وفي أربع ساعات - ما يصل إلى 1000. ما لم يكن ، بالطبع ، يصطدم في هذه العملية ...

يبدو أن هذه هي السرعة! ولكن من أجل الإبحار حول الكرة الأرضية بأكملها (40000 كم) ، سيحتاج راكبنا إلى 40 مرة أكثر من الوقت. وهذا بالفعل 4 × 40 = 160 ساعة. او تقريبا كل الأسبوعركوب مستمر!

لكن في النهاية لن نقول إنه قطع 40.000.000 متر. منذ أن أجبرنا الكسل دائمًا على ابتكار واستخدام وحدات قياس بديلة أقصر.

حد.

من دورة مدرسيةالفيزياء يجب أن يعلم الجميع أن أسرع متسابق فيها كون- خفيفة. في ثانية واحدة ، سيغطي شعاعها مسافة 300000 كيلومتر تقريبًا ، وبالتالي ستدور الكرة الأرضية في 0.134 ثانية. هذا 4،298،507 مرة أسرع من المتسابق الافتراضي لدينا!

من أرضقبل القمريصل الضوء في المتوسط ​​إلى 1.25 ثانية ، حتى الشمسسوف يندفع شعاعها في أكثر من 8 دقائق بقليل.

كولوسال ، أليس كذلك؟ لكن وجود سرعات أكبر من سرعة الضوء لم يتم إثباته بعد. لهذا السبب الأكاديمياقرر أنه سيكون من المنطقي قياس المقاييس الكونية بالوحدات التي تنتقل بها موجة الراديو خلال فترات زمنية معينة (والتي يكون الضوء فيها على وجه الخصوص).

المسافات.

في هذا الطريق، سنة ضوئية- ليس أكثر من المسافة التي يتغلب عليها شعاع الضوء في سنة واحدة. على المقاييس البينجمية ، استخدام وحدات مسافة أصغر من هذا لا معنى له كثيرًا. ومع ذلك هم كذلك. فيما يلي قيمهم التقريبية:

1 ثانية ضوئية ≈ 300000 كم ؛

1 دقيقة ضوئية ≈ 18.000.000 كم ؛

1 ساعة ضوئية ≈ 1.080.000.000 كم ؛

1 يوم ضوئي ≈ 26.000.000.000 كم ؛

أسبوع واحد خفيف ≈ 181.000.000.000 كم ؛

شهر واحد ضوئي ≈ 790.000.000.000 كم.

والآن ، حتى تفهم مصدر الأرقام ، دعنا نحسب ما يساوي واحدًا سنة ضوئية.

هناك 365 يومًا في السنة ، و 24 ساعة في اليوم ، و 60 دقيقة في الساعة ، و 60 ثانية في الدقيقة. وبالتالي ، تتكون السنة من 365 × 24 × 60 × 60 = 31.536000 ثانية. يقطع الضوء 300 ألف كيلومتر في ثانية واحدة. وبالتالي ، سيغطي شعاعها في عام مسافة 31.536.000 × 300.000 = 9460.800.000.000 كم.

هذا الرقم يقرأ مثل هذا: تسعة تريليونات وأربعمائة وستين مليار وثمانية ملايينكيلومترات.

بالطبع ، القيمة الدقيقة سنة ضوئية يختلف قليلاً عما حسبناه. لكن عند وصف المسافات للنجوم في المقالات العلمية الشائعة ، من حيث المبدأ ، لا حاجة إلى أعلى دقة ، ولن تلعب مائة أو مليوني كيلومتر دورًا خاصًا هنا.

الآن دعنا نواصل تجاربنا الفكرية ...

مقاييس.

لنفترض الحديث سفينة فضائيةاوراق اشجار النظام الشمسيمن الثالث سرعة الفضاء(16.7 كم / ثانية). أولا سنة ضوئيةسوف يتغلب في 18000 سنة!

4,36 سنوات ضوئيةإلى أقرب نظام نجمي ( ألفا قنطورسانظر الصورة في البداية) ستتغلب عليها في حوالي 78 ألف سنة!

لنا مجرة درب التبانة، التي يبلغ قطرها حوالي 100000 سنوات ضوئية، سوف تعبر خلال مليار و 780 مليون سنة.

اكتشف علماء الفلك أول كوكب يحتمل أن يكون صالحًا للسكن خارج النظام الشمسي.

سبب هذا الاستنتاج هو عمل "صائدو الكواكب الخارجية" الأمريكيين (الكواكب الخارجية هي تلك التي تدور حول نجوم أخرى ، وليس حول الشمس).

تم نشره من قبل مجلة الفيزياء الفلكية. يمكن العثور على المنشور في arXiv.org.

القزم الأحمر Gliese-581 ، عند مشاهدته من الأرض ، يقع في كوكبة الميزان على مسافة 20.5 سنة ضوئية (سنة ضوئية واحدة = المسافة التي يقطعها الضوء في السنة بسرعة 300 ألف كم / ثانية. ) ، لفت انتباه "صائدي الكواكب الخارجية" منذ فترة طويلة.

من المعروف أنه من بين الكواكب الخارجية المكتشفة حتى الآن ، معظمها ضخم جدًا ويشبه كوكب المشتري - يسهل العثور عليها.

في أبريل من العام الماضي ، تم العثور على كوكب في نظام Gliese-581 ، والذي أصبح في ذلك الوقت أخف كوكب معروف. الكواكب الشمسيةخارج النظام الشمسي ، تدور حول نجوم مشابهة في معاملاتها للشمس.

تبين أن الكوكب Gliese-581e (الرابع في ذلك النظام) أكبر 1.9 مرة فقط من الأرض.

يدور هذا الكوكب حول نجمه في 3 أيام (الأرض) و 4 ساعات فقط.

يقوم العلماء الآن بالإبلاغ عن اكتشاف كوكبين آخرين في هذا النظام النجمي. الأكثر أهمية هو الكوكب السادس المكتشف - Gliese-581g.

علماء الفلك لها هم من يسمون أول صالح للسكن.

باستخدام بياناتهم الخاصة والأرشيفية من تلسكوب كيك ، ومقره جزر هاواي ، قاس الباحثون معايير هذا الكوكب وتوصلوا إلى استنتاج مفاده أنه قد يكون هناك غلاف جوي وماء في شكل سائل.

لذلك ، وجد العلماء أن نصف قطر هذا الكوكب يتراوح من 1.2 إلى 1.5 نصف قطر الأرض ، وكتلة من 3.1 إلى 4.3 من كتلة الأرض وفترة ثورة حول نجمه تبلغ 36.6 يومًا أرضيًا. المحور الرئيسي مدار بيضاوي الشكليبلغ حجم هذا الكوكب حوالي 0.146 وحدة فلكية (وحدة فلكية واحدة هي متوسط ​​المسافة بين الأرض والشمس ، والتي تساوي تقريبًا 146.9 مليون كيلومتر).

يتجاوز تسارع السقوط الحر على سطح هذا الكوكب معلمة مماثلة للأرض بمقدار 1.1-1.7 مرة.

أما بالنسبة لنظام درجة الحرارة على سطح Gliese-581g ، وفقًا للعلماء ، فيتراوح من -31 إلى -12 درجة مئوية.

وعلى الرغم من أن هذا النطاق بالنسبة لشخص عادي بسيط لا يمكن أن يسمى أي شيء آخر غير فاتر ، إلا أن الحياة على الأرض توجد في نطاق أوسع بكثير من -70 في أنتاركتيكا إلى 113 درجة مئوية في مصادر الطاقة الحرارية الأرضية حيث تعيش الكائنات الحية الدقيقة.

نظرًا لأن الكوكب قريب بدرجة كافية من نجمه ، فهناك احتمال كبير بأن يتحول Gliese-581g ، بسبب قوى المد والجزر ، دائمًا إلى نجمه من جانب واحد ، تمامًا كما "ينظر" القمر إلى الأرض طوال الوقت فقط أحد نصفي الكرة الأرضية.

تشير حقيقة أنه في أقل من 20 عامًا انتقل علماء الفلك من اكتشاف أول كوكب يدور حول نجوم أخرى إلى كواكب يحتمل أن تكون صالحة للسكن ، وفقًا لمؤلفي العمل المثير ، إلى أن هناك العديد من هذه الكواكب أكثر مما كان يُعتقد سابقًا.

وحتى مجرتنا درب التبانة قد تعج بالكواكب التي يحتمل أن تكون صالحة للسكن.

لقد تطلب الأمر أكثر من 200 قياس لاكتشاف هذا الكوكب ، بدقة تبلغ ، على سبيل المثال ، سرعة 1.6 م / ث.

نظرًا لأن مئات المليارات من النجوم قد اختبأت في مجرتنا ، خلص العلماء إلى أن عشرات المليارات منها لها كواكب يحتمل أن تكون صالحة للسكن.