Месье:Астроформирование
|
Первоисточник Эта статья является первичным источником части или всей изложенной в ней информации, содержа первоначальные исследования. |
Астроформирование (от лат. astrum ← греч. ἀστέρας, «звезда» + нем. formieren, «образовывать» ← лат. forma) — буквально «звёздотворение», совокупность технологий преобразования химического состава и массы звёзд, либо крупных газовых планет. Термин впервые введён участником Traditio.ru Орионом955 4 апреля 2007 года по аналогии с терраформированием. В англоязычной части интернета в недавнее время также появился и используется термин астроформинг (Astroforming) (по аналогии с терраформингом)
Целесообразность астроформированияПравить
Нужен ли астроформинг кому-либо вообще, и насколько он целесообразен? В настоящее время астроформирование представляет собой лишь чисто умозрительный эксперимент, интересный прежде всего своей необыкновенной идеей преобразования мира, ее гигантскими масштабами, и осмысление механизмов и особенностей такого преобразования в тех или иных заданных условиях. Практически астроформирование не может быть реализовано усилиями современной цивилизации, и вероятная потребность в данной технологии неясна. В известной мере, астроформирование представляет собой также и дерзкую попытку человека уподобиться древним титанам и померяться своими силами (в частности силой разума) с крупнейшими природными объектами (звездами) и взять их рождение, развитие и жизнь под свой абсолютный контроль. Вполне вероятно что осмысление и разработка технологий астроформирования уже сейчас являет собой первый шаг на пути современного человечества в фазу перехода к суперцивилизации. Полный контроль над Солнцем и Солнечной системой – одна из главнейших характеристик суперцивилизации.
Вариант, описанный здесь, не требует освоения термоядерной энергетики. Однако если термоядерная энергетика всеже будет освоена, тогда пропадет необходимость в малых звездах --- водород можно будет потреблять в термоядерных топках астропоселений. И тогда необходимость разборки Солнца (и других звезд )станет ещё более насущной --- нечего сжигать водород неуправляемо.Сжигать надо столько, сколько надо...
Графики и формулы зависимости масса - продолжительность жизни – светимостьПравить
Давно известно, что чем тяжелее звезда тем короче срок ее пребывания на Главной последовательности в области стабильности, и напротив чем легче звезда тем дольше ее срок жизни. Поэтому астрономы с давних времен наблюдают многочисленные остатки крупных звезд и весьма редко карликовых. Например красные карлики живут столь долго что большинство из них начнут завершение свое эволюции лишь в очень отдаленном будущем, то есть через десятки и сотни миллиардов лет. Наиболее мелкие представители звездной массы имеющие массы около 0,08 масс Солнца способны «дотянуть» до такой глубокой старости что она способна ошеломить любое воображение – до 6,3 трлн.лет (!) С другой стороны, слишком мелкие звезды имеют очень нестабильные оболочки и часто изобилуют вспышками которые способны погубить любую жизнь на близлежащих планетах. Кроме того и сами планеты обитаемой зоны таких мелких звезд в конечном итоге оказываются повернуты к материнской звезде одной стороной. Эти общие особенности говорят о том что наиболее пригодные для зарождения, развития и поддержания жизни звезды находятся в области от 0,5 до 1 массы Солнца. В этих пределах масс сроки пребывания звезд на главной последовательности располагаются от 10 до 100 млрд.лет. Заманчивой временной областью является естественно наибольшая. Вот именно в ее достижении, то есть в увеличении продолжительности жизни материнской звезды и состоит цель и задача астроформирования. Как же может быть увеличено пребывание звезды в стабильном состоянии? Только в случае регулирования химического состава и массы такой звезды. В принципе можно создать и такую систему регулирования при которой сроки пребывания ее в области стабильности могут быть растянуты на неограниченное (в известной мере) время, то есть на сотни триллионов и более лет за счет использования звездных масс ее галактики или звездного скопления. В простейшем случае, ясно что в звезде «горит» водород превращаясь в гелий. В результате так называемого углеродного цикла или напрямую, но само по себе превращение ядер водорода при слиянии в ядра гелия с выделением огромной энергии несомненно. Задача астроформирования звезды состоит в том чтобы поддержать стабильное протекание термоядерных реакций в звезде как можно дольше, и для этого необходимо удалять из звезды своеобразный «шлак» (ядра гелия) и в случае необходимости поставлять топливо – водород. Помимо простой «откачки» гелия осуществляется также и некоторая «откачка» вообще массы звезды что изменяет условия протекания термоядерных реакций в ее недрах в сторону увеличения продолжительности стабильной фазы на Главной последовательности. Удаляемый гелий может быть рассеиваем в межпланетном пространстве а водород поставляем с иных звезд или крупных планет. Кроме того можно при необходимости «разгружать» водород и из центрального светила с целью наращивания массы имеющихся в системе планет-гигантов для их дальнейшего превращения в карликовые звезды.
Общие соображения по астроформингу и применение порталовПравить
По своей сути, астроформирование имеет совершенно конкретной целью создание условий для экономичного, стабильного и весьма длительного расхода энергии в звёздоподобном объекте, используемом в качестве основного источника энергии для окружающей его разумной цивилизации.
Сама по себе целесообразность астроформинга имеет чрезвычайно жесткие рамки своего обоснования. И вот почему: астроформинг это в основном переброска гигантских масс вещества от одного небесного тела к другому или рассеяние неполезных масс (тяжелые элементы звездного вещества затрудняющие стабильное пребывание звезды на главной последовательности. Также астроформинг это не нечто такое, что может стать широко распространенным в будущем. В самом деле, в случае терраформирования планет цивилизация (строительные компании терраформирования планет) должны будут столкнуться с переброской гигантских масс вещества (астероиды). В случае астроформинга количество потребного к транспортировке вещества возрастает на десятки порядков! Например, Солнце ежесекундно «теряет в весе» около 4.400.000 тонн вещества, а при астроформинге потребно транспортировать большие объемы вещества с подобной или большей производительностью. Так как одной, и самой важной проблемой астроформинга является обеспечение быстрой и устойчивой переброски колоссальных масс вещества на колоссальные расстояния в разумные временные промежутки, то совершенно ясно что для выполнения такой технологической задачи необходим принципиально новый подход, то есть принципиально новое средство для транспортировки вещества. Само собой разумеется что такая задача не может быть выполнена никакими транспортными средствами за исключением пространственно-временных порталов способных к селективному пропуску через свою рабочую часть (шлюз) того или иного объекта, химического вещества или элемента в определенном агрегатном состоянии и при определенной температуре. Удобство порталов состоит также и в том что такие технические объекты будучи защищены силовыми полями способны работать как в агрессивных средах так и в условиях сверхнизких и сверхвысоких температур, в частности в атмосферах и недрах холодных планет либо в недрах звезд любого типа. Немаловажно и то что порталы при их соответствующей полевой защите вероятно будут способны действовать в течение геологических эпох. По всей вероятности одним из известных в настоящее время способов увеличения надежности работы «перекачивающих» вещество систем на основе порталов является введение в недра обрабатываемых объектов (звезд и планет) не одного а многих порталов, в перспективе десятков и сотен. Вполне резонно предположить что небольшие по размеру порталы будет технически проще изготавливать, они будут надежнее из-за масштабного эффекта, и стабильная работа по перекачке вещества в течение сотен миллионов лет будет обеспечена.
Астроформинг в пределах Солнечной системыПравить
Солнечная система представляет собой наиболее интересную область пространства для практического внедрения технологий астроформирования, и тем более перспективную тем что материальных топливных ресурсов имеющихся в Солнечной системе вполне достаточно для поддержания жизни человеческой цивилизации в течение сотен миллиардов лет. В наше солнечной системе основным источником массы является центральная звезда – Солнце. Имеется также группа планет-гигантов которые способны послужить перспективными объектами для астроформинга, то есть стать зародышами искусственно созданных карликовых звезд, для которых вполне достаточно вещества имеющегося на Солнце. Само же Солнце, является самым перспективным объектом для астроформирования в Солнечной системе, так как регулируя его массу и химический состав можно увеличить сроки его стабильного пребывания на Главной последовательности с 10 млрд. лет до нескольких сотен миллиардов лет, что существенно повышает время для существования и развития разнообразных форм жизни на окружающих его планетах обитаемой зоны. Помимо основных целей достигаемых с помощью астроформинга, при применении селективного отбора вещества могут быть также решаемы задачи добычи любых потребных количеств любых элементов Периодической системы, так как Солнце содержит в себе неисчерпаемые количества даже таких металлов как золото. Интересно что количества металлов имеющиеся на Солнце настолько огромны что в самой Солнечной системе они могли бы обеспечить потребности развитой цивилизации на любой период времени. Вполне вероятно что добыча элементного сырья из недр Солнца путем селективного отбора с помощью порталов в будущем окажется рентабельнее чем разработка полезных ископаемых на планетах с помощью трудоемкого бурения и последующих технологических операций рудоразборки, концентрирования и переработки.
Астроформирование СолнцаПравить
Солнце. Удивительный и важнейший объект нашей Солнечной системы, и в тоже время… уровень современных знаний о Солнце достиг такого уровня что люди осознали – и Солнце не вечно. «Срок службы» нашего светила очень ограничен в большом масштабе, хотя с другой стороны этот временной промежуток настолько велик что способен восприниматься как вечность. И в самом деле, хотя само Солнце в настоящее время прожило почти половину своей жизни и по аналогии с человеком сравнимо с 33-летним возрастом, впереди у Солнца еще приблизительно 5,5 млрд. лет сравнительно стабильной и спокойной жизни. Этот отрезок времени в 5,5 млрд. лет действительно огромен. Так например жизнь вышла на сушу около 550 млн. лет назад и могла бы еще «выйти» 10 раз из океанских глубин за оставшееся время пребывания Солнца на Главной последовательности. Интересно, что 65 млн. лет назад вымершие на Земле динозавры могли бы «погибнуть» за оставшиеся 5,5 млрд. лет около 85 раз! Но… человек уже сейчас задумывается о будущем, и те оставшиеся 5,5 млрд. лет более или менее стабильной работы солнечного ядерного «котла» его уже не устраивают. Хочется больше! Вот для этого «больше» и придумано астроформирование, то есть искусственное продление жизни звезд или создание новых – рукотворных. Согласно расчетам, при современной светимости (мощности) Солнца равной L = 1026 Вт в его недрах ежесекундно образуется 1038 ядер гелия. При «сгорании» массы водорода равной массе Солнца (2 * 1033 грамм), может выделиться 1,3•1045 Дж. Отсюда следует, что теряя энергию в нынешнем темпе, Солнце могло бы существовать в течение почти 100 млрд. лет. На самом деле продолжительность жизни Солнца меньше почти в 10 раз, так как «выгорает» лишь та часть водорода, которая находится центральных областях Солнца, где температуры достаточно высоки для протекания термоядерных реакций.
Солнце как объект для астроформирования представляет наибольший практический интерес. В настоящее время все научные данные собранные о составе и строении звезд ясно показывают состав и строение Солнца, и позволяют с очень высокой точностью предсказать его судьбу. Ясно также что при наличии необходимого оборудования (пространственно-временных порталов с селективным отбором вещества) станет возможным преобразовать химический состав Солнца. В частности при возможности «откачки» из Солнца значительной части гелия станет возможным при небольшом уменьшении массы Солнца существенно увеличить продолжительность жизни дневного светила в несколько раз. Очень важно отметить то обстоятельство что извлечение гигантских масс вещества не останется незаметным в масштабе Солнечной системы и повлияет на орбиты планет. Это должно строго учитываться при астроформировании Солнца. Сам отбор массы должен быть «растянут» на продолжительное время – то есть на миллионы лет. Естественно, что и само оборудование для астроформинга должно быть чрезвычайно надежным и пригодным к непрерывной работе в течение десятков и даже сотен миллионов лет. В настоящее время такую длительную работоспособность техники обеспечить ничто не способно. Важно отметить также что с удалением ненужного вещества из недр Солнца, удаляется не только вещество но и огромная тепловая энергия что также позволит существенно охладить очищаемые от гелия внутрисолнечные области.
Из иных способов преобразования Солнца предлагался «метод ионных ветров» - то есть специально сконструированные мощные ускорители, расположенные на гелиостационарной орбите, и предназначенные для воздействия на солнечную корону с целью «выдувания» солнечного вещества. Примечательно что сами ускорители предложено было питать самой же излучаемой Солнцем энергией. Данный способ при глубоком анализе оказался не только чрезвычайно материалоёмким и крайне ненадежным, но и чрезвычайно опасным. Опасность данного способа заключается в том что при уменьшении массы Солнца и худшем изменении его химического состава в сторону конструкции с большим содержанием гелия (ведь вещество удаляется не селективно, и с поверхности а не из ядра), в результате чего Солнце будет вынужденно стремительно (более или менее в зависимости от мощности ускорительных установок) перемещаться по Главной последовательности в «область раздувания». То есть попросту говоря «метод ионных ветров» ускоренно подтолкнул бы наше светило к старению и превращению в красный гигант и затем в белый карлик, что совершенно неприемлемо. Иных способов астроформирования Солнца не предлагалось.
Астроформирование планет-гигантовПравить
В Солнечной системе есть семейство планет-гигантов. Юпитер, Сатурн, Уран, Нептун. Все они намного крупнее Земли, но впрочем… все они своего рода «недозвезды» («субзвезды»). Юпитер и Сатурн среди них настоящие супергиганты, а вот Нептун и Уран и полегче значительно, и холоднее. Но все эти небесные тела Солнечной системы – потенциальные кандидаты для астроформирования. Разумеется при наличии настоятельной необходимости. В настоящее время не известно нужно ли будет в будущем при наличии отработанных технологий превращать эти планеты в карликовые звезды за счет наполнения их веществом отбираемым например у Солнца. Но представляет значительный интерес умозрительный эксперимент такого астроформирования, и вероятно компьютерное моделирование таких процессов. Юпитер например очень тяжелая планета состоящая преимущественно из водорода, но даже при своей массе (319 масс Земли) она недостаточна для воспламенения в ее недрах термоядерных реакций. Для астроформинга Юпитера с превращением последнего в полноценную карликовую звезду его массу необходимо увеличить почти в 75 раз (0,075 массы Солнца), так как будет достигнут предел начала термоядерного синтеза в ее недрах. С Сатурном дело обстоит немногим сложнее чем с Юпитером так как он легче последнего более чем в 3 раза (90 масс Земли) и его массу соответственно нужно увеличить в 267 раз (0,075 массы Солнца). Уран и Нептун могут послужить коллекторами массы отбираемой от Солнца или иных звезд при необходимости. В общем при превращении крупнейших планет-гигантов (Юпитера и Сатурна) в эдакое семейство карликовых звезд-спутников Солнца потребный расход звездной массы отобранной в наиболее оптимальном случае от самого Солнца составит около 15 %. Это много, особенно если учесть что это приведет к глобальным изменениям орбит всех объектов Солнечной системы. Также следует учесть что процесс астроформинга самого Солнца потребует отбора большого количества гелия и масса нашего светила уменьшится не на 15 % а порядка 30-40 %. В целом астроформинг планет-гигантов хотя и будет возможен в будущем, но вряд ли окажется целесообразным так как созданные светила не будут окружены пригодными для жизни планетами (если их специально не создадут). В последнем случае системы Юпитера и Сатурна потенциально могли бы быть такими жизненесущими планетными системами так как обладают очень крупными спутниками орбиты которых потенциально могут быть скорректированы в новосозданных обитаемых зонах вокруг Юпитера и Сатурна. Ганимед, Каллисто, Европа и Титан обладают достаточно большими запасами воды и минералов для обеспечения жизни. Уран и Нептун в отношении их астроформинга совершенно бесперспективны, хотя они могут послужить для концентрирования гелия выкачиваемого из недр Солнца и подаваемого на поверхность этих планет с помощью пространственно-временных порталов.
Астроформирование в научной фантастике и фильмографииПравить
Научно-фантастический роман «Космическая одиссея 2001 года» (англ. 2001: A Space Odyssey) и Одиссея-2010 («2010: год вступления в контакт») Артура Кларка соприкасается с инопланетной технологией астроформирования в которой используется тело неизвестной природы – загадочный «черный параллелепипед» или «монолит» который погружается в недра Юпитера и вызывает в этом небесном теле термоядерные реакции в результате которых в Солнечной системе вспыхивает новая звезда – Люцифер. Автор не вдается в описание принципов которые приводят к такому результату, но по всей вероятности данное выдуманное инопланетное тело неизвестной природы производит некую работу направленную на преобразования Юпитера в звезду. Таким образом этот «черный параллелепипед» является своеобразным ядерным катализатором или даже пространственно-временным порталом специально предназначенным для астроформирования.
По романам Артура Кларка также отсняты два кинофильма - «2010: год вступления в контакт» (также называемый 2010, «2010: год, когда мы установили контакт» и Космическая одиссея 2010 года) — продолжение культового научно-фантастического фильма Стэнли Кубрика «Космическая одиссея 2001 года», снятое в 1984 году режиссёром Питером Хаймсом. Фильм является экранизацией второй книги Артура Кларка из серии «Космическая Одиссея» — «Одиссея-2».
См.такжеПравить
СсылкиПравить
ЛитератураПравить
- В. Г. Демин, Судьба Солнечной системы, «Наука», М., 1975.
СсылкиПравить
ЛитератураПравить
- В. Г. Демин, Судьба Солнечной системы, «Наука», М., 1975.