Интерстеллар и физика
Nov. 18th, 2014 12:55 am![[identity profile]](https://www.dreamwidth.org/img/silk/identity/openid.png){kind=small}
krazzzer.livejournal.com posting in ![[community profile]](https://www.dreamwidth.org/img/silk/identity/community.png){kind=small}
engineering_ruОригинал взят у ![[livejournal.com profile]](https://www.dreamwidth.org/img/external/lj-userinfo.gif)
krazzzer в Интерстеллар и физика
krazzzer в Интерстеллар и физикаКак кино "Интерстеллар" великолепен. Это на моей памяти первая драма, которая завязана на проблемах пространства-времени. В условиях заданного мира все очень логично и связно, ни одна сюжетная линия не провисает, все шнурочки заправлены. Это потом все приестся, а сейчас очень даже смотрибельно.
Но это с точки зрения кино, а вот с точки зрения науки все не так радужно.
Ну что же, давайте глянем...
1. Грибок. Тот самый грибок, который в кино не только поел пшеницу с картошкой и подбирается к кукурузе (интересно, как это вообще возможно), но и сжирает азот воздуха...
Вот что я скажу - сейчас биологи молятся, чтобы такой азотный грибок появился.
Дело в том, что растения строят свою клетчатку с целлюлозой не только из воды и углекислого газа. Растениям еще нужен азот, фосфор и кучу
микроэлементов. Но азота нужно много и поэтому сейчас одно из главных удобрений это селитра.
И тут проблема - азот ну очччень не любит связанного состояния. А растения не любят его связывать, потому что слишком затратно энергетически, на связывание одного грамма атмосферного азота требуется 10 грам глюкозы. Поэтому сами растения это не делают, это делают разве что клубеньковые бактерии. Ну и еще при гниении органики образовывается аммиак, который много проще бактериям связывать (перегной поэтому удобрение).
Естественно, натуральной селитры не хватает. И, естественно, человек придумал химическую, для которой нужен цикл Габера, который работает при температуре 500 градусов и давлении в 300 атмосфер. И в котором для производства 1 тонны аммиака требуется энергия сжигания 4-х тонн нефти.
И тут... какой-то грибок.. на пустом месте... Да за этот связанный азот ему нужно памятник поставить!
Хочу такой грибок, я с ним стану миллиардером через пару лет!!
Так что если бы такой грибок появился - то тут же вывели бы растения, резистентные к нему.
И были бы фермы, на которых он плодится, и фермы, которые используют результаты его жизнедеятельности.
Сельское хозяйство получило бы такой толчок, которого не было со дня открытия селитры как удобрения!
Нефть перестали бы качать, все перешли бы на биодизель из рапса, который бы в цене сильно упал. И да - ездили бы все не на электромобилях, а на таких вот старых пикапах, как в кино. И, возможно, даже глобальное потепление бы закончилось, потому что растения резко бы разрослись и пожрали бы углекислый газ из атмосферы. Планета была бы не пустыней - планета превратилась бы в сплошные джунгли!
И еще один побочный эффект. Те пыльные бури и та пыль, которая показана в фильме, состояла бы из селитры и клеток погибших грибков. До рецепта черного пороха не хватает только серы, но и это, поверьте, вспыхивать будет со страшной силой.
Вывод: такой грибок будет скорее благом, чем злом.
2. Космический полет более-менее вменяемо показан до прибытия к сингулярности возле Сатурна.
Вопросы, кто строил сам корабль и поддерживал его на орбите вокруг Земли, оставляем за кадром, в конце концов ничего принципиально невозможного тут нет.
Но вот за сингулярностью...
Туда улетело 12 кораблей. И, как выясняется, каждый полетел к своей звездной системе. Они что там, на расстоянии Луны от Земли??
Каким образом они на химическом топливе так быстро добрались к другим звездам, если тут до несчастной Альфа Центавра (всего 4.7 световых года) никак не достаться? При этом отправилась не одна экспедиция, а 12? При этом корабль, который с нашими героями прилетел с Земли, побывал в трех звездных системах??
И что самое интересное - на третью систему он добрался на остатках топлива, отложенных для обратного полета (то есть от Сатурна на Землю).
Это, вообще, как???
Там за сингулярностью законы физики иные? Химический двигатель тянет круче фотонного?
Вывод: для того, чтобы провести исследовательский полет, который произошел до начала фильма, нужны были технологии, полученные в конце фильма.
3. Но это еще не все. На первой водяной планете сила тяжести 1.3g. И тут вступает в дело формула Циолковского о массе ракеты. Ведь на любой
планете удельный импульс химического двигателя мало меняется, а первая космическая заметно возрастает. 1.3g близко к ситуации, когда конструктивно такую громадную ракету просто невозможно построить.
И что?
Вместо гигантского ракето-носителя, в несколько раз больше современных ракет, мы видим копеечную игрушку у которой "вода в дюзы затекла"!
Ну как, как такая мелкая хреновина на химическом топливе может выйти на орбиту вообще где-нибудь?
Но и это не все. Планета ведь находится очень близко к черной дыре, и чтобы не только выйти на ее орбиту, но и в конце вообще уйти от черной дыры, нам нужно набрать третью космическую. А она для условий, когда тяготение сжимает семь лет до одного часа... Мне страшно представить, какая нужна скорость. Да там ракета нужна размером со всю эту планету!!
Не верите? Ну тогда чуть посчитаем. Замедление времени 7 лет за один час это замедление времени в чуть больше чем 61 тысячу раз.
Следовательно, для того чтобы уйти оттуда, скорость должна быть больше, чем 0.9999999 скорости света.
Но и это не все.
НИКАКАЯ планета в этих условиях не уцелеет. Просто потому, что время на ее стороне, обращенной к черной дыре будет идти в разы медленней, чем на стороне, противоположной черный дыре. Ее разорвет просто во время первого оборота.
Вывод: Замедление времени 7 лет за час настолько чудовищно, что его не выдержит ни планета, ни корабль. И не существует никакой возможности вернуться с того места, где настолько медленно течет время.
4. Когда герои сидели на первой планете и проскакивали семь лет за час, на большом космическом корабле время шло как надо.
Мне вот интересно - а на каком расстоянии корабль должен был находится от планеты? Световой год? Два световых года?
Это же черная дыра, там чудовищная гравитация!
Вывод: Создатели фильма просто брали правильные физические законы, но никто не удосужился посчитать числа, которые должны были получиться при тех вводных.
5. На второй планете нет поверхности. Она все состоит из замерзшего аммиака и прочей мути.
Однако, на ней сильные ветра. А на дюнах - явные следы эрозии, понятно что временами теплеет и какие-то вещества там превращаются в жидкости.
Так вот - эти ветра рано или поздно посдували бы это все в кучу и за считанные миллионы лет образовалась бы классическая поверхность.
Гравитация бы постаралась, никуда бы не делись.
Вывод: Все тела в космосе стремятся к шарообразности, даже комета Чурюмова-Герасименко. Но режиссерам не дают спать спокойно висячие сады Аватара.
6. Ну и очень порадовал эпизод, когда корабль сбрасывал в горизонт событий робота и главного героя.
Тут возникает несколько интересных вопросов.
Я даже не буду разбирать ситуацию, что твердое тело в цельном виде не может приблизится к горизонту событий. При этом "в НЕ цельном виде" это чтобы не то, чтобы на атомы разорвало, а с атомов электроны посдувало (гуглим "спагеттификация").
Вопрос в том, что горизонт событий - это орбита, на которой первая космическая будет равна скорости света. Свет при этом вырваться не может - вот и "черная дыра". Соответственно, на той орбите, которая показана в фильме, скорость корабля на орбите будет... ну скажем 0.999999999999 световой. А чтобы уйти от этой дыры (что корабль и сделал), соответственно, нужно больше.
0.99999999999 скорости света на химическом топливе? Вы шутите?
Да плевать на какой скорости, разве это вообще возможно для макроскопического объекта, а не протона в ускорителе??
Но интересно другое - а какое замедление времени будет при такой скорости? Семь лет за один час - мелочь. Есть подозрение, что по возвращению главный герой будет выглядеть примерно как для нас живой динозавр. Но беспокоится не стоит, кормить его в зоопарке будут хорошо.
Вывод: Фильм построен на замедлении времени, но самое основное замедление времени из сценария почему-то выпало. Как всегда, не удосужились посчитать реальные цифры.
P.S. Я бы это все не писал, если бы "Интерстеллар" не продвигали как "научно верное кино", у него не было бы научного консультанта (Кип Торн) и даже не снимали ролики на эту тему, например:
Или вот, где про физику в фильме рассказывает директор планетария в Нью-Йорке:
P.P.S. Я не замечал мелкие нестыковки. Например, как человек, надышавшийся аммиаком через полминуты будет вести космический корабль? Что за анабиоз в воде комнатной температуры? Как живые организмы выжили возле аккреционного диска черной дыры?
В конце концов, герои могут быть ГМО-организмами, только внешне похожими на людей. :D
Я поднимал только вопросы, на которые просто ОБЯЗАН был ответить Кип Торн, как научный консультант. Деньги-то ему наверняка уплачены.
Но это с точки зрения кино, а вот с точки зрения науки все не так радужно.
Ну что же, давайте глянем...
1. Грибок. Тот самый грибок, который в кино не только поел пшеницу с картошкой и подбирается к кукурузе (интересно, как это вообще возможно), но и сжирает азот воздуха...
Вот что я скажу - сейчас биологи молятся, чтобы такой азотный грибок появился.
Дело в том, что растения строят свою клетчатку с целлюлозой не только из воды и углекислого газа. Растениям еще нужен азот, фосфор и кучу
микроэлементов. Но азота нужно много и поэтому сейчас одно из главных удобрений это селитра.
И тут проблема - азот ну очччень не любит связанного состояния. А растения не любят его связывать, потому что слишком затратно энергетически, на связывание одного грамма атмосферного азота требуется 10 грам глюкозы. Поэтому сами растения это не делают, это делают разве что клубеньковые бактерии. Ну и еще при гниении органики образовывается аммиак, который много проще бактериям связывать (перегной поэтому удобрение).
Естественно, натуральной селитры не хватает. И, естественно, человек придумал химическую, для которой нужен цикл Габера, который работает при температуре 500 градусов и давлении в 300 атмосфер. И в котором для производства 1 тонны аммиака требуется энергия сжигания 4-х тонн нефти.
И тут... какой-то грибок.. на пустом месте... Да за этот связанный азот ему нужно памятник поставить!
Хочу такой грибок, я с ним стану миллиардером через пару лет!!
Так что если бы такой грибок появился - то тут же вывели бы растения, резистентные к нему.
И были бы фермы, на которых он плодится, и фермы, которые используют результаты его жизнедеятельности.
Сельское хозяйство получило бы такой толчок, которого не было со дня открытия селитры как удобрения!
Нефть перестали бы качать, все перешли бы на биодизель из рапса, который бы в цене сильно упал. И да - ездили бы все не на электромобилях, а на таких вот старых пикапах, как в кино. И, возможно, даже глобальное потепление бы закончилось, потому что растения резко бы разрослись и пожрали бы углекислый газ из атмосферы. Планета была бы не пустыней - планета превратилась бы в сплошные джунгли!
И еще один побочный эффект. Те пыльные бури и та пыль, которая показана в фильме, состояла бы из селитры и клеток погибших грибков. До рецепта черного пороха не хватает только серы, но и это, поверьте, вспыхивать будет со страшной силой.
Вывод: такой грибок будет скорее благом, чем злом.
2. Космический полет более-менее вменяемо показан до прибытия к сингулярности возле Сатурна.
Вопросы, кто строил сам корабль и поддерживал его на орбите вокруг Земли, оставляем за кадром, в конце концов ничего принципиально невозможного тут нет.
Но вот за сингулярностью...
Туда улетело 12 кораблей. И, как выясняется, каждый полетел к своей звездной системе. Они что там, на расстоянии Луны от Земли??
Каким образом они на химическом топливе так быстро добрались к другим звездам, если тут до несчастной Альфа Центавра (всего 4.7 световых года) никак не достаться? При этом отправилась не одна экспедиция, а 12? При этом корабль, который с нашими героями прилетел с Земли, побывал в трех звездных системах??
И что самое интересное - на третью систему он добрался на остатках топлива, отложенных для обратного полета (то есть от Сатурна на Землю).
Это, вообще, как???
Там за сингулярностью законы физики иные? Химический двигатель тянет круче фотонного?
Вывод: для того, чтобы провести исследовательский полет, который произошел до начала фильма, нужны были технологии, полученные в конце фильма.
3. Но это еще не все. На первой водяной планете сила тяжести 1.3g. И тут вступает в дело формула Циолковского о массе ракеты. Ведь на любой
планете удельный импульс химического двигателя мало меняется, а первая космическая заметно возрастает. 1.3g близко к ситуации, когда конструктивно такую громадную ракету просто невозможно построить.
И что?
Вместо гигантского ракето-носителя, в несколько раз больше современных ракет, мы видим копеечную игрушку у которой "вода в дюзы затекла"!
Ну как, как такая мелкая хреновина на химическом топливе может выйти на орбиту вообще где-нибудь?
Но и это не все. Планета ведь находится очень близко к черной дыре, и чтобы не только выйти на ее орбиту, но и в конце вообще уйти от черной дыры, нам нужно набрать третью космическую. А она для условий, когда тяготение сжимает семь лет до одного часа... Мне страшно представить, какая нужна скорость. Да там ракета нужна размером со всю эту планету!!
Не верите? Ну тогда чуть посчитаем. Замедление времени 7 лет за один час это замедление времени в чуть больше чем 61 тысячу раз.
Следовательно, для того чтобы уйти оттуда, скорость должна быть больше, чем 0.9999999 скорости света.
Но и это не все.
НИКАКАЯ планета в этих условиях не уцелеет. Просто потому, что время на ее стороне, обращенной к черной дыре будет идти в разы медленней, чем на стороне, противоположной черный дыре. Ее разорвет просто во время первого оборота.
Вывод: Замедление времени 7 лет за час настолько чудовищно, что его не выдержит ни планета, ни корабль. И не существует никакой возможности вернуться с того места, где настолько медленно течет время.
4. Когда герои сидели на первой планете и проскакивали семь лет за час, на большом космическом корабле время шло как надо.
Мне вот интересно - а на каком расстоянии корабль должен был находится от планеты? Световой год? Два световых года?
Это же черная дыра, там чудовищная гравитация!
Вывод: Создатели фильма просто брали правильные физические законы, но никто не удосужился посчитать числа, которые должны были получиться при тех вводных.
5. На второй планете нет поверхности. Она все состоит из замерзшего аммиака и прочей мути.
Однако, на ней сильные ветра. А на дюнах - явные следы эрозии, понятно что временами теплеет и какие-то вещества там превращаются в жидкости.
Так вот - эти ветра рано или поздно посдували бы это все в кучу и за считанные миллионы лет образовалась бы классическая поверхность.
Гравитация бы постаралась, никуда бы не делись.
Вывод: Все тела в космосе стремятся к шарообразности, даже комета Чурюмова-Герасименко. Но режиссерам не дают спать спокойно висячие сады Аватара.
6. Ну и очень порадовал эпизод, когда корабль сбрасывал в горизонт событий робота и главного героя.
Тут возникает несколько интересных вопросов.
Я даже не буду разбирать ситуацию, что твердое тело в цельном виде не может приблизится к горизонту событий. При этом "в НЕ цельном виде" это чтобы не то, чтобы на атомы разорвало, а с атомов электроны посдувало (гуглим "спагеттификация").
Вопрос в том, что горизонт событий - это орбита, на которой первая космическая будет равна скорости света. Свет при этом вырваться не может - вот и "черная дыра". Соответственно, на той орбите, которая показана в фильме, скорость корабля на орбите будет... ну скажем 0.999999999999 световой. А чтобы уйти от этой дыры (что корабль и сделал), соответственно, нужно больше.
0.99999999999 скорости света на химическом топливе? Вы шутите?
Да плевать на какой скорости, разве это вообще возможно для макроскопического объекта, а не протона в ускорителе??
Но интересно другое - а какое замедление времени будет при такой скорости? Семь лет за один час - мелочь. Есть подозрение, что по возвращению главный герой будет выглядеть примерно как для нас живой динозавр. Но беспокоится не стоит, кормить его в зоопарке будут хорошо.
Вывод: Фильм построен на замедлении времени, но самое основное замедление времени из сценария почему-то выпало. Как всегда, не удосужились посчитать реальные цифры.
P.S. Я бы это все не писал, если бы "Интерстеллар" не продвигали как "научно верное кино", у него не было бы научного консультанта (Кип Торн) и даже не снимали ролики на эту тему, например:
Или вот, где про физику в фильме рассказывает директор планетария в Нью-Йорке:
P.P.S. Я не замечал мелкие нестыковки. Например, как человек, надышавшийся аммиаком через полминуты будет вести космический корабль? Что за анабиоз в воде комнатной температуры? Как живые организмы выжили возле аккреционного диска черной дыры?
В конце концов, герои могут быть ГМО-организмами, только внешне похожими на людей. :D
Я поднимал только вопросы, на которые просто ОБЯЗАН был ответить Кип Торн, как научный консультант. Деньги-то ему наверняка уплачены.
![[personal profile]](https://www.dreamwidth.org/img/silk/identity/user.png){kind=small}
no subject
Date: 2015-07-22 10:32 am (UTC)- Хинты в первой трети: "Комбайны заглючили, пришлось перенастраивать GPS", "Перестали выпускать MRT потому что
он больше не даёт нужного разрешения и очень часто показывает погоду на марсеслишком дорого".- То, что для населения выглядит как результат работы грибка - начало mass extinction event, вызванного сдувом гелиопаузы до орбиты Земли или глубже, из-за прохождения Солнечной системой рядом с НЁХ, типа плотного облака высокоэнергетичных частиц, магнетара, в общем - стрёмного астрономического объекта, постепенно на время отключающего зону обитаемости на поверхности Земли.
- планета Манна не всегда была такой, ледяные облака могут образоваться только в результате моментального замерзания огромных "волн" в момент воздействия сильнейших гравитационных аномалий. Раз вы их видите - миллионов "лет" после их образования ещё не прошло. Прошло всего несколько "лет".
- в момент появления Endrurance на орбите Сатурна никакой сингулярности там нет, есть вход в вормхол, ведущий в другую галактику
- после прохода первых 12 кораблей вормхол стал нестабильным. Оборудованные ионными двигателями с компактными термоядерными источниками энергии 12 кораблей отправлялись к различным планетам внутри одной звёздной системы, расположенной на выходе из вормхола. Смысл тратить необходимое для подобных челноков топливо в ситуации старта с Земли с силой тяжести 1g - отсутствует целиком и полностью, всё имевшееся в наличии к началу миссии термоядерное топливо было поднято хим.ракетами на Endurance, как для разгона самого Endurance, так и для разгона челноков с поверхности планет на которых невозможно набрать вторую космическую скорость при помощи хим.ракет.
"Подавай кислород!": двигатель может использовать в качестве рабочего тела либо уже имеющееся на борту, либо любое газообразное рабочее тело из окружающей атмосферы. Закачка рабочего тела -> ионизация -> разгон в сильнейшем электростатическом поле -> ионная струя. Промокли сверхизоляторы в разгонной камере - попытка их обдува сжатым кислородом.
- через некоторое "время" после прохода Endurance - вормхол схлопнулся с образованием двух сингулярностей, по ходу разлёта в разные стороны превращающихся в сверхмассивные ЧД. Одна угробила звёздную систему в которую прилетели первые астронавты, 9 планет оказались уничтоженными ЧД, 3 остались на её орбите, с них получены сигналы. Про вторую ЧД скромно умалчивается. До схлопывания вормхола, за время пребывания на планете Миллер - получен пакет сообщений с Земли, после схлопывания вормхола - связь прервана.
Жоско высаживает момент что одна из сингулярностей, причиной образования которой стал Endurance - оказалась на месте выхода из вормхола перед появлением Endurance в бывшей звёздной системе .
Месседжи кино:
"Планета получила пластик, пакуем чемоданы, пора
валить отсюдазабэкапиться""Первое время валить придётся на досветовой скорости, ибо работа законов Мёрфи в космосе приводит к ледяным облакам, 7 годам за час и сверхмассивному круглому гиперкубу"