• Добавить в закладки
  • Facebook
  • Twitter
  • Telegram
  • VK
  • Печать
  • Email
  • Скопировать ссылку
11 мая
Даниил Сухинов
23
13 444

Свет иных миров: как превратить темную материю, галактики, черные дыры и даже Солнце в линзы супертелескопа

7.0

Гравитационное линзирование, то есть эффект огибания светом массивных космических тел, пытались описать еще в начале XIX века в рамках классической ньютоновской механики. И вот недавно, спустя почти 220 лет, дуэт астрофизиков из Стэнфордского университета (США) разработал технологию использования гравитации Солнца в качестве линзы, позволяющей получить детализированные изображения экзопланет в других звездных системах на расстояниях в десятки и сотни световых лет. Naked Science объясняет, что скрывается под термином «гравитационное линзирование», что об этом эффекте известно астрономам и как такое знание можно использовать на практике для изучения самых дальних уголков Вселенной.

Изображение, полученное космическим телескопом Хаббл, демонстрирует классический пример гравитационного линзирования. На фото скопление галактик MACSJ0138.0-2155 преломляет лучи света от далёкой галактики MRG-M0138, и в результате мы наблюдаем ее искажённое и увеличенное изображение. / © NASA/ESA Hubble Space Telescope

Гравитационное линзирование — явление, при котором фотоны света отклоняются от своего движения по прямой при прохождении рядом с массивным космическим телом. Телом здесь может быть что угодно — от звезд и планет до черных дыр, галактик и их скоплений. Разница будет лишь в силе проявления эффекта.

Не Эйнштейном единым

Первые попытки предсказать и математически описать явление предпринял Иоганн Зольднер (Johann Soldner) в 1801 году. Хотя за сотню лет до него сам Исаак Ньютон (Isaac Newton) в трактате «Оптика» упоминал о чем-то подобном.

В частности, в конце третьей книги Ньютон сформулировал ряд занимавших его вопросов, ответы на которые он сам, видимо, не рассчитывал найти в ближайшее время, оставив это дело коллегам или потомкам. Первый же вопрос в списке можно перевести так: не воздействуют ли тела на свет на расстоянии, своим действием искривляя его лучи, и не является ли это действие (при прочих равных условиях) сильнейшим на наименьшем расстоянии? Довольно точное, кстати, описание явления гравитационного линзирования.

Копия страницы из третьей книги по оптике Исаака Ньютона, впервые опубликованной в 1704 году. Первый же вопрос, помещенный в конце книги, содержит упоминание об эффекте гравитационного линзирования / © Wikimedia Commons

Зольднер как истинный последователь продвигаемой Ньютоном корпускулярной теории света исходил из того, что свет состоит из частиц (корпускул), обладающих массой. В таком случае, проходя мимо массивных космических тел, корпускулы света будут притягиваться к этому телу, а их траектория — отклоняться от прямой. Прямо как метеориты, которые, пролетая рядом с Землей, испытывают притяжение планеты и могут упасть на ее поверхность, если подойдут достаточно близко и их скорость будет невысока.

Величину этого отклонения света вблизи массивных тел Зольднер и вычислял. На удивление результат, полученный им в рамках ньютоновской физики, несмотря на неверные предпосылки (массивность частиц света), был очень близок к верному ответу — различие оказалось всего в два раза. Это заметил сам Альберт Эйнштейн (Albert Einstein), который сначала повторно вычислил величину теоретического отклонения света в рамках классической физики (видимо, он не знал о работах Зольднера), а потом согласно своей Общей теории относительности (ОТО).

Дело не только в цифрах

Многие читатели зададутся резонным вопросом: мы, мол, знаем, что согласно общепринятой в физике элементарных частиц Стандартной модели фотоны света — безмассовые частицы, как же тогда на них может влиять гравитация? А в том-то и дело, что никак.

Согласно ОТО, фотоны света вообще не замечают гравитацию и все еще продолжают двигаться по прямой траектории. Вот только эта прямая становится «кривой» вблизи массивных космических тел. Точнее, эти тела искривляют само пространство — время, из-за чего прямолинейное движение света для наблюдателя с Земли преломляется, почти как в линзах очков.

Однако следует понимать большую разницу между линзами гравитационными и оптическими. К обычным линзам применимо понятие фокуса — точки, в которой сходятся (фокусируются) параллельные лучи света после прохождения оптической системы, будь то линзы очков или наши глаза. Для гравитационной же линзы это понятие неприменимо, ведь гравитация отклоняет фотоны света тем сильнее, чем ближе они проходят к центру массивного тела. А это значит, что у гравитационных линз вместо фокальной точки — целая линия.

Таким образом, наблюдатель, находясь на одной прямой с наблюдаемым объектом и массивным линзирующим телом перед ним, будет находиться и на фокальной линии. В таком положении наблюдаемый объект для него будет выглядеть как кольцо (обычно называемое кольцом Эйнштейна — Хвольсона) вокруг массивного линзирующего тела, форма которого задает форму этого кольца.

Если наблюдатель сместится с фокальной линии, он увидит либо сегмент дуги, либо смещенное изображение. А если линзирующее тело — галактика или скопление галактик без круговой симметрии, то вместо обычного кольца Эйнштейна — Хвольсона может наблюдаться лишь небольшая дуга или другое красочное событие — крест Эйнштейна, учетверенное изображение удаленного объекта.

Доверяй, но проверяй

Почему сейчас астрофизики так уверены, что объяснение, данное ОТО, истинное? Все просто: теоретические расчеты и предсказания, сделанные в рамках ОТО, хорошо совпадают с наблюдательными данными и не раз подвергались проверке. 

Репродукция одного из фотоснимков, полученных экспедициями Эддингтона и Дайсона во время солнечного затмения 1919 года и представленных Лондонскому королевскому обществу как доказательство правильности предсказаний теории Эйнштейна / Dyson F. W., et al., Philosophical Transactions of the Royal Society A, 1920

Спустя всего четыре года после представления Эйнштейном своей ОТО, в мае 1919-го, два английских астронома сэр Артур Эддингтон (Arthur Eddington) и сэр Фрэнк Дайсон (Frank Dyson) организовали две экспедиции в Бразилию и Западную Африку. Там они решили впервые проверить расчеты Эйнштейна и предсказания его теории, пронаблюдав отклонение света звезд, проявляющееся в отклонении их положения на небе, вблизи поверхности Солнца во время затмения. Результаты наблюдений, полностью согласующиеся с ОТО, впечатлили Лондонское королевское общество и сделали Эйнштейна и его теорию всемирно известными.

С тех пор в подтверждение теории ученые провели множество наблюдений как наземными, так и космическими телескопами. Более чем за сотню лет поисков чего только астрономы не находили: и кольца Эйнштейна — Хвольсона, и кресты Эйнштейна, и космические подковы, и даже космические смайлики.

Однако, помимо съемок просто красивых (и порой забавных) фотографий, наблюдения помогли, например, обнаружить десятки экзопланет через эффект микролинзирования — довольно краткосрочного и периодического явления увеличения количества света, приходящего от родительской звезды при прохождении планеты между звездой и наблюдателем. Также с помощью гравитационных линз, образованных скоплениями галактик, удалось наблюдать самые первые галактики в еще молодой Вселенной — одна из них (SPT0615-JD) существовала, когда Вселенной было «всего лишь» 500 миллионов лет.

А порой гравитационное линзирование творит поистине удивительные вещи. Хорошо известна история сверхновой Рефсдала, наблюдение которой астрономы смогли провести дважды, причем второй раз — по предсказанию модели, описывающей гравитационное линзирование скопления галактик. Из-за разницы в длине путей, по которым фотоны света от сверхновой проходили через скопление галактик, изображение сверхновой в виде креста Эйнштейна появилось сначала в ноябре 2014 года, а затем в декабре 2015-го — точно в соответствии с моделью.

Солнечный объектив для фотосъемки экзопланет

С момента обнаружения первой планеты в другой звездной системе прошло около 30 лет. С тех пор астрономы, используя в основном транзитный и доплеровский методы наблюдения, а также уже упомянутое микролинзирование, открыли более 5000 экзопланет. Все три метода заключаются в наблюдении за изменениями характеристик света далекой родительской звезды и лишь изредка планету удается наблюдать напрямую (на сегодня — всего в 59 случаях для планет, которые во много раз массивнее Юпитера).

Таким образом астрономам удается получить сильно ограниченную информацию об экзопланетах: период обращения вокруг звезды, яркость, примерные массу и плотность. Однако детали поверхности и атмосферы экзопланет, находящихся в десятках и сотнях световых лет от Земли, наблюдать напрямую, казалось бы, невозможно. Тем не менее обойти физические ограничения современных и ряда будущих телескопов попытались — пока только теоретически — астрофизики из Стэнфордского университета (США). 

Они работают над новым концептуальным методом визуализации, который в перспективе должен стать в 1000 раз точнее самой мощной технологии, используемой сегодня. Технология предусматривает использование эффекта гравитационного линзирования, создаваемого Солнцем, для наблюдения за планетами, находящимися далеко за пределами нашей системы. 

Расположив телескоп на одной линии со светилом и наблюдаемой экзопланетой (то есть на фокальной линии), ученые могли бы использовать гравитационное поле Солнца для усиления и фокусировки света от экзопланеты. Подробное описание технологии ее авторы изложили в статье, опубликованной в журнале The Astrophysical Journal.

«Мы хотим делать снимки планет, обращающихся вокруг других звезд, не хуже, чем снимки планет нашей Солнечной системы, — пояснил соавтор исследования Брюс Макинтош (Bruce Macintosh), профессор физики в Школе гуманитарных и естественных наук в Стэнфорде и заместитель директора Института астрофизики элементарных частиц и космологии Кавли (KIPAC). — С помощью этой технологии мы надеемся сделать снимок планеты на расстоянии 100 световых лет, который вызовет такой же восторг в мире, как когда-то снимок Земли, сделанный «Аполлоном-8».

Все новое — хорошо забытое старое

Как признают сами авторы, эта идея не совсем нова и отчасти заимствована из аналогичных концепций, в которых, например, предлагалось использовать солнечную гравитационную линзу для связи космических аппаратов на межзвездных расстояниях. Ведь будь то радиоволны или излучение лазера, используемые для связи внутри Солнечной системы, по сути, это те же фотоны, которые можно сфокусировать гравитационной линзой. И даже не придется строить для этого никаких новых сверхтехнологичных устройств.

Опираясь на результаты предыдущих работ, дуэт астрофизиков предложил свою технологию, которая потенциально способна реконструировать поверхность далекой экзопланеты лишь по одному снимку солнечного кольца Эйнштейна — Хвольсона. Захватывая кольцевое изображение экзопланеты, образованное вокруг Солнца, алгоритм, разработанный аспирантом KIPAC и ведущим автором исследования Александром Мадуровичем (Alexander Madurowicz), может восстановить картину, созданную гравитационной линзой, обратно в изображение планеты.

Авторы продемонстрировали работу алгоритма, взяв фотографии Земли из космоса, «зашифровав» их в кольцо Эйнштейна — Хвольсона (будто это свет от экзопланеты в шести сотнях парсек от нас) и проведя реконструкцию с помощью алгоритма. Конечно, полученные изображения не обладают высокой степенью детализации и содержат артефакты, но океаны, континенты и облака хорошо различимы: Земля узнается с первого взгляда. Представьте, если земляне получат изображение того же качества, но уже действительно далекой экзопланеты.

Вот только чтобы получить такой же реальный снимок кольца Эйнштейна — Хвольсона, из которого можно будет восстановить достаточно детализированное изображение экзопланеты, телескоп должен быть расположен в точке, находящейся примерно в 600-650 раз дальше от Солнца, чем Земля. Это примерно в 15 раз дальше от светила, чем Плутон, за краем нашей Солнечной системы. 

Это место даже дальше от нас (раза в четыре), чем космический зонд «Вояджер-1» — самый удаленный на сегодня от Земли космический аппарат из всех когда-либо запущенных человечеством в космос. А ведь он летит уже без малого 45 лет. И все равно это расстояние составляет лишь ничтожную долю по сравнению с десятками и сотнями световых лет между Солнцем и ближайшими открытыми экзопланетами.

И все же оно нам нужно

Сейчас, чтобы получить изображение экзопланеты с разрешением, которое описывают в своей работе ученые, нам понадобился бы телескоп размером раз в 20 больше диаметра Земли. Используя гравитацию Солнца как массивную естественную линзу, можно значительно упростить конструкцию самого телескопа. Так, телескопа размером с «Хаббл» в сочетании с солнечной гравитационной линзой было бы достаточно, чтобы получать изображения экзопланет с хорошим разрешением мелких деталей на их поверхности.

«Солнечная гравитационная линза открывает совершенно новые возможности для наблюдения, — объясняет Мадурович. — Это позволит исследовать подробную динамику атмосфер планет, а также распределение облаков и особенностей поверхности, возможности исследовать которые у нас сейчас нет».

Дуэт авторов уверен, что пройдет не менее 50 лет, прежде чем эта технология сможет быть развернута, а возможно, и куда больше. Чтобы выполнить проект в приемлемые сроки, понадобится быстрый космический аппарат (не чета сегодняшним), поскольку с современными технологиями путешествие к месту, где необходимо расположить телескоп, может занять сотню и более лет. Используя солнечные паруса или гравитационный маневр около планет Солнечной системы (так разгоняли, например, аппарат «Новые горизонты» гравитационным маневром у Юпитера), получится сократить время для реализации этого проекта до более приемлемых 20 или 40 лет. 

«Это один из последних шагов в выяснении того, есть ли жизнь на других планетах»

По словам Макинтоша, хотя пока со временем нет никакой ясности, ими движет сильное желание увидеть, есть ли у некоторых экзопланет континенты, океаны или облака. Наличие любого из этих параметров может стать одним из признаков наличия жизни на далекой планете.

«Сфотографировав другую планету, вы могли бы посмотреть на нее и, возможно, увидеть зеленые участки, то есть леса, и голубые пятна — океаны. И тогда было бы трудно утверждать, что на ней нет жизни», — подытожил Макинтош.

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl + Enter.
Подписывайтесь на нас в Telegram, Яндекс.Новостях и VK
Предстоящие мероприятия
Вчера, 14:41
Ольга Иванова

Исследование ученых из Германии и США показало, что принятие определенных поз помогает справиться с чувством неуверенности.

Вчера, 17:18
Анна Новиковская

Хотя обычно кошки ведут себя более отчужденно, чем собаки, они куда сильнее привязаны к людям, чем нам кажется. В новом исследовании японские ученые выяснили, что эти питомцы не только помнят собственные имена, но и заучивают клички других знакомых кошек, а также людей, с которыми они живут рядом.

Вчера, 14:37
Анна Новиковская

Ранее предполагалось, что животные обладают очень ограниченными способностями к созданию гибких, но при этом структурированных вокальных последовательностей, таких как предложения человеческого языка. Коллектив немецких и французских ученых проанализировал около 900 часов звукозаписей криков обыкновенных шимпанзе, чтобы доказать: это не так.

14 мая
Василий Парфенов

Космическую компанию Илона Маска в шутку иногда называют пиротехнической — так часто ее изделия взрываются во время испытаний. Пара свежих инцидентов на тестовом полигоне в городе Макгрегор лишь подтверждают эту славу. Не успели фанаты космонавтики наладить онлайн-трансляцию из этой локации, как запечатлели сразу два взрыва подряд с промежутком всего в десятки часов.

12 мая
Мария Азарова

Авторы нового исследования проверяли, насколько выполнение второстепенного задания влияет на аргументы, которые выдвигали люди, говорящие правду или неправду.

13 мая
Алиса Гаджиева

Один из самых археологически изученных ландшафтов в мире до сих преподносит сюрпризы.

21 апреля
Александр Березин

Местные чиновники пытаются переложить ответственность за случившееся на резкое уменьшение турпотока из-за коронавируса, но цифры показывают, что ключевая проблема совсем в другом. В 2019 году на выборах в этой стране победил президент — сторонник модных зеленых идей. Вскоре там запретили продажу минеральных удобрений и двинулись к «устойчивому сельскому хозяйству». Как именно популярные «органические» идеи повлияли на еще не так давно быстро растущую местную экономику? И почему уроки шри-ланкийской трагедии могут пригодиться даже Западу и России?

26 апреля
Василий Парфенов

Крупнейшие патентные ведомства мира десятилетиями или веками принципиально игнорируют любые конструкции, нарушающие начала термодинамики. С точки зрения здравого смысла это хорошо, но конспирологи и гении-самоучки считают иначе. По их мнению, такая политика стала результатом заговора (подставьте сюда любое вымышленное или не очень секретное общество либо лобби). Что ж, похоже, Роспатент встал на их сторону.

27 апреля
Александра Медведева

С помощью GPS-трекинга ученые проследили за перемещениями целой популяции домашних кошек в небольшом норвежском городке. Оказалось, питомцы редко уходят от дома далее 50 метров и почти не совершают длительных прогулок.

[miniorange_social_login]

Комментарии

23 Комментариев

7 дней назад
-
0
+
Проблема проекта не в скорости разгона аппарата, а в другом. Допустим, аппарат выведен в заданную точку за 40 лет. Но он сможет наблюдать только одно конкретное направление. Чтобы сменить направление наблюдения хотя бы на секунды, аппарату надо будет сместиться тангенциально на десятки миллионов километров. Солнечный парус тут не поможет - свет и солнечный ветер действуют радиально; к тому же свет там будет крайне слабым, а ветра не будет вообще. И никакими разгонами планет не пооперируешь - нету их там. То есть аппарат будет видеть через гравитационное линзирования лишь одну точку неба, находящуюся за центром Солнца. И всё. Точка. Запуск такого аппарата ради наблюдения единственной точки неба - странный проект. Это получится телескоп, забетонированный в пространстве.
    6 дней назад
    -
    0
    +
    Вы забываете о плечах Наблюдатель-Солнце и Солнце-Звезда. В первом случае это 600 а.е, во втором 600 парсек. Перемещение на 2 а. е в бок перенесёт точку наблюдения
    +
      ещё комментарии
      6 дней назад
      -
      1
      +
      на два парсека или 6 световых лет. Да и насчёт солнечного паруса. Никто не мешает его развернуть под углом. У светоотражающего паруса вектор направлен перепенликулярно поверности
        6 дней назад
        -
        0
        +
        Давление света на таком удалении (600 ае) от Солнца ничтожно. Солнце оттуда просто несколько ярче других звёзд. Перемещать на 300 млн км аппарат давлением такого света займёт десятки тысяч лет. Если не больше.
    5 дней назад
    -
    0
    +
    В "точку" постоянного расположения предлагаемый телескоп выйдет по эллиптической орбите, когда аппарату а афелии будет достаточно придать небольшой импульс, чтобы перевести его на круговую орбиту по которой он будет двигаться с некоторой угловой скоростью порядка нескольких угловых минут в год (за точность не ручаюсь). И за следующие лет 30 сможет осмотреть сектор небесной сферы в пару-тройку градусов...
    +
      ещё комментарии
      5 дней назад
      -
      0
      +
      "аппарату а афелии будет достаточно придать небольшой импульс, чтобы перевести его на круговую орбиту" :-)) этот "небольшой импульс" должен будет поднять перигелий, находящийся на орбите Земли, на 600 а. е. - чтобы сделать из высокоэллиптической круговую орбиту с высотой 600 а. Это не такой маленький импульс. Он составит порядка1,2 км/сек - разгонный блок для такого прироста скорости парусом не запустишь. А чтобы просмотреть за 30 лет сектор в пару-тройку градусов, и аппарат должен сместиться на это же количество градусов. Это совершенно нереально для обращения по круговой орбите высотой 600 а.е. За 30 лет аппарат пройдёт около 40 минут дуги орбиты. И центр поля зрения телескопа прочертит такую же дугу. С учетом нереального увеличения поле зрения будет ничтожным. Неочевидно, что оно зацепит нужные планеты на подходящем удалении.
7 дней назад
-
4
+
"Используя солнечные паруса или наше светило в качестве гравитационной рогатки (можно разогнать аппарат с помощью гравитационного маневра вокруг Солнца)" Мне кажется, здесь ошибка. Солнце неподвижно (в гелиоцентрической системе отсчёта, в Солнечной системе), поэтому разгона гравитационным манёвром у Солнца не получится. Только изменение направления полёта, но никак не разгон. То есть, другими словами, какой модуль (величину, значение) скорости имел аппарат в начале гравитационного манёвра у Солнца, при удалении Х, такой же модуль будет иметь и после него на том же удалении Х от Солнца. Приращения скорости не произойдёт - для него просто нет причин. Будет просто гиперболический облёт Солнца. Без итогового ускорения или замедления.
    7 дней назад
    -
    0
    +
    То есть разгон с использованием крупных планет происходит исключительно за счёт движения их вокруг Солнца?
    +
      ещё комментарии
      7 дней назад
      -
      1
      +
      Да, если бы планета была неподвижной, разгона бы не было. При облете неподвижного тела величина конечной скорости не меняется, только её направление. Крупность планет тут не показатель - разгоны / торможения делают и об Землю, и об Венеру, и об Луну.При этом относительно самой планеты приращения конечной скорости не происходит - для неё этот просто гиперболический облёт, симметричный с точки зрения подход/отход. С какой скоростью тело или аппарат подходит к планете издали (этот называется гиперболический избыток скорости), с такой и уйдёт после облёта планеты.
    7 дней назад
    -
    0
    +
    Да, вы правы. Спасибо!
    6 дней назад
    -
    0
    +
    Здрасте, приехали. Станция направлялся в сторону Солнца. Скорость " падения" на Солнце увеличивается за счёт притяжения. Аппарат направляется таким образом, чтобы пройти как можно ближе к Солнцу, но при этом чтобы центробежная сила была достаточной, чтобы преодолеть притяжение и уйти от Солнца. Конечно, аппарат уходя от Солнца немного притормозится, но его скорость всё равно будет значительно больше, чем бы при начале " падения". Примеры такого манёвра: астероид Оумуамуа(скорость начальная скорость 26 км/сек, после совершения манёвра 87 км/сек) , зонд Parker Solar Probe таким образом разогнался до 150км/сек.Правда, такой манёвр он проделал не один раз.
    +
      ещё комментарии
      6 дней назад
      -
      0
      +
      Parker Solar Probe разгонялся за счет многократного гравиманевра с Венерой, а не Солнцем.
        6 дней назад
        -
        0
        +
        Он имеет в виду разгон в перигелии, перигелийную скорость. Но она только в перигелии - на то и перигелийная)) а Паркер тормозился об Венеру, опуская свой перигелий ближе к Солнцу.
      6 дней назад
      -
      0
      +
      Конечно
      Это за счёт чего же больше? Насколько разгонится при снижении, настолько же затормозится при обратном наборе высоты. Максимум скорости, достигаемый при облете в перигелии (то что вы приводите примеры), расходуется потом на удаление, на отлетной ветви, баланс энергии ноль, ведь аппарат пересекает одни и те же эквипотенциальные поверхности. Гравитационная сила работает оба раза одинаково, сначала в плюс скорости при снижении, потом на такой же минус при отходе. Если на траектории такого гиперболического облёта будут следы атмосферы - то и в минус уйдёт баланс. А так, в свободном движении, энергия аппарата при гиперболической облете остаётся неизменной.
      6 дней назад
      -
      1
      +
      Наглядный и простой пример - параболическая орбита. В каждой её точке скорость аппарата равна скорости убегания для этой высоты. Поэтому парабола остаётся параболой. Проходя перигей/перигелий параболы и после него, спутник остаётся на параболической орбите - потому что он не ускоряется в результате завершённого обблета. Иначе любая облетная парабола превращалась бы в гиперболу. Но нет - как летит аппарат по параболе при облете тяготеющего тела, так по ней, этой же самой параболе, и уходит от него. Никакого прироста энергии, ведь при малейшем приросте парабола сразу перейдёт в гиперболу. Параболический облёт - прекрасный пример неизменности энергии при прохождении перигелия в свободном движении.
      6 дней назад
      -
      1
      +
      Можно ещё проще.) если бы при прохождении перигея/перигелия энергия аппарата росла, то эллиптическая орбита повышала бы свой апогей при каждом обороте. Ведь энергия прирастала бы при огибании тяготеющего тела. То есть любая эллиптическая орбита была бы нестабильной. Любой спутник разгонялся бы с оборотами и покидал гравитационную систему. Околоземные спутники на эллиптических орбитах раскручивались бы огибаниями Земли и улетали прочь из системы.
        6 дней назад
        -
        0
        +
        Зачем так много слов. Просто наберите в гугле : гравитационный манёвр.
          6 дней назад
          -
          1
          +
          Хотел вам пояснить, почему не будет итогового приращения скорости, о котором вы говорите, при облете неподвижного тяготеющего тела. Например, Солнца. Думал, вы хотите разобраться в вопросе, я мог бы помочь. При любом гравитационном манёвре скорость аппарата относительно облетаемого тела не меняется в величине (метры в секунду) по итогам облета. Насколько возрастает скорость аппарата относительно облетаемого тела при сближении - настолько же, ровно, точь в точь, и убывает при удалении. Это симметричный процесс, энергия аппарата относительно облетаемой планеты не меняется, остаётся одинаковой, одной и той же, в любой точке облетной траектории. Потому что это свободное движение аппарата. Итоговая энергия и скорость аппарата при облете тела меняется в другой системе, в которой облетаемая планета сама движется - именно за счёт вектора движения планеты и меняется энергия и величина скорости аппарата. Меняется относительно Солнца - при облете движущейся относительно Солнца же планеты.
    5 дней назад
    -
    1
    +
    Солнце неподвижно (в гелиоцентрической системе отсчёта, в Солнечной системе),
    Зато по Млечному Пути оно довольно бодро движется. Для разгона достаточно сменить систему отсчета...
    +
      ещё комментарии
      5 дней назад
      -
      0
      +
      Нет, система отсчёта останется гелиоцентрической. Так как положение аппарата привязано к Солнцу, и определяется и стабилизируется относительно Солнца
        5 дней назад
        -
        0
        +
        Предположим, что вы не ошиблись, и безразлично, с какой стороны подлетать к перигелию относительно направления собственного движения Солнца... Однако, если в перигелии включить двигатель и создать некое приращение энергии к набранной во время движения аппарата к перигелию, энергия аппарата возрастет пропорционально квадрату произведения скорости от гравитационного ускорения и скорости приращенной с помощью двигателя. В результате, начав такой гравитационный маневр на скорости, скажем, в 10 км/сек., закончить его можно на скорости существенно большей (в зависимости от высоты перигелия). Так что Солнце вполне можно использовать, как ускоритель...
          3 дня назад
          -
          0
          +
          энергия аппарата возрастет пропорционально квадрату произведения скорости от гравитационного ускорения и скорости приращенной с помощью двигателя.
          не квадрату произведения скоростей, а квадрату суммы скоростей. Да, но при включении двигателя это не гравитационный манёвр. Это называется манёвр Оберта. При его выполнении максимально задействуется эффект Оберта - чем быстрее летит двигатель, тем большую работу он совершает во включенном состоянии.
7 дней назад
-
0
+
"телескоп должен быть расположен в точке, находящейся примерно в 600-650 раз дальше от Солнца, чем Земля" прекрасное решение) Может использовать ближайшую звезду в этих целях, если уж программу разработали по реконструкции изображения из кольца Эйнштейна - Хвольсона

Подтвердить?
Подтвердить?
Не получилось опубликовать!

Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.

Понятно
Жалоба отправлена

Мы обязательно проверим комментарий и
при необходимости примем меры.

Спасибо
Аккаунт заблокирован!

Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.

Понятно
Что-то пошло не так!

Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.

Понятно
Лучшие материалы
Войти
Регистрируясь, вы соглашаетесь с правилами использования сайта и даете согласие на обработку персональных данных.
Ваша заявка получена

Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.

Понятно
Ваше сообщение получено

Мы скоро прочитаем его и свяжемся с Вами по указанной почте. Спасибо за интерес к проекту.

Понятно

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: