Tempatkan seseorang di luar angkasa, jauh dari ikatan gravitasi permukaan bumi, dan dia akan merasa tidak berbobot. Meskipun semua massa Alam Semesta masih akan beraksi secara gravitasi padanya, mereka juga akan menarik setiap pesawat ruang angkasa tempat orang itu berada, jadi dia akan mengapung. Namun, di TV, kami diperlihatkan bahwa awak pesawat ruang angkasa tertentu cukup berhasil berjalan di lantai dengan kaki mereka dalam kondisi apa pun. Untuk melakukan ini, gravitasi buatan digunakan, dibuat oleh instalasi di atas kapal yang fantastis. Seberapa dekat ini dengan sains nyata?
Kapten Gabriel Lorca di jembatan Discovery selama simulasi pertempuran dengan Klingon. Seluruh kru tertarik oleh gravitasi buatan, dan ini seolah-olah adalah kanon
Mengenai gravitasi, penemuan besar Einstein adalah prinsip kesetaraan: dengan percepatan yang seragam, kerangka acuan tidak dapat dibedakan dari medan gravitasi. Jika Anda menggunakan roket dan tidak dapat melihat alam semesta melalui jendela, Anda tidak akan tahu apa yang terjadi: apakah Anda ditarik ke bawah oleh gaya gravitasi atau percepatan roket ke arah tertentu? Ini adalah ide yang mengarah pada relativitas umum. 100 tahun kemudian, ini adalah deskripsi gravitasi dan percepatan paling akurat yang kami ketahui.
Perilaku identik bola yang menghantam lantai dalam roket dalam penerbangan (kiri) dan di Bumi (kanan) menunjukkan prinsip kesetaraan Einstein
Ada trik lain, kata Ethan Siegel, yang bisa kita gunakan jika kita mau: kita bisa membuat pesawat luar angkasa berputar. Alih-alih percepatan linier (seperti dorongan roket), percepatan sentripetal dapat dilakukan sehingga orang yang berada di dalamnya dapat merasakan lambung luar pesawat ruang angkasa mendorongnya ke tengah. Ini adalah trik yang digunakan pada A Space Odyssey 2001, dan jika pesawat luar angkasa Anda cukup besar, gravitasi buatan tidak akan bisa dibedakan dari gravitasi nyata.
Hanya satu tapi. Ketiga jenis percepatan ini - gravitasi, linier, dan rotasi - adalah satu-satunya yang dapat kita gunakan untuk mensimulasikan efek gravitasi. Dan ini adalah masalah besar bagi pesawat luar angkasa.
Konsep stasiun 1969, yang akan dipasang di orbit dari fase-fase yang dihabiskan dari program Apollo. Stasiun harus berputar pada poros tengahnya untuk menciptakan gravitasi buatan
Mengapa? Karena jika Anda ingin melakukan perjalanan ke sistem bintang lain, Anda perlu mempercepat kapal Anda untuk sampai ke sana, dan kemudian memperlambatnya saat tiba. Jika Anda tidak dapat melindungi diri Anda dari percepatan ini, bencana menanti Anda. Misalnya, untuk berakselerasi ke impuls penuh dalam Star Trek, hingga beberapa persen dari kecepatan cahaya, seseorang harus mengalami akselerasi 4000 g. Ini adalah 100 kali percepatan yang mulai menghalangi aliran darah di tubuh.
Video promosi:
Peluncuran Space Shuttle Columbia pada tahun 1992 menunjukkan percepatan dalam waktu yang lama. Percepatan pesawat ruang angkasa akan berkali-kali lipat lebih tinggi, dan tubuh manusia tidak akan mampu mengatasinya.
Jika Anda tidak ingin menjadi tidak berbobot dalam perjalanan jauh - agar tidak mengekspos diri Anda pada kerusakan biologis yang mengerikan, seperti kehilangan massa otot dan tulang - tubuh harus terus menerus mengalami tekanan. Untuk kekuatan lain, ini cukup mudah dilakukan. Dalam elektromagnetisme, misalnya, seseorang dapat menempatkan kru di kokpit konduktif dan banyak medan listrik eksternal akan hilang begitu saja. Dimungkinkan untuk mengatur dua pelat paralel di dalam dan mendapatkan medan listrik konstan, mendorong muatan ke arah tertentu.
Jika gravitasi bekerja dengan cara yang sama.
Konsep seperti konduktor gravitasi sama sekali tidak ada, serta kemampuan untuk melindungi diri dari gaya gravitasi. Tidak mungkin untuk membuat medan gravitasi yang seragam di suatu wilayah ruang, misalnya, di antara dua pelat. Mengapa? Karena tidak seperti gaya listrik yang ditimbulkan oleh muatan positif dan negatif, hanya ada satu jenis muatan gravitasi, yaitu massa-energi. Gaya gravitasi selalu menarik, dan tidak ada tempat untuk bersembunyi darinya. Anda hanya dapat menggunakan tiga jenis percepatan - gravitasi, linier, dan rotasi.
Mayoritas quark dan lepton di alam semesta terdiri dari materi, tetapi masing-masing juga memiliki antipartikel dari antimateri, yang massa gravitasinya tidak ditentukan.
Satu-satunya cara Anda dapat menciptakan gravitasi buatan yang akan melindungi Anda dari efek percepatan kapal Anda dan memberi Anda gaya dorong ke bawah yang konstan tanpa percepatan adalah jika Anda menemukan partikel bermassa gravitasi negatif. Semua partikel dan antipartikel yang telah kita temukan sejauh ini memiliki massa positif, tetapi massa ini bersifat inersia, yaitu, hanya dapat dinilai ketika sebuah partikel dibuat atau dipercepat. Massa inersia dan massa gravitasi adalah sama untuk semua partikel yang kita ketahui, tetapi kita belum pernah menguji gagasan kita pada antimateri atau antipartikel.
Eksperimen saat ini sedang dilakukan pada bagian khusus ini. Eksperimen ALPHA di CERN telah menciptakan antihidrogen: suatu bentuk antimateri netral yang stabil, dan bekerja untuk mengisolasinya dari semua partikel lain. Jika eksperimen cukup sensitif, kita dapat mengukur bagaimana antipartikel menyentuh medan gravitasi. Jika jatuh, seperti materi biasa, ia memiliki massa gravitasi positif dan dapat digunakan untuk membangun konduktor gravitasi. Jika jatuh di medan gravitasi, itu mengubah segalanya. Salah satu akibatnya, dan gravitasi buatan bisa tiba-tiba menjadi mungkin.
Kemungkinan mendapatkan gravitasi buatan sangat menarik, tetapi ini didasarkan pada keberadaan massa gravitasi negatif. Antimateri mungkin sekecil itu, tetapi kami belum membuktikannya
Jika antimateri memiliki massa gravitasi negatif, maka dengan menciptakan bidang materi biasa dan langit-langit antimateri, kita dapat membuat medan gravitasi buatan yang akan selalu menarik Anda ke bawah. Dengan membuat cangkang pengantar gravitasi dalam bentuk lambung pesawat ruang angkasa kami, kami akan melindungi awak dari gaya percepatan ultra-cepat yang jika tidak akan mematikan. Dan yang terbaik dari semuanya, manusia di luar angkasa tidak akan lagi mengalami efek fisiologis negatif yang mengganggu para astronot saat ini. Namun hingga kita menemukan partikel bermassa gravitasi negatif, gravitasi buatan hanya akan didapat melalui percepatan.
Ilya Khel
