Con người di chuyển nhanh tới mức nào?

18 tháng 1 năm nay

Tốc độ di chuyển nhanh kỷ lục của con người đã được xác lập từ 46 năm trước. Khi nào thì kỷ lục này sẽ bị vượt qua? Adam Hadhazy đặt câu hỏi.

Con người chúng ta luôn bị ám ảnh bởi tốc độ. Chẳng hạn như mấy tháng qua, đã có tin rằng các sinh viên ở Đức đã phá kỷ lục về xe điện tăng tốc nhanh nhất và rằng Không quân Hoa Kỳ có kế hoạch phát triển máy bay siêu thanh có khả năng bay nhanh gấp năm lần vận tốc âm thanh – Mach 5, tức là vượt tốc độ 6.100km/h.

Tốc độ không tưởng

Những chiếc phi cơ đó hoàn toàn có thể không chở theo người, nhưng không phải bởi nguyên do là con người không hề vận động và di chuyển với tốc độ cao đến thế .Trên trong thực tiễn, con người đã vận động và di chuyển nhanh gấp nhiều lần so với tốc độ Mach 5 .Tuy nhiên, liệu có số lượng giới hạn nào khiến con người không hề chịu đựng được không ?Kỷ lục về tốc độ hiện tại của con người hiện đang được đồng nắm giữ bởi ba nhà du hành khoảng trống trên chuyến con thuyền Apollo 10 của Nasa .Trên đường trở lại Trái Đất sau khi làm một chuyến bay vòng quanh Mặt Trăng vào năm 1969, con thuyền của họ đã đạt tốc độ cao nhất, 39.897 km / h .“ Tôi nghĩ rằng một trăm năm trước, có lẽ rằng tất cả chúng ta không hề tưởng tượng rằng con người hoàn toàn có thể du hành trong khoảng trống với tốc độ gần 40.000 km / h như vậy, ” Jim Bray từ tập đoàn lớn khoảng trống Lockheed Martin, nói .Nhưng chẳng bao lâu nữa tất cả chúng ta sẽ phá vỡ kỷ lục này .Bray là giám đốc dự án Bất Động Sản con thuyền Orion làm cho Nasa, cơ quan khoảng trống Hoa Kỳ .Phi thuyền Orion dự tính sẽ đưa những phi hành gia vào quỹ đạo thấp của Trái Đất và đó là thời cơ tốt để phá kỷ lục về tốc độ bay nhanh nhất của con người, vốn đã sống sót từ 46 năm qua .Nguồn hình ảnh, Science Photo LibraryChụp lại hình ảnh ,Các phi công được thử nghiệm trong thiên nhiên và môi trường ly tâm xem khung hình họ hoàn toàn có thể chịu đựng được tới bao nhiêu đơn vị chức năng lực GHỏa tiễn Space Launch System, một loại hỏa tiễn mới để đưa con thuyền Orion vào khoảng trống, sẽ là sứ vụ có người lái tiên phong, dự kiến sẽ được triển khai vào năm 2021 – bay gần đến một tiểu hành tinh nằm trong quỹ đạo của Mặt Trăng – với một chuyến đi lê dài nhiều tháng đến sao Hỏa tiếp theo sau đó .Hiện tại, những nhà phong cách thiết kế tưởng tượng tốc độ tối đa của Orion nằm trong khoảng chừng 32.000 km / h. Tuy nhiên tốc độ của Apollo 10 hoàn toàn có thể sẽ bị vượt qua thậm chí còn chỉ với những phong cách thiết kế cơ bản của chiếc Orion .“ Orion được phong cách thiết kế để đi đến nhiều điểm đến khác nhau trong vòng đời của nó, ” Bray nói. “ Tốc độ của nó hoàn toàn có thể lên đến mức cao hơn nhiều so với những gì tất cả chúng ta dự tính lúc bấy giờ. ”Ngay cả Orion cũng chưa phải là đỉnh điểm của tốc độ mà con người có năng lực đạt đến. “ Không có số lượng giới hạn trong thực tiễn thật sự về tốc độ mà tất cả chúng ta hoàn toàn có thể đi được ngoại trừ tốc độ ánh sáng, ” Bray nói .Ánh sáng xẹt qua với tốc độ khoảng chừng một tỷ kilometre một giờ. Liệu tất cả chúng ta hoàn toàn có thể kỳ vọng lấp được khoảng cách từ 40.000 km / h đến tốc độ đó một cách bảo đảm an toàn ?

Tốc độ không là vấn đề?

Điều giật mình là tốc độ tự thân nó không phải là yếu tố gì so với thể lực con người, miễn là nó được duy trì ở mức độ không thay đổi tương đối và vận động và di chuyển theo một hướng. Do đó, về mặt triết lý, con người hoàn toàn có thể chuyển dời ở tốc độ gần với số lượng giới hạn tốc độ của thiên hà – tức là tốc độ ánh sáng .Thế nhưng giả sử tất cả chúng ta hoàn toàn có thể vượt qua những trở ngại kỹ thuật to lớn trong việc sản xuất ra những con thuyền nhanh hơn thì khung hình mong manh của tất cả chúng ta với cấu trúc phần lớn là nước sẽ phải đương đầu với những rủi ro tiềm ẩn mới do thực trạng siêu tốc độ tạo ra .Những mối nguy hại có tính suy đoán cũng hoàn toàn có thể xảy ra, nếu con người thực sự vận động và di chuyển với tốc độ nhanh hơn tốc độ ánh sáng .Cho dù có đạt được tốc độ cao hơn 40.000 km / h tới bao nhiêu đi chăng nữa, tất cả chúng ta vẫn đều phải tăng cường ( và cả giảm tốc ) một cách từ từ .Tăng tốc hay giảm tốc quá nhanh sẽ gây hậu quả khôn lường so với những bộ phận bên trong khung hình con người : hãy xem hậu quả so với khung hình con người trong những vụ tông xe khi tất cả chúng ta đổi khác tốc độ từ chỉ vài chục km / h thành đứng khựng một chỗ chỉ trong vòng có vài giây .Nguyên nhân ?Đó là do ‘ quán tính ’ trong ngoài hành tinh – tức là bất kể vật thể có kích cỡ nào cũng kháng cự lại sự biến hóa trong tốc độ .Khái niệm này được miêu tả trong định luật hoạt động thứ nhất của Newton : “ Một vật thể đứng yên thì sẽ đứng yên và một vật thể chuyển dời sẽ liên tục chuyển dời với cùng tốc độ và cùng phương hướng trừ khi bị một lực bên ngoài tác động ảnh hưởng ” .“ Đối với khung hình con người, sự không thay đổi là tốt, ” Bray lý giải. “ Sự tăng cường mới chính là điều khiến tất cả chúng ta phải quan ngại. ”Nguồn hình ảnh, NasaChụp lại hình ảnh ,Phi thuyền Orion phải có phần vỏ che dày tới 30 cm ở một số ít chỗ để đối phó với rủi ro tiềm ẩn bị những mảnh vụn trong khoảng trống va phải

Lực G

Khoảng một thế kỷ trước, sự ý tưởng ra những phi cơ vững chắc, có năng lực xoay chuyển ở tốc độ cao đã khiến những phi công gặp phải những triệu chứng kỳ lạ có tương quan đến sự biến hóa tốc độ và phương hướng .Trong số những triệu chứng này có thực trạng mất thị lực trong thời điểm tạm thời và có cảm xúc nặng nề hoặc phi trọng lượng .Nguyên nhân gây ra thực trạng này chính là lực G, hay còn được gọi là lực mê hoặc. Đó là đơn vị chức năng đo lực tăng cường so với vật thể có kích cỡ như khung hình con người .Lực G tác động ảnh hưởng theo chiều dọc, từ đỉnh đầu đến chân hay ngược lại .Đây thực sự là điều không tốt so với những phi công và hành khách. Máu sẽ tụ lại trong đầu những ai chịu ảnh hưởng tác động của lực G ngược – từ chân lên đầu .Điều này sẽ tạo cảm xúc bị tụ máu giống như khi tất cả chúng ta duy trì khung hình ở tư thế trồng cây chuối. Mi mắt dưới sẽ bị tụ máu sưng lên phủ lấy đồng tử .trái lại, khi sự tăng cường theo chiều thuận từ đầu xuống chân thì mắt và não sẽ mất ô-xy do máu tụ lại ở điểm thấp của khung hình. Thị giác sẽ bị mờ đi vào lúc đầu và sau đó sẽ là mất trọn vẹn thị lực – tức là tối đen trọn vẹn. Những tác động ảnh hưởng của lực G này sẽ khiến tất cả chúng ta trở nên ngất xỉu ngay lập tức .

Một người bình thường có thể chịu được năm đơn vị lực G từ đầu xuống chân trước khi rơi vào trạng thái bất tỉnh.

Các phi công mặc những phục trang đặc biệt quan trọng chịu được lực G cao và được giảng dạy để giữ cho máu không bị dồn ra khỏi phần đầu vẫn hoàn toàn có thể điều khiển và tinh chỉnh máy bay ở khoảng chừng chín đơn vị chức năng lực G .“ Trong những khoảng chừng thời hạn ngắn, khung hình con người vẫn hoàn toàn có thể chịu đựng mức cao hơn nhiều so với mức chín đơn vị chức năng lực G, ” Jeff Sventek, giám đốc điều hành quản lý Thương Hội Y khoa Hàng không có trụ sở ở Alexandria, tiểu bang Virginia, nói. “ Nhưng để chịu được mức độ đó trong thời hạn lâu thì không phải ai cũng làm được. ”Nguồn hình ảnh, US Air ForceChụp lại hình ảnh ,Di chuyển ở tốc độ Mach 5 là điều tuy thể lực con người hoàn toàn có thể chịu được, nhưng có những rắc rối khác phát sinhNếu chỉ trong những khoảng chừng khắc ngắn thì con người tất cả chúng ta hoàn toàn có thể chịu được lực G cao hơn nhiều mà không gặp thương tổn nặng nề .Kỷ lục chịu lực G chớp nhoáng thuộc về Eli Beeding, một đại úy Không lực Hoa Kỳ. Ông đã lái một chiếc con thuyền được đẩy bằng hỏa tiễn đi giật lùi hồi năm 1958 và máy đo đã ghi nhận 82,6 đơn vị chức năng lực G trên ngực ông khi con thuyền tăng cường đến khoảng chừng 55 km / h trong khoảng chừng 1 phần 10 giây. Ông chỉ bị những vết bầm ở sống lưng sau lần thử nghiệm về sức chịu đựng khác thường của con người .

Đá sỏi vũ trụ

Các phi hành gia, tùy vào loại con thuyền mà họ lái, cũng đã trải qua những mức lực G rất cao – vào khoảng chừng từ ba đến tám đơn vị chức năng G khi cất cánh và khi bay trở lại vào bầu khí quyển .Những tác động lực G này phần lớn không nguy hại và tác động ảnh hưởng từ trước ra sau nhờ vào một chiêu thức mưu trí là giữ chặt những phi hành gia vào ghế với mặt nhìn thẳng vào hướng đang vận động và di chuyển .Một khi đã đạt tốc độ vận động và di chuyển không thay đổi khoảng chừng 26.000 km / h trong quỹ đạo, những phi hành gia sẽ không còn có cảm xúc về tốc độ cực nhanh nữa, mà sẽ chỉ cảm thấy sự chuyển dời giống như những người đi trên máy bay chở khách mà thôi .Tuy lực G không phải là yếu tố cho những chuyến du hành dài hơi của con thuyền, nhưng đá sỏi ngoài hành tinh thì có .Những viên đá sỏi có size cỡ như hạt gạo hoàn toàn có thể đạt đến tốc độ tàn phá là gần 300.000 km / h .Để bảo vệ con thuyền và phi hành đoàn, Orion có một lớp bảo vệ phía ngoài với độ dày từ 18 đến 30 cm tùy chỗ cùng với những lớp che và những thiết bị mưu trí khác .“ Để chuyến bay quan trọng không bị thất bại, so với hàng loạt con thuyền chúng tôi phải xem xét xem đá ngoài hành tinh hoàn toàn có thể đến từ góc nhìn nào, ” Bray nói .Đá sỏi ngoài hành tinh không phải là trở ngại duy nhất so với những chuyến du hành khoảng trống trong tương lai khi mà con người hoàn toàn có thể hoàn toàn có thể vận động và di chuyển với tốc độ cao hơn .Trong một chuyến du hành đến sao Hỏa, những yếu tố trong thực tiễn khác cần phải được xử lý, trong đó có nguồn cung thực phẩm cho những phi hành gia và rủi ro tiềm ẩn cao mắc bệnh ung thư do phải đương đầu với phóng xạ ngoài hành tinh. Tuy nhiên rút ngắn thời hạn du hành hoàn toàn có thể giảm nhẹ những rủi ro tiềm ẩn này một cách đáng kể .

Cách mạng động cơ đẩy

Yêu cầu về tốc độ sẽ đặt ra những trở ngại mới. Những con thuyền mới của Nasa vốn có năng lực phá kỷ lục của Apollo 10 vẫn sẽ phải dựa vào mạng lưới hệ thống hỏa tiễn đẩy vốn được sử dụng kể từ những chuyến du hành khoảng trống tiên phong .Tuy nhiên, những mạng lưới hệ thống này lại có những hạn chế về tốc độ nghiêm trọng do những hạn chế về nguồn cung ứng nguồn năng lượng thấp .Do đó, để đạt được tốc độ vận động và di chuyển nhanh hơn nhiều cho những chuyến du hành của con người đến sao Hỏa và những nơi xa hơn nữa, những nhà khoa học đã nhận ra rằng họ cần phải có cách tiếp cận mới. “ Các công nghệ tiên tiến mà tất cả chúng ta có lúc bấy giờ đã đủ để đưa tất cả chúng ta đến đó, ” Bray nói. “ Nhưng tất cả chúng ta cần có một cuộc cách mạng về động cơ đẩy. ”Nguồn hình ảnh, NasaChụp lại hình ảnh ,Đội du hành gia tàu Apollo 10 có lẽ rằng là những người đã vận động và di chuyển nhanh nhất trong lịch sử dân tộc trái đất – nhưng họ sẽ giữ kỷ lục được trong bao lâu nữa ?Eric Davis, một nhà vật lý tại Viện Nghiên cứu Cao cấp Austin và là cộng tác viên của Chương trình Đột phá động cơ đẩy của Nasa, một dự án Bất Động Sản nghiên cứu và điều tra lê dài sáu năm và kết thúc hồi năm 2002, nêu ra ba trong số những phương tiện đi lại hứa hẹn nhất để đưa con người đến tốc độ vận động và di chuyển hài hòa và hợp lý giữa những hành tinh .Nói một cách vắn tắt thì đó là những giải pháp phân loại nguyên tử, hợp nhất nguyên tử, và triệt tiêu hiện tượng kỳ lạ phản vật chất .Phương pháp thứ nhất là sự phân loại nguyên tử ra như triển khai ở những lò phản ứng hạt nhân thương mại. Phương pháp thứ hai là sự dung hợp – tức là phối hợp những nguyên tử lại thành những nguyên tử nặng hơn, vốn là phản ứng tạo nên sức mạnh của Mặt Trời và hiện vẫn là một công nghệ tiên tiến còn nằm ngoài tầm với .“ Đây là những công nghệ tiên tiến tân tiến, ” Davis nói, “ nhưng chúng thuộc về vật lý quy ước và đã được định hình kể từ ngày đầu của Kỷ nguyên Nguyên tử. ”Nếu nhìn nhận một cách sáng sủa thì những mạng lưới hệ thống đẩy khác nhau dựa trên những khái niệm phân hạch và dung hợp về mặt kim chỉ nan hoàn toàn có thể tăng cường con thuyền lên đạt đến mức 10 % tốc độ ánh sáng, tức 100.000.000 km / h .

Nguyên lý phản vật chất

Cách hay nhất để tạo động lực cho những con thuyền siêu nhanh là vận dụng nguyên tắc phản vật chất, dùng ‘ vật chất song trùng ‘ để điều tiết vật chất .Khi hai dạng vật chất này tiếp xúc với nhau thì chúng sẽ triệt tiêu lẫn nhau .Ngày nay đã có những công nghệ tiên tiến tạo ra và tích trữ một lượng rất nhỏ thứ ‘ phản vật chất ‘ – tức vật chất song trùng .Việc sản xuất ra chất ‘ phản vật chất ‘ ở mức độ hoàn toàn có thể sử dụng được sẽ cần phải có những công nghệ tiên tiến đời mới hơn, và tất cả chúng ta sẽ còn vấp phải nhiều thử thách về mặt kỹ thuật trong yếu tố này. Tuy nhiên, David cho biết đã có nhiều ý tưởng sáng tạo hay đã được yêu cầu .Với động cơ được đẩy bằng chất ‘ phản vật chất ‘, những con thuyền hoàn toàn có thể tăng cường trong khoảng chừng thời hạn từ nhiều tháng đến nhiều năm cho đến khi nó đạt đến tỷ suất rất cao của tốc độ ánh sáng và giữ cho lực G ở mức độ hoàn toàn có thể gật đầu được so với những phi hành gia. Tuy nhiên, tốc độ mới này sẽ đặt ra những rủi ro tiềm ẩn mới so với khung hình con người .Ở tốc độ và trăm triệu km / h, mỗi hạt bụi trong khoảng trống, từ phân tử hydrogen lạc ra cho đến sỏi thiên hà, đều sẽ trở thành những viên đạn cực mạnh đập vào thân tàu .Mặc dù có tỷ lệ chỉ vào khoảng chừng một phân tử trong một cm khối, lượng hydrogen bao quanh của ngoài hành tinh sẽ trở thànhh một lượng bức xạ cực kỳ can đảm và mạnh mẽ .Các phân tử hydrogen sẽ tan ra thành những hạt nhỏ hơn phân tử có năng lực đi xuyên vào thân tàu và gây hại cho phi hành đoàn và thiết bị .Ở tốc độ khoảng chừng 95 % tốc độ ánh sáng, tai hại này lên đến mức gần như hoàn toàn có thể gây chết người ngay tức thì .

Nhiệt độ phi thuyền cũng sẽ tăng lên đến mức độ tan chảy của gần như tất cả mọi thứ, trong khi nước bên trong cơ thể các phi hành gia sẽ sôi ngay lập tức.

Marc Millis, một nhà vật lý học về động lực đẩy và từng là người đứng đầu Chương trình Đột phá Vật lý Động cơ đẩy của Nasa, quan tâm rằng số lượng giới hạn tốc độ vận động và di chuyển này của con người vẫn còn là một nỗi lo xa vời .“ Dựa trên những kiến thức và kỹ năng vật lý tất cả chúng ta có được cho tới nay thì rất khó đạt được tốc độ vượt quá 10 % tốc độ ánh sáng, ” Millis nói. “ Chúng ta vẫn chưa gặp mối nguy khốn đó. Để so sánh, tất cả chúng ta không cần phải lo chết đuối nếu như tất cả chúng ta thậm chí còn còn chưa xuống nước. ”

Bản tiếng Anh bài này đã đăng trên

BBC Future.

Source: https://mix166.vn
Category: Công Nghệ