О мире наизнанку

                О мире «наизнанку»


     — ...попробуйте пофантазировать. Представьте, что находитесь не на внешней поверхности обычной планеты, а внутри грандиозной герметичной вращающейся полой сферы в районе экватора.
     За счёт огромного радиуса у вас также возникнет представление, что стоите на плоской поверхности, а вращение будет прижимать к ней предметы благодаря центробежной силе вместо силы тяготения. При этом атмосферный газ, в меньшей степени подверженный влиянию центробежных сил, скапливался бы вблизи общего центра масс. Таким образом, будет наблюдаться не разрежение атмосферы по мере удаления от поверхности, а наоборот, увеличение её плотности, максимальное значение которой будет достигнуто в центре нашей сферы.
     Нетрудно заметить, что при достаточной герметичности сферы такой атмосфере не грозит риск сдувания космическим излучением, как и постепенное улетучивание в космическое пространство.
     Однако к пребыванию внутри такой сферы пришлось бы приноравливаться, поскольку центробежная сила напрямую зависит от радиуса вращения и уменьшается по мере удаления от экватора, полностью обнуляясь на полюсах. К тому же, из-за разнонаправленности векторов центробежной силы и силы притяжения возникала бы дополнительная составляющая, стремящаяся вернуть отклонившийся объект в плоскость экватора. Это значит, что, высоко подбросив какой-то предмет строго вертикально над головой, мы не сможем его поймать — место его падения сместится от точки запуска к экватору. А учитывая уменьшение центробежной силы к полюсам, мы можем найти точку, где она будет уравновешиваться проекцией силы притяжения. Если же ещё немного переместиться в сторону полюса, гравитация победит, и объект, оторвавшись от поверхности, устремится в небеса к центру масс сферы.
     Что ещё интересного вы смогли бы заметить... Если атмосфера достаточно прозрачна, вы никогда не увидите линии горизонта, а вместо этого будете наблюдать удалённую на большое расстояние местность — и тем выше на небе, чем она дальше. Представляете, какие транспортные преимущества сулило бы такое расположение? К любому объекту можно было бы добраться по воздуху кратчайшим путём — по прямой! И, возможно, лететь сначала стоило бы не в направлении конечной точки маршрута, а в сторону, противоположную вращению сферы. Тогда траекторию можно формировать за счёт вектора равнодействующей интегральной силы тяготения и центробежной силы — так, чтобы в итоге прибыть точно в пункт назначения.
     Следующий момент. Трудно представить в таких условиях естественную освещённость от ближайшей звезды. Если даже запустить в небо какой-нибудь прожектор, такое «солнце» никогда бы не садилось за горизонт — по причине отсутствия самого горизонта. Этот источник света пришлось бы просто периодически выключать. В качестве альтернативы можно предложить подъём такого прожектора на достаточно большую высоту, откуда он будет смотреться уже не солнцем, а удалённой звёздочкой. А если подобных прожекторов запустить не один десяток, каждый из которых «обслуживает» конкретную местность, то опускаясь, то поднимаясь по специальному алгоритму, появится возможность сформировать аналог звёздного неба — с той лишь разницей, что конфигурация «созвездий» не будет постоянной. К тому же, она будет сильно зависеть от географической точки наблюдения.
     Продолжая наши фантастические изыскания, скажем пару слов о магнитном поле.
     Прежде всего, в нём вообще нет острой нужды, поскольку губительное внешнее ионизирующее излучение попросту не попадает внутрь полости. Что же касается навигации, в ходу давным-давно приборы, основанные на работе гироскопов, никак с магнитным полем планеты не связанной.
     При желании можно, конечно, его сформировать за счёт вращения, расположив специальным образом материалы с магнитными свойствами или мощные проводники с постоянным током. Плюс в том, что такое магнитное поле, в отличие от земного, будет неизменным как с точки зрения интенсивности, так и что касается расположения полюсов — они будут строго совпадать с географическими, тут уж классический компас со стрелкой не подведёт.
     Наконец, спрашивается: как осуществлять полёты в настоящий, окружающий космос? Вероятно, лишь через специальную шлюзовую камеру, но это с технической стороны вполне посильная задача в рамках всего проекта. А вот как поступить со сменой сезонов, да и нужно ли его организовывать? На этот счёт могут быть самые различные мнения в зависимости от личных предпочтений. Жить в стране «вечной весны», безусловно, комфортно, но именно чередование времён года вносит определённое разнообразие. Технически же это осуществить на ограниченном участке так же не представляется неразрешимой задачей.
     Вернёмся к физике. Мы привыкли жить в условиях, которые описываются известными ещё со школьной скамьи формулами. Не буду касаться всех: полагаю, для электричества, магнетизма и ядерной физики особых отличий наблюдаться не будет. А вот что касается соотношений, так или иначе связанных с тяготением, ситуация иная.
     Как отмечено ранее, в данном случае исключительное значение приобретает центробежная сила от вращения, ибо при его отсутствии все предметы не удержатся на поверхности, а дружно взлетят и устремятся к центру сферы в полном соответствии с законами гравитации. Чтобы этого не произошло, центробежное ускорение должно заметно превышать вызванное гравитацией ускорение свободного падения (в данном случае — ускорение свободного подъёма). Но если ускорение свободного подъёма у поверхности зависит исключительно от массы сферы и её размеров (удалённости поверхности от центра масс), то центробежное, помимо радиуса сферы, определяется квадратичной зависимостью от скорости вращения. Разумеется, на раскрутку такого «гироскопа» потребуется колоссальное количество энергии, но впоследствии в условиях отсутствия внешнего торможения он способен вращаться вечно.
     При этом надо заметить: поскольку наша сфера и по размерам, и, что в данном случае важнее, по массе, существенно уступала бы Земле, то и сила притяжения была бы несравненно меньше. Соответственно, настолько же меньше было бы и ускорение свободного подъёма. К тому же, ускорение свободного подъёма будет заметно падать с увеличением высоты, поскольку возрастёт влияние массы того фрагмента сферы, который окажется «за спиной». При попадании в центр сферы это ускорение вообще обнулится, а находящийся там объект зафиксируется в аналогичном невесомости состоянии. Нетрудно догадаться, что это просто идеальное место для размещения аппаратуры радиосвязи: отсюда в любой момент времени охватывается абсолютно вся территория, а точность позиционирования антенн и неизменность их положения в пространстве не идёт ни в какое сравнение с расположенными в наших обычных условиях.
     Если уж зашла речь о физике, обратим внимание на такое понятие, как время. В рассматриваемых условиях нет никаких внешних ориентиров, которые позволили бы говорить о суточных и годовых циклах в привычном нам понимании. На небе просто нет никаких естественных космических объектов, к которым можно привязаться! А потому время пришлось бы учитывать только атомными эталонами, при этом продолжительность привычных циклов можно установить практически произвольно. Логично привязаться к нашим естественным биологическим ритмам, только кто поручится, что длительное пребывание внутри такой сферы не окажет на них существенного влияния? Во всяком случае, некоторые экспериментальные данные говорят в пользу такого предположения...
     Спрашивается, зачем вообще предаваться подобным фантазиям... Например, для представления, как мог бы выглядеть огромный космический корабль для полётов к другим звёздам... Или построенный в качестве этакого космического ковчега для спасения хотя бы части человечества в случае невозможности дальнейшего пребывания на Земле. Разве что из экономических соображений такой корабль проектировался бы не как сфера, а в виде тора — «бублика». Это позволило бы существенно уменьшить неиспользуемый внутренний объём и, как следствие, значительно сократить затраты материалов на постройку. Кстати, именно такие конструкции можно увидеть на многих рисунках космической тематики лет пятьдесят – семьдесят назад...


22.XI.2020