Микрочерные дырки. С МАХ. обсуждение 1

Рассмотрим детально сценарий, при котором мы выбрасываем пару кирпичей, соединённые тонкой нитью толщиной 300 мкм ($d = 300$ мкм), в пояс астероидов. Будем учитывать различные аспекты: механику, влияние солнечного ветра, столкновений и прочие факторы.

### 1. Начальное состояние системы

Предположим, что кирпичи выброшены вдвоём, привязанные друг к другу тонким шнуром. Пусть масса каждого кирпича равна $m$, расстояние между ними — $l$. Нить достаточно тонкая и обладает малой массой по сравнению с кирпичами, поэтому её массу будем считать пренебрежимо малой.

#### Физическая схема ситуации:
$$
\text{Кирпич}_1 — (\text{нить}) — \text{Кирпич}_2
$$

Начальная ситуация:
- Масса каждого кирпича: $m$
- Расстояние между центрами масс кирпичей: $l$
- Толщина нити: $d = 300\,\mu m = 3\times10^{-4}\,m$
- Плотность нити примем равной плотности стали $\rho_{н}\approx 7800\,кг/м^3$.

Масса нити вычисляется следующим образом:
$$ M_{\text{нить}} = \frac{\pi d^2}{4} l\rho_{н} $$

Так как нить очень тонкая, её вклад в общую массу незначителен, поэтому далее ею пренебрегаем.

### 2. Механика движения пары кирпичей

Система состоит из двух кирпичей, удерживаемых вместе нитью. Под действием внешних сил (например, солнечной гравитации и гравитации ближайших астероидов) пара начнёт двигаться совместно.

Поскольку система находится далеко от значительных массивных тел (Земля, Юпитер), основное внешнее воздействие будет оказывать Солнце. Гравитация Солнца действует одинаково на оба кирпича, если рассматривать большие масштабы времени и пространственных расстояний. Если же разница в расстоянии от Солнца невелика, возможно появление градиента гравитационного ускорения (так называемого эффекта Ярковского), который медленно увеличивает расстояние между кирпичами.

Пусть солнечная гравитация притягивает каждый кирпич:

$$
F_g = G\frac{M_\odot m}{R^2}
$$

Где:
- $G=6.674\cdot10^{-11}\,\text{m}^3/\text{kg}/\text{s}^2$ — гравитационная постоянная,
- $M_\odot\approx1.989\cdot10^{30}$ кг — масса Солнца,
- $R$ — среднее расстояние от Солнца до пояса астероидов (примерно $R\approx2.8\,\text{AU}=4.2\times10^{11}$ м),
- $m$ — масса кирпича.

Тогда сила тяжести от Солнца на каждом кирпиче одинакова и составляет:

$$
F_g=\frac{GM_\odot $$

Эта сила воздействует на обоих кирпичей равномерно, практически не создавая разницы в силах, действующей на них.

### 3. Действие солнечных фотонов и давление света

Давление солнечного света влияет на объекты в космосе и способно вызывать небольшие эффекты в динамике движений.

Средняя интенсивность солнечного излучения на расстоянии пояса астероидов:

$$
I(R)=\frac{L_\odot}{4\pi $$

Отсюда давление светового потока:

$$
P_{солнеч.} = $$

Площадь поверхности кирпича предположим равной $A_{\text{кирпича}}\approx0.05\,м^2$ (размер обычного кирпича примерно $25;12;6\,см$). Тогда суммарная сила давления света на каждый кирпич:

$$
F_{свет} = $$

При равных размерах и массе сила света будет действовать одинаково на оба кирпича, следовательно, разрыв нити маловероятен из-за давления света.

### 4. Вероятность столкновения с астероидами

Столкновения с мелкими частицами и пылью вполне вероятны, учитывая плотность материи в поясе астероидов. Пояс астероидов содержит большое число мелких обломков размером от пыли до многометровых фрагментов.

Вероятность удара крупной частицы оценить сложно, но столкновение с частицей размерами порядка миллиметров вероятно через многие годы. Удар мелкого тела создаст силу, равную:

$$
F_{\text{удар}}=\Delta p/t=\frac{mv}{\tau},
$$

где:
- $m$ — масса ударника,
- $v$ — относительная скорость,
- $\tau$ — длительность контакта (очень короткое время).

Такой удар способен повредить нить, привести к нарушению целостности связки и изменению траекторий кирпичей.

### Итоги и выводы

Рассмотрев физические процессы, действующие на такую систему, можно сделать следующие выводы:

- Внешняя гравитация Солнца и локальных массивных объектов оказывает слабое влияние на динамику взаимного расположения кирпичей.
- Давление солнечного света существенно меньше, чем силы натяжения нити, и практически не влияет на целостность конструкции.
- Основным фактором риска разрыва нити станет возможное столкновение с крупным объектом или фрагментами астероида.

Исходя из приведённого анализа, велика вероятность, что связанная пара кирпичей сохранит свою конфигурацию долгое время, пока не произойдёт физическое разрушение нити вследствие ударов мелких частиц.