Η τελευταια μεθοδος προωθησης ηταν και η αγαπημενη μου ...
μεχρι να εμφανιστει στο προσκηνιο ο Miquel Alcubierre (το 1994),
αλλα αυτο ειναι μια αλλη ιστορια που θα εξετασουμε λιαν προσεχως !
Κατ'αρχην, λιγα λογια για την ΑντιΥλη (στο συμπαν).
Κατα την γεννηση του συμπαντος, και λιγο πριν την περιοδο της βαρυογεννεσης, υπηρχε σχεδον ιση ποσοτητα Υλης και
ΑντιΥλης, παντου μεσα στο μικροτατο και υπερπυκνο συμπαν. Λεω σχεδον, γιατι η αναλογια ηταν 1.000.000.001 quark
Yλης εναντι 1.000.000.000 quark ΑντιΥλης. Δεν γνωριζουμε ΤΙ οδηγησε σε αυτην την σκανδαλωδη ευνοια υπερ της Υλης,
αλλα ειναι εντελως σιγουρο οτι Α-Σ-Υ-Λ-Λ-Η-Π-Τ-Ε-Σ ποσοτητες Υλης και ΑντιΥλης εξαυλωθηκαν. Το 1 δισεκατομμυριοστο
απο ολη αυτη την συνταρακτικη εξαυλωση δημιουργησε την μαζα των αστρων και γαλαξιων που παρατηρουμε σημερα στο
συμπαν. Σε βαζει σε σκεψεις για το ποσο μαζικοτερο θα ηταν το συμπαν σημερα, εαν ΔΕΝ ειχε συμβει αυτη η εξαυλωση.
ΤΙ ειναι ΑντιΥλη ?
Ενα ατομο με αντιστροφη κατανομη φορτιων μεσα του ! Τα ηλεκτρονια (ποζιτρονια) εχουν θετικο φορτιο και τα πρωτονια
(νεγκατρονια) εχουν αρνητικο φορτιο. Το ακριβως αντιστροφο των φορτιων σε ενα ατομο Υλης. Τα νετρονια (εαν υπαρχουν)
αντιδρουν ΚΑΙ ΑΥΤΑ με τα αντιστοιχα αντινετρονια οχι με ορους φορτιου αλλα με ορους βαρυονικου αριθμου (-1 για τα αντι-
νετρονια). Αυτο που ισχυριζονταν καποιοι, οτι τα νετρονια ειναι πανομοιοτυπα και στην Υλη και στην ΑντιΥλη ειναι ανακριβες.
ΠΩΣ συμβαινει η εξαυλωση Υλης-ΑντιΥλης ?
Το ποζιτρονιο ελκεται απο το ηλεκτρονιο (λογω ετερωνυμου φορτιου) και μεταστοιχειωνονται σε 3 η 4 φωτονια πολυ υψηλης
ενεργειας (ακτινες γαμμα που ειναι οτι ισχυροτερο κυκλοφορει στο συμπαν σημερα). Τα δυο σωματιδια θα παψουν να υφισταν-
ται με τις προηγουμενες κβαντικες τους ιδιοτητες, εχοντας μεταπηδησει σε μια αλλη κβαντικη κατασταση (δηλαδη ακτινοβολια).
Τι γινεται με τα πρωτονια των ατομων Υλης και ΑντιΥλης ?
Εδω τα πραγματα ειναι λιγακι πιο συνθετα. Καθε πρωτονιο αποτελειται απο τρια quarks και καθε νεγκατρονιο απο τρια αντιquarks.
Η συναντηση και των εξι quarks (εαν δεν συμβει με σχετικιστικες ταχυτητες) θα παραξει απο 9 μεχρι 13 μεσονια. Τι ειναι αυτα ?
Ειναι ζευγαρια απο quarks στα οποια λειπει το τριτο quark και ετσι δεν μπορουν να παραξουν πρωτονια (η νετρονια) αλλα ουτε
και να υπαρξουν ελευθερα στην φυση, για αρκετο χρονο. Ειναι ΕΞΑΙΡΕΤΙΚΑ ασταθη σωματιδια και αμεσως μετατρεπονται σε ενα
μιγμα διαδοχων καταστασεων (πιονια, καονια, κλπ) που ξεφευγουν κατα πολυ του γνωστικου βεληνεκους του γραφοντα.
Σημασια εχει, οτι μετα απο ολες αυτες τις μεταστοιχειωσεις, το 74% της αρχικης μαζας (πρωτονιου+νεγκατρονιου) θα χαθει
ως ακτινοβολια νετρινων (τα οποια δεν αντιδρουν με τιποτα), και ενα 26% θα παραξει βαρυτερα σωματιδια (διαφορων ειδων)
που ενδεχεται να αντιδρασουν με την βαρυονικη μαζα του ακροφυσιου ενος διαστημοπλοιου και, ετσι να παραχθει καποια ωθηση.
Τα 3/4 της ενεργειας θα χαθουν σε ακτινοβολιες και θερμοτητες, πολυ ισχυρες, αλλα ... αχρηστες για μια ωθηση.
Αρα, αυτα τα ευμορφα που ισχυριζονται καποιοι, οτι 1 κιλο υλης + 1 κιλο αντιυλης θα μας δωσουν το ισοδυναμο
2 κιλων x (300.000.000 μετρα)^2 (απο την γνωστη εξισωση E=mc^2) μεσα στο ακροφυσιο ενος πυραυλου, ειναι ευσεβεις ποθοι.
Το 74% θα χαθει ως ακτινοβολιες. ΠΑΡΟΛΑ αυτα, η συνολικη ενεργεια (και οχι μονο η κινητικη που μας ενδιαφερει) που απε-
λευθερωνεται απο μια γνησια εξαυλωση Υλης-Αντιυλης ειναι 300 φορες ισχυροτερη απο την αντιστοιχη της Συντηξης 1 κιλου
Υδρογονου με 1 κιλο Υδρογονου (δηλαδη, μια γνησια πυρηνικη συντηξη) οποτε ειναι ΜΕ ΤΑ ΤΣΑΡΟΥΧΙΑ απο τις πιο αποδοτικες
μετατροπες μαζας σε ενεργεια ... στο συμπαν !!!!!!!!!!!!!!
Τοτε, γιατι δεν ριχνουμε ολη μας την ερευνητικη προσπαθεια στο πως θα παραξουμε αυτου του ειδους την ενεργεια, ΕΔΩ
πανω στην Γη ?
Γιατι ενα γραμμαριο ΑντιΥδρογονου κοστιζει (με την χρηση επιταχυντων του CERN) περιπου 60 ΤΡΙΣΕΚΑΤΟΜΜΥΡΙΑ ευρω !!!!
Και επειδη, μεχρι στιγμης, στο CERN, εχουμε κατορθωσει να παραξουμε και αποθηκευσουμε ΜΟΝΟ 309 ατομα ΑντιΥδρογονου,
χρειαζομαστε αλλα 100 δισεκατομμυρια χρονια για να φτασουμε στο 1 γραμμαριο (απο τα καταλοιπα των συγκρουσεων
πρωτονιων-πρωτονιων). Υπαρχει ομως, μια αλλη πιθανοτητα. Οι πολυ ισχυρες κοσμικες ακτινες που χτυπουν τα μορια των
ανωτερων στρωματων της γηινης ατμοσφαιρας (καθε δευτερολεπτο) παραγουν αξιοσημειωτες ποσοτητες ΑντιΥλης (μεχρι να
εξαφανιστουν). Στον Δια που εχει πολλαπλασια επιφανεια ατμοσφαιρας απο την Γη, αυτο το φαινομενο γινεται 1.000.000
φορες συχνοτερο (και ισχυροτερο). Ισως, ξαναλεω Ι-Σ-Ω-Σ, εαν ειχαμε ενα τροπο αιχμαλωτισμου της ΑντιΥλης (!!!!!!)
να μπορουσαμε να δεσμευσουμε μερικα κιλα ΑντιΥλης. Αλλα, "παγιδες" ΑντιΥλης, αποτελουν ανεκδοτο ... απο μονες τους !
Πιο ευκολο ειναι να κλειδωσεις ενα ντουλαπι και να προλαβεις να πεταξεις το κλειδι μεσα.
Παμε και στα δικα μας τωρα ...
Ενα αστροπλοιο με ωθηση απο εξαυλωση Υλης-ΑντιΥλης (Σχεδιο Βαλκυρια) ηταν κατι που προταθηκε σχετικα προσφατα,
το 1986, απο τους James Powell και Charles Pellegrino σε ενα συμποσιο για διαστρικες επικοινωνιες. Στηριζεται στην οσο
το δυνατον καλυτερη αξιοποιηση των κβαντικων καταλοιπων της εξαϋλωσης σε ... ΚΙΝΗΤΙΚΗ ενεργεια. Και τα μονα
κβαντικα καταλοιπα που μπορουν να παραξουν ωση ειναι τα φορτισμενα μεσονια. Απο τα 9 με 13 μεσονια που θα
παραχθουν συνολικα, απο μια και μοναδικη εξαυλωση πρωτονιου-αντιπρωτονιου, τα 7 με 9 θα καταληξουν ειτε ως
νετρινα ειτε ως φωτονια (ακτινες Γαμμα). Τα εναπομειναντα 2 με 3 μεσονια, επειδη εχουν φορτιο, μπορουν να οδηγη-
θουν (μεσω ΗΜ πεδιου) προς εκτονωση μεσα απο καποιο ακροφυσιο (μαγνητικης και οχι υλικης υφης). Και μαλιστα με
ταχυτητες διαφυγης απο 10.000 km/sec μεχρι 100.000 km/sec. ΔΕΝ ΕΙΝΑΙ ΛΙΓΟ. Δυο με τρια μεσονια (των 2 quark) μεσα
απο τρισεκατομμυρια πρωτονια Υλης-ΑντιΥλης και μαλιστα με ταχυτητες κοντα στο 1/3 του C ... ειναι ενας ΣΚΑΣΜΟΣ
απο ΕΝΕΡΓΕΙΑ. Πολυ περισσοτερη απο την αντιστοιχη των καταλοιπων μιας πυρηνικης σχασης (1000 φορες περισσοτερη).
Ομως, το ιδιο κολλοσιαια ειναι και τα επιπεδα ιονισμου απο τις ακτινες Γαμμα (ηλεκτρονιου-ποζιτρονιου) αλλα και της
θερμοτητας (δισεκατομμυρια βαθμοι Kelvin, οταν στο εσωτερικο του Ηλιου η θερμοτητα δεν ξεπερναει τα 14 εκατομμυρια
Kelvin). Προς το παρον, παλευουμε να φτιαξουμε φυαλη πλασματος που να αντεχει 2 με 3 εκατομμυρια βαθμους Kelvin.
Πως ακριβως θα φτασουμε στα δισεκατομμυρια βαθμους Kelvin ... μου ειναι ασυλληπτο (ακομα και με ακροφυσιο διαμετρου
ενος χιλιοστου). Η παραγωγη της ΑντιΥλης ειναι ενα αλλο τεραστιο ζητημα. Εαν δεν την παραξουμε αλλα την συλλεξουμε
(απο τα ανωτερα στρωματα του Δια) η δυσκολια μετατοπιζεται στο ΠΩΣ θα την παγιδευσουμε. Δεν καθεται φρονιμα η
ΑντιΥλη, ουτε περιμενει κανεναν. Μεχρι να την αντιλληφθεις εχει εξαφανιστει. Η αποθηκευση της ΑντιΥλης ειναι το τριτο
τεραστιο ζητημα. Τα 309 ατομα ΑντιΥδρογονου, τα ακινητοποιησαμε με θηριωδη ψυξη (ψυξη που ΜΟΝΟ στο CERN μπορει
να επιτευχθει), και με θηριωδη μαγνητικα πεδια για ενα χρονικο διαστημα ΜΟΝΟ για 17 λεπτων. Τι ειδους μαγνητικη φυαλη
και ψυξη θα κοκκαλωσει μερικους τοννους ΑντιΥδρογονου για ενα ταξιδι απο δω μεχρι το Α του Κενταυρου ... μου ειναι
αδιανοητο !
ΟΜΩΣ ...
το δελεαρ απο τα ωφελη της ενεργειακης αποδοσης (πυκνοτητας) μιας σχετικα μετριας ποσοτητας ΑντιΥλης ειναι ...
ΣΑΓΗΝΕΥΤΙΚΟΤΑΤΟ. Χρειαζομαστε μονο 20 κιλα ΑντιΥλης για να παραξουμε ωση που θα σπρωξει μαζα 1 τοννου στο 20%
του C. Για ενα σκαφος 10.000 τοννων το νουμερο σκαρφαλωνει στους 200 τοννους ΑντιΥλης. Πολλα υποσχομενο, ε ???
... ΟΧΙ τοσο !!! 200 τοννοι ΑντιΥλης διαπερνουν το νοητο επιπεδο του ηλιακου συστηματος σε χρονικο διαστημα 100.000
ετων (και, παντα, σε ιχνοποσοτητες σαν αυτη που ισοπεδωσε την σιβηριανη τουνδρα της Τονγκουσκα, το 1908). Για να
παραξουμε αυτη την ποσοτητα στο CERΝ ... ξεχαστε το ... ΕΝΤΕΛΩΣ ! Υπολογιστε και το γεγονος οτι μιλαμε για καθαρη
ενεργεια (ακτινοβολια) και ΟΧΙ την αντιστοιχη κινητικη (μεσονια) ... οποτε οι απαιτησεις ξεφευγουν απο την σφαιρα του
εφικτου : 800 τοννοι αντιυλης ! ΜΟΝΟ να παμε, ΟΧΙ να γυρισουμε. Αρα, 1600 τοννοι ΑντιΥλης, πηγαινε-ελα. Αν ηταν
Υγρο Υδρογονο (η Ηλιο) τα μαζευουμε αυτα τα μεγεθη. Σε αντιυλη, ομως, με την σημερινη τεχνολογια ... θα χρειαστουμε
ολοκληρη την ηλικια του συμπαντος για να την μαζεψουμε. Oλα αυτα που εχετε ακουσει κατα καιρους "1 kg of antimatter
for one-way trip to A Centauri" ειναι φουμαρα. Παραθετω μερικα χρησιμα στοιχεια για να κανετε ΜΟΝΟΙ σας τους
βασικους υπολογισμους :
Ενεργεια που απαιτειται για να επιταχυνθει 1 τοννος φορτιου σε ταχυτητα 20% του C : 1.8 x 10^18 Joules
(απο τον γνωστο τυπο K = 1/2 x Μαζα x (Ταχυτητα^2))
Συνολικη ενεργεια απο την εξαϋλωση 1 κιλου ΑντιΥλης : 9 x 10^16 Joules
(απο τον γνωστο τυπο E = Μαζα x (Tαχυτητα Φωτος^2))
Ποσοστο (της παραπανω ενεργειας) που μετατρεπεται σε φορτισμενα μεσονια : 26%.
ΑΛΛΑ ...
μην ακουσω τσιμουδια για το ISV Venture Star στο κινηματογραφικο Avatar !!!
Απο τα ελαχιστα διαστημοπλοια που ΤΙΜΟΥΝ την επιστημονικη αληθοφανεια (οσο και το Discovery-1).
Και μαλιστα με ΔΙΠΛΗ τεχνολογια προωθησης (Laser-Pushed sail + Matter-AntiMatter annihilation).
Η δουλευει με ημιακεραια spin ? 
fftopic: