Спасение экстраординарного Беовульфа Шиффера09.05.2018 17:50

Традиционно начну издалека.

Умному (или, в моём случае — просто въедливому и вредному) человеку тяжело читать беллетристику. Писатели, часто допускают забавные ошибки, которые, хоть и не портят впечатление от их произведений, могут послужить предметом веселой дискуссии. К примеру:

Высота робота Макса равнялась одному метру двадцати сантиметрам, и члены экспедиции постепенно уверовали, что он — добрый, разумный металлический человечек, железный гномик, нечто вроде миниатюрного Железного Дровосека из «Волшебника Изумрудного города».
© Роберт Шекли. Человек по Платону

Ах, Шекли, Ваш рассказ чудесен, но высота Железного Дровосека уже равна одному метру двадцати сантиметрам. Ваш Макс и Железный Дровосек примерно равны росточком. Вспомним историю: Дровосек был когда-то самым обычным человеком из народа Жевунов. А Жевуны, прости господи, ростом были чуть выше кошки ниже Элли. (Старик, которого Элли назвала высоким, был ВСЕГО на целый палец выше Элли!) Но вернемся к Дровосеку. Когда он решил жениться, тётка его избранницы, желая расстроить их свадьбу, обратилась к злой волшебнице Гингеме. Заколдованный ею топор отрубил Дровосеку сначала одну ногу, потом другую, затем руки, а потом и голову. Однако, сообразно законам волшебной сказки, Дровосек не погиб — его друг-кузнец раз за разом заменял ему утраченные части тела на железные. Надо ли говорить, что такой способ замены не дает возможности увеличения размеров Дровосека — если кузнец сделал бы одну ногу длиннее, то Дровосек бы не смог ходить. Так что рост Дровосека — равен росту жевуна. Примерно равного в росте Элли. То есть метр, метр двадцать. Первые иллюстраторы книги еще об этом помнили, а современные художники пустились во все тяжкие.

Или, возьмем рассказ другого культового (в определённых, узких кругах) автора:

Ветер. Он возникает благодаря самым могущественным силам вселенной. Внутри звезды, при немыслимой гравитации которую невозможно представить человеку, происходит термоядерный синтез.
© Константин Васенин.

Ну, здрасьте-пожалуйста. Стандартная модель Солнца предполагает, что Солнце состоит из 3-х зон — и термоядерный синтез происходит только во крохотной, внутренней зоне, расположенной в центре солнца. (Солнечный свет потом тащится до поверхности через статическую зону много, много лет, но не суть.) Так какая гравитация у нас зоне синтеза? Татарам-пам, пам — НИКАКАЯ. В центре Солнца невесомость. По краям зоны синтеза — сила тяжести достигает земной. (Может выше, но не принципиально) Вот тебе бабушка и вся немыслимая гравитация.

А теперь рассмотрим не столь безобидную для сюжета ошибку. В романе Роберта Ураловича Ибатуллина «Роза и червь» есть интересный физический ляп, полностью перечеркивающий интригу. Процитирую несколько предложений из книги — это самое начало романа, так что если это и спойлер, то не ужасный. Но решать вам.

Заметили? Для того, чтоб описанные события могли произойти в реальности, космос в романе должен существенно отличаться от нашего космоса. Наши звезды не приколочены к небесной тверди гвоздями и меняют положение относительно друг друга. Так что лазер, разгоняющий флот пришельцев, нацеливается не на солнечную систему, а на точку, где солнечная система будет через много лет. И не виден с Земли. Вся интрига насмарку.

Так что, вообще ничего не читать? Слава богу, выход есть. Гораздо лучше меня его сформулировал Итан. (Да, да, тот самый Итан, чьи статьи мы так любим читать на Гиктаймс)

Возможно, я не смотрю фильмы так, как это делает большинство учёных. Я не выискиваю недостатки или дыры сюжета, не говорю: «это невозможно!». Я пытаюсь примирить происходящее с возможностями, предоставляемыми законами физики.

© Ethan Siegel.

Попробуем пойти его путем.
Рассмотрим рассказ «Нейтронная звезда» Ларри Нивена. Рассказ заслужил премию «Хьюго» в номинации «Лучший короткий рассказ» в 1967 году, и он совсем крохотный — так что лучше сделать перерыв и прочитать его целиком. Если, паче чаяния, вы его раньше не читали.
Ну, а тем кто уже читал, я напомню сюжет: Героя рассказа, блистательного пилота Беовульфа Шиффера нанимают чтоб разобраться в трагическом происшествии — гибели семейной пары пилотов. (Здесь и далее цитаты по переводу Александра Владимировича Мальцев (Trend)).

Два человека, которых звали Петер Ласкин и Соня Ласкина, выразили желание использовать корабль. Они намеревались пройти на расстоянии мили от поверхности нейтронной звезды, по гиперболической траектории. После чего они больше не выходили на связь. Когда их дрейфующий корабль был найден, внутри была следующая картина:

В отсеке управления стояли две перегрузочные кушетки. Обе были сорваны с ножек и слетелись к носу, скомканные, как папиросная бумага. Они разрушили панель управления. Спинки искорёженных кушеток были забрызганы чем-то коричневым, как ржавчина. Пятнышки того же цвета виднелись везде: на стенах, на окнах, на обзорных экранах. Как будто бы что-то сильно, с исполинской мощью, ударило по креслам; например, дюжина заполненных краской воздушных шариков.
— Это кровь, — сказал я.
— Правильно. Циркулирующая жидкость человеческого организма.
Кукольник направлялся к носу корабля, но что-то заставило меня повернуться к ножкам-распоркам для более детального осмотра. Они были согнуты. Сквозь искривлённые прозрачные панели корпуса какая-то неведомая сила сдавила металл с такой дикой мощью, что он потёк наподобие тёплого воска, из распорок — и внутрь тоже.
Очевидно, во время их полёта какая-то непонятная сила пронизала корпус и проделала это с распорками для приземления. Та же самая сила, мы полагаем, и убила пилотов.

Тут нужно немного рассказать о космических кораблях этой вселенной. Корабль Ласкиных был построен с использованием корпуса от компании инопланетян — «Дженерал Продактс». Этот корпус значительно превосходит по технологии земные наработки. Настолько, что ученые не понимают, как такое возможно создать. Дело в том, что:

Ничто, не может пробраться сквозь корпус «Дженерал Продактс». Никакой вид электромагнитного излучения, кроме видимого света. Никакой вид материи, от самой крошечной субатомной частицы до самого быстрого метеорита. Это — утверждение рекламных проспектов компании, и гарантии были краеугольным камнем её существования. Я никогда не сомневался в том, что эти заявления — правда, и никогда не слышал, чтобы корпус «Дженерал Продактс» был повреждён оружием или чем бы то ни было ещё.

Как вы понимаете, факт гибели пилотов, точнее, факт того, что что-то смогло пробраться сквозь корпус, может сильно подкосить доверие к «Дженерал Продактс». И они нанимают нашего героя, чтоб он разобрался в происшествии. Повторил полет Ласкиных, но выжил. И Беофульф принимает вызов.

«Небесный ныряльщик» выскочил из гиперпространства ровно в миллионе миль от нейтронной звезды. Мне потребовалась минута для того, чтобы сориентироваться по звёздам — и ещё одна для того, чтобы обнаружить то искажение, которое незадолго до своей смерти отметила Соня Ласкина. Звезда была слева — где-то секторе размером с Луну, видимую с Земли. Я развернул корабль так, чтобы его нос был направлен точно в том направлении.
Нейтронная звезда лежала прямо по курсу, хотя я не мог её увидеть — и, собственно говоря, увидеть и не ожидал. Её поперечник составлял лишь одиннадцать миль, и она была очень холодна. Миллиард лет минул с тех пор, как BVS-1 горела термоядерным пламенем. Как минимум, миллионы лет прошли с тех катастрофических двух недель, когда она была рентгеновской звездой и полыхала жаром в пять миллиардов градусов по Кельвину. А ныне она проявляла себя лишь огромной массой.
Корабль сам собой принялся разворачиваться. Сказывалось ускорение, которое придавал ему термоядерный двигатель. Мой верный металлический страж без всякой помощи с моей стороны выводил меня на гиперболическую орбиту, которая пройдёт лишь в одной миле от поверхности звезды. Двадцать четыре часа падения, двадцать четыре часа подъёма… и за это время нечто попытается меня убить. Точно так же, как убило Ласкиных.

Вы, умники, небось давно уже поняли, что его ожидает и весело посмеиваетесь над недотепой пилотом. Но вам хорошо смеяться, сидя дома, в своей норке, а попади вы в такую переделку, может, и не то учудили бы. Так или иначе, во время полёта пилот замечает необъяснимые для него, но вполне предсказуемые события.

«Небесный ныряльщик» вернулся в вертикальное положение — его ось снова проходила через нейтронную звезду. Но ведь он только что был направлен вбок! Мне казалось, я зафиксировал судно в горизонтальном положении. Снова медленный поворот — я использовал гироскоп. Снова корабль едва сместился, до тех пор пока он не прошёл половину амплитуды. Затем, казалось, он автоматически вернулся к вертикали. Как будто «Ныряльщик» предпочитал смотреть прямо на нейтронную звезду.
Мне это не нравилось. Я попытался повторить маневр, и снова «Ныряльщик» сопротивлялся. Но на этот раз я почувствовал что-то ещё. Нечто пыталось меня тащить.
Я отстегнул сетку безопасности — и свалился в нос корабля головой вперёд. Ускорение было слабым, около одной десятой g. Казалось, это больше похоже на утопание в меду, чем на падение. Я вскарабкался обратно в кресло, пристегнул сетку. В таком положении, на весу, лицом вниз, включил диктофон. Описал случившееся с такими педантичными подробностями, что у моих гипотетических слушателей не осталось бы другого выхода, кроме как сомневаться в моём гипотетическом здравомыслии.
Что-то тащило меня, но не корабль.
Нет, чепуха, не может быть! Что могло дотянуться до меня сквозь корпус «Дженерал Продактс»? Совсем наоборот, что-то толкало корабль, сбивая его с курса. Если ситуация ухудшится, я смог бы использовать двигатель, чтобы скомпенсировать внешнее воздействие. А пока — корабль сносило в сторону от BVS-1, чему я нисколько не огорчался. Но если я неправ, и если корабль не сносит в сторону от звезды, реактивный двигатель обрушит «Небесный ныряльщик» в одиннадцать миль нейтрониума.
Кстати говоря, а почему двигатель ещё не работает? Если корабль отклоняет с курса, автопилот должен его восстанавливать. Акселерометр в порядке. Он был в порядке, когда я совершал осмотр корабля через трубу доступа.
Могло ли что-нибудь толкать корабль и акселерометр, но не меня? Вопрос сводился к той же невозможной версии: к чему-то такому, что могло проникнуть сквозь корпус «Дженерал Продактс».
«К чёрту теорию!» — сказал я себе. Я собирался убраться оттуда. В диктофон я сказал:
— Ускорение увеличилось до опасного уровня. Я попытаюсь поменять траекторию.
Конечно, когда я разверну корабль и запущу двигатель, к икс-силе добавится искусственное ускорение. Будет тяжело, но я попытаюсь какое-то время выдержать его. Если я пройду в миле от BVS-1, меня ждёт такой же конец, как и Соню Ласкину.
Должно быть, она лежала в сетке лицом вниз, наподобие меня. Лежала в ожидании, двигателя не было. А давление всё росло, и сетка врезалась в её плоть, пока сама сеть не лопнула и не сбросила Соню в нос корабля. Там она и лежала, раздавленная и смятая, пока таинственная сила не сорвала сами кресла, и не сбросила их на беднягу.
Я взялся за гироскопы.
Гироскопы не слушались. Я сделал ещё две попытки. Каждый раз судно поворачивалось где-то на пятьдесят градусов и не собиралось разворачиваться дальше, в то время как завывание гироскопов становилось всё сильнее и сильнее. Когда я отпускал гироскопы, корабль немедленно разворачивался обратно и делал несколько качаний. Нос корабля был направлен вниз на нейтронную звезду, и «Ныряльщик» явно решил придерживаться этого направления.
Падать ещё полчаса, а икс-сила уже превышает один g. Мои внутренности бились в агонии. Глаза навыкате, чуть ли не готовы выпасть. Наверное, мне не стоило доставать сигарету, но об этом уже поздно думать. Пачка «Форчунадос» вывалилась из кармана, когда я падал в нос корабля. Там она и лежала, в четырёх футах от кончиков пальцев. Доказательство того, что икс-сила, кроме меня, действовует и на другие объекты. Потрясающе.
Я больше не мог терпеть эту пытку. Чем с воплями валиться на нейтронную звезду, я должен использовать двигатель. И я его запустил. Поднимал тягу до тех пор, пока не оказался в невесомости или около того. Кровь, прилившая было к конечностям, вернулась где была. Акселерометр показывал одну целую и две десятых g, и я проклял лживый прибор.
Мягкая пачка болталась в носу корабля, и мне пришло в голову, что небольшой толчок вернёт её хозяину. Я попытался это сделать. Пачка медленно полетела в моём направлении, я потянулся к ней —, но она, будто наделённая разумом, ускорилась и избежала захвата. Я почти перехватил её около уха, но она двигалась всё быстрее. Пачка летела с сумасшедшей скоростью, принимая во внимание то, что я был практически в невесомости. Всё ещё набирая скорость, она проскользнула сквозь дверь в комнату отдыха и исчезла из вида, скрывшись в трубе доступа. Через несколько секунд я услышал громкий хлопок от падения. Но это же невозможно! Кровь уже приливала к лицу под действием таинственной силы. Я вытащил зажигалку, вытянул руку во всю длину и отпустил невесомый предмет. Зажигалка мягко улетела к носу корабля. Но пачка «Форчунадос» ударилась о корму с такой силой, будто её сбросили с небоскрёба.
Я ещё наподдал тяги. Бормочущий звук термоядерного синтеза напомнил мне, что если я попытаюсь и дальше продолжать в том же духе, то с хорошей вероятностью смогу подвергнуть корпус «Дженерал Продактс» такому жёсткому тесту, который не проводил ещё никто: вмазать его в нейтронную звезду на скорости в половину световой.
При одном целом и четырёх десятых g, как утверждал лживый акселерометр, зажигалка стала невесомой и поплыла в мою сторону. Я позволил ей продолжать путь. Она определённо падала, когда достигла дверного проёма. Я выключил двигатель. Инерция яростно бросила меня вперёд, но я продолжал наблюдать. Зажигалка замедлилась и как бы задумалась, влетать ли ей в трубу доступа, или нет. Всё-таки решила лететь. Я навострил уши, пытаясь расслышать звук падения, и подпрыгнул в кресле: от мощного удара весь корабль содрогнулся наподобие гонга.

Тут, наконец, до Беовульфа наконец дошло, какая сила пытается разорвать судно на части. Это прилив. Акселерометр располагался в центре тяжести судна. Иначе масса корабля сбивала бы стрелку прибора. Кукольники бились насмерть над точностью до десяти значащих цифр. Пилот же находился в рубке управления, отстоящей от центра корабля на несколько метров. И, соответственно, подвергался воздействию приливных сил. Вот как Беовульф объяснил это своему нанимателю:

— Вы знаете, что происходит, когда луна приближается слишком близко к планете?
— Она распадается на части.
— Почему?
— Не знаю.
— Из-за прилива.
— А что такое прилив?
— «Ага!», — сказал я себе. — Сейчас расскажу. Спутник Земли имеет диаметр почти в две тысячи миль и не вращается относительно планеты. Представьте себе два камня на Луне, один в точке, ближайшей к Земле, а другой — в самой дальней точке от планеты.
— Ну и?
— Ясно, что если убрать Луну, оба камня начнут расходиться. Они находятся на разных орбитах, можно так выразиться, на двух круговых орбитах, одна почти на две тысячи миль дальше от Земли, чем другая. Но всё же, эти камни вынуждены двигаться с одной и той же орбитальной скоростью.
— Дальний камень двигается быстрее.
— Правильно. То есть, существует сила, которая пытается разорвать луну на части. Гравитация не даёт ей распасться. Если приблизить луну достаточно близко к планете, те два камня просто начнут расходиться.
— Понятно. То есть, этот «прилив» пытался разорвать корабль на части. В отсеке жизнеобеспечения он был достаточно силён, чтобы сорвать перегрузочные кресла со стоек.
— И убить человека. Представьте эту картину. Нос корабля был всего-навсего в семи милях от центра BVS-1. Корма судна — на триста футов дальше. Если им позволить разлететься, они разойдутся по совершенно разным орбитам. Когда я был вблизи от звезды, мои голова и ноги пытались сделать то же самое.

Пилот спасся тем, что перепрограммировав автопилот, перешел в центр корабля, пока зона невесомости перемещалась по кораблю. В центре корабля воздействие приливных сил минимально, и Беовульф висел там, раскорячившись в трубе, пока звездолет пролетал опасный участок.

Возможно ли в реальности? На первый взгляд нет. То есть приливные силы действительно развернут корабль. И корабль, действительно может разогнаться до половины скорости света, двигаясь по гиперболе возле нейтронной звезды. (Диаметр звезды из рассказа дает скорость убегания 182 тысячи км). При этом, что забавно, при разгоне корабля до столь огромной скорости в центре корабля будет царить невесомость.

Жаль, что пилот не может находиться точно в центре. Ну, не точка он, уж извините. Даже если лежит плашмя точно по центру. Как показывают расчеты, при нахождении пилота в центре корабля пупок пилота отрывает от хребта с ускорением 9 млн. же. (Считал не я — у меня лапки). Так как нам спасти экстраординарного Беовульфа Шиффера от макаронизации? (Превращения в макаронину — вытягивания под воздействием большой разницы силы тяжести между ногами и головой).

Сначала я думал что пилота спасло повышение периастра орбиты (Это как перигей, только по отношению к звезде). Если вы не заметили, в рассказе корабль Беовульфа сначала шел по гиперболе 1, потом, в результате коррекции курса, перешел на гиперболу 2, у которой периастр выше. Почему? Потому что он «поддал газку» по направлению к звезде.

Да? Но как увеличение скорости, когда вектор направлен к звезде, поднимет периастр? Законы космический механики нифига не интуитивны — чтоб поднять периастр, нужно не тормозить на орбите, а разгоняться. Как же корабль разгонялся, если его нос был направлен на звезду? При движении по гиперболе (по крутой гиперболе) вокруг столь крохотного объекта как нейтронная звезда, путь по орбите и направление на звезду практически совпадают. Пока ты далеко от звезды, естественно.

Но увы. Несмотря на то, что Беофульф, несомненно, сумел поднять периастр, это крохотное изменение орбиты не спасает нашего героя. Развиваемая его кораблем тяга (30 же) — кошкины слезки, по сравнению с требуемой для повышения орбиты до безопасного уровня мощностью.

Так что, всё пропало? Разумеется нет! Что нам известно про звезду из рассказа? «Дано: выгоревший дотла белый карлик с массой более 1.44 масс Солнца». Но позвольте! Белые карлики — проэволюционировавшие звёзды с массой, не превышающей предел Чандрасекара. Та звезда, что была белым карликом — НЕ СТАНЕТ сама по себе нейтронной звездой. (Она станет черным карликом, но нынче этот термин непопулярен).

Соответственно, если звезда является белым карликом, что с её массой — наиболее вероятный исход, пролет Бовульфа становится возможным. Потому что с увеличением диаметра звезды приливные силы уменьшаются.

— НО ПОЗВОЛЬТЕ! — Скажет возмущенный внимательный читатель, — Рассказ называется «Нейтронная звезда», а не «Белый карлик» и весь рассказ Беовульф твердит нам о диаметре звезды в 11 миль.

— Это элементарно. Беовульф ошибался. Он, простите, звезду аршином не измерял. В рассказе сказано: о крошечной спрятавшейся звезде точно не известно ничего, кроме массы. Так что диаметр звезды — и это прямым текстом сказано в рассказе — оценочный.

— НО ПРОСТИТЕ! Как пилот тогда набрал скорость, чтоб облететь звезду, раз эта звезда не нейтронная? Концентрации массы карлика не хватит, чтоб так разогнать корабль!

— Очень просто. Буратино дали три яблока. Два он съел. Сколько яблок осталось у Буратино? Думаете одно? Ничего подобного. Никто не знает сколько у Буратино уже было яблок до этого. Мораль — всегда обнуляйте переменные! Мы не знаем с какой скоростью корабль вышел из подпространства в начале рассказа. Так что по сути Беовульф просто пролетел мимо звезды по гиперболе.

— А скорость его при этом была равна половине скорости света хоть на одном участке траектории?

— А вот над этим я как раз и задумывался, пока вы меня не отвлекли вашими вопросами, — возмущенно сказал я. — Хватит. Я умываю руки! В каждой статье должна быть какая-то загадка. Именно в этой загадкой будет — сумел ли я спасти пилота, или все усилия пропали туне. Я жду ответа от вас, уважаемые читатели.

Зы. Постскриптум. Я не очень умный. Что есть — то есть. Поэтому все ошибки в статье, которые в ней, несомненно есть, прошу воспринимать как приглашение их обсудить в комментариях. (Нет, я не добавлял их туда нарочно, для оживления дискуссии — обычно этого не требуется, если вы понимаете о чем я).

© Geektimes