কীভাবে ডাইসন গোলক তৈরি করবেন

পদার্থবিজ্ঞানী ফ্রিম্যান ডাইসনের নাম অনুসারে একটি ডায়সন গোলক একটি অনুমানমূলক মেগা-কাঠামো যা উন্নত সভ্যতাটিকে তার নক্ষত্রের শক্তি সম্পদকে পুরোপুরি কাজে লাগাতে সক্ষম করবে। ডাইসন গোলক ধারণাটিতে অনেক বৈচিত্র রয়েছে। ডায়সন শেল হিসাবে খ্যাততমতম, কেবল একটি শক্ত গোলাকার শেল যা পুরোপুরি একটি তারাকে ঘিরে surround

দুর্ভাগ্যক্রমে এই ধারণার প্রবক্তাদের জন্য, একটি সাধারণ গণনা দেখায় যে ডাইসন শেলের মধ্যে উত্পাদিত সংবেদনশীল শক্তিগুলি কোনও পরিচিত উপাদানের শক্তি ছাড়িয়ে যাবে। যেমন ফ্রিম্যান ডাইসন নিজে লিখেছিলেন:

তারার চারপাশে একটি শক্ত শেল বা রিং যান্ত্রিকভাবে অসম্ভব। 'বায়োস্ফিয়ার' রূপটি যা আমি কল্পনা করেছিলাম তার মধ্যে aroundিলে .ালা সংগ্রহ বা তারার চারপাশে স্বাধীন কক্ষপথে ভ্রমণকারী বস্তুর ঝাঁক রয়েছে।

তবে, এই উপসংহার অকাল হতে পারে, যেহেতু বৃহত কাঠামো স্থিতিশীল করতে আমাদের একা যান্ত্রিক বাহিনীর উপর নির্ভর করতে হবে না। যদিও কোনও পরিচিত উপাদান নক্ষত্রকে ঘিরে স্থিতিশীল রিংকে সমর্থন করতে পারে না, কক্ষপথের গতিবেগে বেধে দেওয়া একটি রিং একটি কেন্দ্রকেন্দ্রিক শক্তি তৈরি করবে যা স্থিতিশীলতা নিশ্চিত করে প্রতিটি পয়েন্টে মহাকর্ষ বলকে বাতিল করে দেয়।

দুর্ভাগ্যক্রমে, আমরা রিংগুলির মতো একইভাবে গোলকগুলি স্থিতিশীল করতে পারি না, যেহেতু আবর্তন অক্ষের সাথে সমান্তরালভাবে একটি মহাকর্ষীয় বল ভেক্টরের উপাদানটিকে আবর্তনটি বাতিল করতে পারে না। যাইহোক, ঘোরানো গোলকটিতে অভিনয়কারী বাহিনী বিশ্লেষণ করে আমরা দেখতে পাব যে আরও জটিল সেটআপ আমরা চাই স্থিতিশীলতা অর্জন করতে পারে।

একটি গোলকের প্রতিটি বিন্দুতে, ব্যাসার্ধের ভেক্টর থাকে যা মূলটিকে গোলকের এক বিন্দুতে নির্দেশ করে। এই ভেক্টরটি ইউনিট ব্যাসার্ধের ভেক্টরের পণ্য এবং গোলকের ব্যাসার্ধ হিসাবে প্রকাশ করা যেতে পারে:

ঘূর্ণনের একটি ব্যাসার্ধ নির্ধারণ করতে এটিও দরকারী। এটি একটি ভেক্টর যা ঘূর্ণনের অক্ষ থেকে গোলকের একটি বিন্দুর অবস্থানকে নির্দেশ করে। এই ভেক্টরটি আবর্তনের অক্ষের সাথে লম্ব ব্যাসার্ধের উপাদান হিসাবে প্রকাশ করা যেতে পারে:

পরিশেষে, আমরা কোনও ভেক্টরের উপাদানগুলি নির্দেশ করতে সাবস্ক্রিপ্ট স্বরলিপি ব্যবহার করব। উদাহরণস্বরূপ, নিম্নলিখিত স্কেলারের পরিমাণটি ইউনিট ব্যাসার্ধ ভেক্টরের x উপাদান:

এখন, আমরা কোনও ঘূর্ণায়মান গোলকের যে কোনও সময়ে বাহিনী গণনা করব (সরলতার জন্য, আমরা ভর শব্দটিকে উপেক্ষা করব)।

কেন্দ্রীভূত শক্তির সমীকরণটি হ'ল:

কোথায়:

মাধ্যাকর্ষণ শক্তির সমীকরণটি হ'ল:

কোথায়:

এক পর্যায়ে নেট ফোর্সটি কেন্দ্রীভূত শক্তি এবং মহাকর্ষের যোগফল হবে:

একটি = বি সেট করে, একটি ঘোরানো গোলাকার শেলটি এক্স এবং ওয়াই উপাদানগুলির সাহায্যে মহাকর্ষকে ঠিক বাতিল করতে পারে। যেমনটি প্রত্যাশা করা হয়েছিল, এটি কেবলমাত্র z অংশটি নিরবচ্ছিন্ন অবস্থায় রয়েছে বলে আমাদের আংশিক স্থিতিশীলতা দেয়। অতিরিক্ত স্থিতিশীলতা ছাড়াই গোলকটি z অক্ষের সাথে ধসে পড়বে।

3 টি গোলক (সমান রেডিয়ি এবং কৌণিক বেগ সহ) ব্যবহার করে সম্পূর্ণ স্থিতিশীলতা অর্জন করা যেতে পারে, প্রতিটি প্রতিটি ঘূর্ণনের প্রায় 3 টি পারস্পরিক লম্ব অক্ষের ঘূর্ণন করে। এটি প্রমাণ করার জন্য, আমরা যথাক্রমে z, x এবং y অক্ষের চারদিকে ঘোরানো 3 গোলকের একটি সিস্টেম দ্বারা উত্পাদিত নেট ত্বরণ গণনা করব।

প্রথম গোলকের দ্বারা উত্পাদিত বলটি জাইজেড স্থানাঙ্ক ফ্রেমে লেখা হয়। ফোর্স ভেক্টরের উপাদানগুলি হ'ল:

দ্বিতীয় গোলকের দ্বারা উত্পাদিত বলটি yzx স্থানাঙ্ক ফ্রেমে লেখা হয়। ফোর্স ভেক্টরের উপাদানগুলি হ'ল:

নোট করুন যে এই ভেক্টরটি প্রথম জাইজেড লেবেলগুলির পুনর্বিন্যাসের মাধ্যমে পৃথক হয়েছে।

একইভাবে, জ্যাক্সি স্থানাঙ্ক ফ্রেমে তৃতীয় গোলক দ্বারা উত্পাদিত বল ভেক্টরের উপাদানগুলি হ'ল:

অবশেষে, আমরা সমস্ত 3 টি গোলকের যোগফল নিয়েছি (xyz স্থানাঙ্ক ফ্রেমে):

আমরা দেখতে পারি যে 2 এ = 3 বি সেট করে 3 টি যান্ত্রিকভাবে যুগল গোলকের একটি সেট কেন্দ্রীভূত শক্তি তৈরি করে যা প্রতিটি পয়েন্টে ঠিক মাধ্যাকর্ষণকে বাতিল করে দেয়। এটি বোঝাবে যে প্রতিটি গোলকের নিরক্ষীয় অঞ্চল স্কয়ারটি (3/2) কক্ষপথের গতিবেগে ঘুরছে। 2a> 3 বি সেট করে, গোলক দ্বারা উত্পন্ন নেট শক্তি কাঠামো জুড়ে অভিন্ন লোডের সমর্থনের অনুমতি দেয়।

এই ধারণার একটি বৈকল্পিকতা হল একটি ঘন জাল-জাতীয় কাঠামোয় সাজানো 3 টি রিংগুলির সাথে 3 টি শক্ত গোলকটি প্রতিস্থাপন করা।

গতিশীলভাবে সমর্থিত ডায়সন শেলটির জন্য জাল প্যাটার্ন

রিংগুলিতে উচ্চ গতিতে চলমান গণ স্রোত থাকবে যা ঘূর্ণায়মান গোলকের সাথে সামঞ্জস্য রেখে একটি কেন্দ্রবিন্দু শক্তি তৈরি করতে পারে। উপরের কনফিগারেশনে সাজানো কয়েকটি সিরিজের রিংগুলি একটি উচ্চ ঘনত্বের জালের সীমাতে উত্পন্ন হবে ঠিক একই ইউনিফর্ম সেন্ট্রিফুগাল শক্তি হিসাবে আগে আলোচনা করা 3 গোলকের কনফিগারেশন হিসাবে।

ম্যাগলভ ট্রেনগুলি চৌম্বকীয় ট্র্যাকগুলিতে কীভাবে উত্তোলন করা হয় তার অনুরূপ একটি সক্রিয় চৌম্বকীয় স্থিতিশীল প্রক্রিয়া ব্যবহার করে রিংয়ের দেয়ালগুলির সাথে সংঘর্ষ থেকে রক্ষা করা যেতে পারে stream

লোফস্ট্রম লঞ্চ লুপ একটি বহিরাগত বায়ুমণ্ডলীয় লঞ্চ সিস্টেমকে সমর্থন করতে ভর স্ট্রিম ব্যবহার করে

পরিশেষে, এটি লক্ষণীয় গুরুত্বপূর্ণ যে একটি সম্পূর্ণ ডাইসন শেলকে স্থিতিশীল করা সম্ভব হলেও, ডাইসন শেলের আংশিক নির্মাণ স্থিতিশীল নয়। একটি ডাইসন শেলের নির্মাণাধীন অবস্থায় কিছুটা বাহ্যিক সমর্থন (সম্ভবত রকেট থ্রাস্টার থেকে) প্রয়োজন হবে।