¿Cuánto combustible se necesita para viajes estrellas teniendo en cuenta la dilatación relativista del tiempo?

Question

John Rennie Q&A ¿cuánto tiempo me va a tomar para viajar a una estrella distante? discute acerca de los viajes interestelares a tomar en consideración. Hubo un caso en el que se discutió acerca de la constante de aceleración-desaceleración viaje donde el viajero se han registrado sólo 12 años. Pero desde la Tierra la perspectiva de los viajes tuvo 491 años. También el viajero experimentado espacio de contracción.

Mi pregunta es si un buque de ser alimentados desde el viajero del marco o de la tierra de marco? O relativista de matemáticas de rendimiento que ambos son de la misma cantidad?

Answer 1

Usted puede pensar que el combustible se almacena en barriles, y los observadores en todos los cuadros estarán de acuerdo en cómo muchos sin usar los barriles son de la izquierda cuando el barco llega a su destino, desde discretas cantidades no se ven afectados por el impulso de Lorentz.

Si usted se está preguntando cómo esto tiene sentido con la dilatación del tiempo, imagino que a bordo de la nave, parece que los barriles están siendo utilizados a un ritmo constante. Sin embargo, desde la Tierra parece que, como el barco acelera, utiliza combustible a un ritmo más lento y, en consecuencia, se acelera a un ritmo más lento. Esto está relacionado con la ecuación de la energía en lurscher la respuesta, ya que una creciente cantidad de información en el trabajo de los motores va a aumentar la energía en lugar de la velocidad.

Answer 2

Para ser capaz de alcanzar una alta fracción de la velocidad de la luz, se necesita también una fracción importante de su equivalente de carga de masa de la masa-energía. De acuerdo a la fórmula de la energía (resto y cinética)

$$ E = \gamma m c^2$$

así que, para llegar a $0.1c$, lo que significa que su gamma es $\gamma = (1-\beta^2)^{-1/2} = 0.99^{-1/2} = 1.01$, lo que significa que por cada kilogramo de carga útil para acelerar la a $0.1c$ (c, siendo la velocidad de la luz) que necesita 0.01 kilogramos como el de la energía.

La aceleración de un cohete con incluso todavía inexistente fusión motores a velocidades superiores a $0.1c$ se vuelve exponencialmente más difícil (es decir, el cohete se presenta exponencialmente más grande)

Es por eso que la mejor posibilidad para naves interestelares es el láser-empuja las velas, dejando todo el combustible cerca de el sol en la casa, y solo rayo de energía hacia una gran vela

Como la Varilla de Vance comentarios, si usted desea considerar la aceleración constante en lugar de llegar a un determinado (relativista) delta-V, entonces la energía de los requisitos de subir sustancialmente. Mira el Juan Báez preguntas frecuentes sobre relativista cohetes para más info

Answer 3

La nave espacial y la tierra comienzan en el mismo marco, por lo que está de acuerdo en la cantidad de combustible en ambos marcos.