Es algo que podríamos hacer si utilizamos ion o propulsores nucleares?
No de personas en la estación de llegar a 0.99993 de la velocidad de la luz en tan sólo 5 años acelerando a 1g y eficaz de viajar hacia el futuro, 83.7 años?
Eso sería un gran experimento y una manera muy eficaz para demostrar la teoría de la relatividad en la acción. Quiero decir, la gente dentro de la estación habría viajado hacia el futuro, ¿no es genial? ¿Por qué no se ha hecho todavía?
No es factible debido a que el costo sería de una enorme cantidad de energía para acelerar la nave espacial.
Para probar esto vamos a calcular con algunos números concretos.
Muy optimista estimada, su nave espacial puede tener una masa de $m=1000\text{ kg}$ (suficiente para un par de personas y un pequeño espacio de la cápsula alrededor de ellos, pero el descuido de la masa del combustible que se necesita). Y usted dijo que quiere una velocidad de $v=0.99993\cdot c$.
Ahora se puede calcular la energía cinética relativista de la misma: $$\begin{align} E_{\text k} &= \frac{mc^2}{\sqrt{1-v^2/c^2}} - mc^2 \\ &= \left(\frac{1}{\sqrt{1-v^2/c^2}}-1\right) mc^2 \\ &= \left(\frac{1}{\sqrt{1-0.99993^2}}-1\right)\cdot 1000 \text{ kg}\cdot (3\cdot 10^8\text{ m/s})^2 \\ &= (84.5-1)\cdot 1000 \text{ kg}\cdot (3\cdot 10^8\text{ m/s})^2 \\ &= 7.5 \cdot 10^{21}\text{ J} \end{align}$$
Ahora esta es una enorme cantidad de energía. Esto es comparable a la total anual mundial de suministro de energía. (Según la Wikipedia:el consumo de energía Mundial el suministro total de energía primaria para el año 2013 fue de $5.67 \cdot 10^{20}\text{ J}$.)
Yo no soy físico, pero, sólo para añadir a la lista de problemas insalvables con esta idea, siempre he pensado que el problema más grave fue el de la "resistencia del aire" en el espacio.
La densidad del espacio interestelar es de alrededor de 1 átomo por centímetro cúbico. Si tu nave es de 1 metro cúbicos, y viaja c por 1 segundo, han viajado a 300.000 kilómetros, encontrando 300 billones de átomos.
Cuando usted se está moviendo a velocidades relativistas, cada protón que es la entrega de 0.003 julios de energía en usted. Por encima de la distancia, que es de 900 GJ. 100 segundos, y que han experimentado un retroceso equivalente a una bomba nuclear.
Las cosas están un poco mejor en el medio intergaláctico, donde la densidad es de 1 átomo por metro cúbico, un millón de veces menor a la de regular el espacio interestelar. Que significa 900 MJ por segundo de viajes. Que 1 tonelada de TNT cada 5 segundos. ¡Uf, mucho mejor!
No estoy teniendo en cuenta incluso la posibilidad de que la fusión será sometido para muchos de estos átomos en la superficie de su nave espacial. Buena suerte para encontrar un material que puede soportar eso.
Estoy super amateur, así que puede ser miscalculating aquí, por favor me corrigen si estoy!
Además de los otros aspectos conceptuales, no son prácticos.
Si aceleras a 1 g por 5 años, entonces usted va a terminar x años luz de distancia, donde x va a ser tedioso para calcular (supongo que integran tanh((9.81 m/s^2)*(5 years)/c)), pero está claro que va a ser medido en *años-luz*.
Así que está claro que eres enitrely aislado de la tierra, y en medio del espacio.
En realidad no se puede hacer nada interesante con el hecho de que "en el futuro", porque en el espacio no hay nada que realmente sucedió. En orden para que sea todo muy interesante, usted tendría que volver a la Tierra.
Pero también estás viajando en 0.999934479 c. Lejos de la Tierra
Ahora usted tiene que girar a su alrededor, y desacelerar durante 5 años para detener y, a continuación, pasar otros 10 años en volver.
Así que esto 5 años de viaje, se ha convertido en un 20 años de viaje, durante el cual la estación espacial ha de ser totalmente auto-suficiente ... y no tener ningún tipo de problemas.
Simplemente no tenemos los sistemas de apoyo a un entorno como el que durante largo tiempo.
A continuación, tienes el psicológico y sociológico de los problemas a tener en cuenta.
Además, el hecho de que usted no puede dirigir esta cosa.
Me imagino que todos estos problemas son solubles, si podemos crear una alta 10s de personal de la estación espacial. Pero a) no hemos actualmente conseguido y creo que no estamos en cualquier lugar de forma verosímil cerca de lograr eso, y b), de repente, los números de Thomas Fritsch la respuesta no a partir de 1.000 kg, están empezando a 1.000 toneladas o más!
Uno de los problemas de un tripulados misiones a Marte es la ventana de tiempo para una transferencia óptima. Me toma alrededor de seis meses para llegar a Marte. Si quieres dejar para la Tierra de nuevo utilizando la misma ventana, usted tiene 10 días para visitar Marte.
Eso es el equivalente de un vuelo de Londres a Nueva York, visitando el turista tienda durante 30 minutos, y luego volar de nuevo.
Pero la siguiente ventana es de alrededor de 1.5 años más tarde. Si usted toma esta ventana, incluyendo el tiempo de viaje hacia y desde, que la misión durará aproximadamente 2,5 años en el aislamiento y close quarters.
No tenemos datos precisos sobre el efecto de estar aislados y los contenidos de dicho período, y no es tan fácil como usted piensa. No hay manera de llegar a ellos o la provisión de suministros. Ellos necesitan ser auto-contenida y manejar todos los obstáculos (por ejemplo, fallas mecánicas).
Su experimento propuesto tendría el doble de tiempo. Lo que también no se explica es que el arte tiene que reducir la velocidad de nuevo, que llevaría a la otra de 5 años, por lo que toda la misión de cuatro veces más que una misión a Marte, que ya se extiende los límites de lo que somos capaces de forma fiable lograr.
Es incluso peor que una misión a Marte, debido a que una misión a Marte, al menos, ha de radio de contacto. Pero como el equipo se expone a la dilatación del tiempo (que se notará mucho antes de llegar a la velocidad de la luz) la comunicación será menos factible, y van a estar realmente solo.
Viaja a alta velocidad (incluso no necesita estar cerca de la velocidad de la luz) significa que este oficio no en la órbita de la Tierra nunca más. Así que donde va a viajar? Bien, usted esperaría que ser de 2,5 años luz alejada de nosotros (en promedio, viajaron a la mitad de la velocidad de la luz durante sus 5 años de acelerar = 2.5 años luz).
Pero no te olvides de cuenta de la desaceleración económica. Esa es otra de 2,5 años luz antes de que lleguen a un "punto muerto" (si existiera tal cosa).
Para ponerlo en perspectiva, que es aproximadamente el 120% de la distancia a Alfa Centauri.
Bueno, así que digamos que lograr todo eso y envío de la misión. Entonces, ¿qué? Ellos están en el futuro, el pasado Alfa Centauri, sin esperanzas de volver, y la disminución de los suministros. No podemos averiguar lo que han vivido. No podemos averiguar nada. No hay ningún beneficio para nosotros en absoluto.
Esto es más o menos el equivalente de disparar una sola persona en un traje espacial en una dirección en particular con ninguna de comunicaciones o cualquier forma de volver. Sólo estás enviando a alguien a una muerte solitaria. No estás logrando nada.
Y dada la cantidad de tiempo que se han atravesado (tenga en cuenta que la dilatación del tiempo que va a suceder en relación a su velocidad, por lo que ya la experiencia de más de la mitad de la dilatación del tiempo durante los últimos 2,5 años de su velocidad en el tiempo), es probable que los seres humanos vivos, a continuación, se han encontrado otros y la mejor manera de confirmar los efectos relativistas.
Por lo que los astronautas se sacrificaron sin contribuir a la civilización que les envió; o que son recogidas por una civilización que ya ha descubierto lo que dieron sus vidas en la búsqueda de encontrar. Tampoco es un buen resultado.
El único sistema de propulsión actual, que yo sepa, que podría alcanzar altas velocidades es el mismo del que han estado hablando durante décadas, haciendo estallar bombas nucleares detrás de una placa empujadora. Sin embargo, escuché en algún lugar que esto solo sería factible para aproximadamente el 10% de la velocidad de la luz. Y, como en las otras respuestas, tendrías que tener protección contra los átomos entrantes en el espacio.
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