¿Cuánto se tarda en recorrer 36 años luz con una aceleración y desaceleración tolerables?

Question

En descubrimiento reciente de HD85512b a sólo 36 años luz de la Tierra tiene atributos prometedores para albergar vida. Suponiendo que queramos viajar hasta allí, no podemos saltar instantáneamente a la velocidad de la luz, (eufemismos de StarTrek aparte), tendremos que acelerar de la forma convencional cogiendo impulso.

Ahora bien, ¿cuánto tiempo se tardaría en alcanzar la velocidad de la luz a un ritmo de aceleración que no matara a los ocupantes de la nave espacial? (No podemos acelerar continuamente a 4g's durante periodos prolongados porque acabaría matándote el estrés físico). En segundo lugar, dado el tiempo necesario para acelerar a la velocidad de la luz, ¿cuánto se tardaría en recorrer la distancia restante y llegar a nuestra nueva utopía?

Answer 1

Con una aceleración constante de 1 g en la mitad del trayecto y una desaceleración constante de 1 g en la mitad restante, se tarda 7 años en tiempo de cohete y 38 años en tiempo terrestre:

http://www.cthreepo.com/lab/math1.shtml

Desplácese hasta Viajes Relativistas Largos e introduzca sus datos.

Para la galaxia de Andrómeda (2,5 mil ly) son 29 años en tiempo de cohete. :)

Answer 2

Ya que estás haciendo el experimento mental de todos modos, hay al menos dos consideraciones de ingeniería importantes que limitan esto más severamente que las aceleraciones que los humanos pueden soportar (que es trivialmente solucionable con robots de todos modos):

(1) Las necesidades energéticas serían enormes. ¿Qué porcentaje de la masa total tendría que ser combustible para suministrar suficiente energía para acelerar y decelerar la carga útil 36 ly a cualquier aceleración que valga la pena? No he hecho los cálculos, pero el caso de ingeniería es desalentador: (combustible+cohete+carga útil) todo necesita ser acelerado, el combustible puede ir disminuyendo a medida que se avanza, y tal vez cohete es si tienes una nave espacial preparada. Dados los límites de resistencia de los materiales conocidos, ¿es posible tener una carga útil del tamaño de unos pocos seres humanos y un cohete lo suficientemente grande para albergar esa carga útil? et el combustible, y hacer que las ecuaciones funcionen? Eso muy bien puede ser el factor limitante del vuelo interestelar, independientemente de la tecnología.

(2) Si vas lo suficientemente rápido, incluso un micrometeorito del tamaño de polvo causaría daños mortales. Creo haber leído en alguna parte que el 10% de la velocidad de la luz hace que chocar contra un grano de polvo sea como una bomba nuclear. Así que puede haber un "límite de velocidad" muy inferior al de la luz, por encima del cual simplemente sería demasiado peligroso viajar.

Answer 3

Inspirado por las palabras de David Zaslavsky de que "este sitio no trata realmente de lo que la tecnología existente permite o no permite":-), me gustaría discutir una posibilidad que es francamente escandalosa desde el punto de vista de la tecnología, pero que parece factible desde el punto de vista de la física. ¿A qué aceleración constante máxima puede sobrevivir un ser humano? Según otra respuesta, es de 4g. Puede que sí. Quizá algo más. Quizá algo menos. Eso no importa mucho. Sin embargo, tengo entendido que hay una excepción: si la aceleración es causada por la gravedad, ésta actúa de la misma manera sobre todas las partes del cuerpo humano. Por tanto, no provoca desplazamientos relativos y no mata. Además, según el principio de equivalencia, la caída libre se siente como un movimiento inercial (que yo sepa, un acelerómetro en caída libre registra una aceleración nula). Por lo tanto, teóricamente, podríamos impulsar un enorme cuerpo celeste (digamos, el Sol) y dejar que un humano cayera libremente sobre él. Supongo que la aceleración en caída libre cerca de la superficie del Sol es de unos 28g, así que si impulsamos el Sol con esa aceleración, el humano caerá libremente sobre él mientras el Sol esté impulsado (si se mueve en la misma dirección que el Sol) sin morir por la aceleración (necesitará protección de la radiación del Sol, pero estará protegido de los meteoritos por el Sol). Así, la duración del vuelo puede reducirse drásticamente. Sin embargo, recaudar fondos para un viaje así no es tarea fácil:-)