Suponiendo que tuviéramos una nave espacial que pudiera acelerar hasta el 10% de la velocidad de la luz, ¿qué velocidad podría alcanzarse de forma realista sin romper su estructura dada la ciencia material actual? Para esta pregunta no hay que tener en cuenta la basura espacial.
Respuestas
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razeh
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Para alcanzar una velocidad final del 10% de la velocidad de la luz, las respuestas anteriores son completamente correctas. La velocidad no importa, sino la aceleración, e incluso así, la aceleración sólo importa cuando las distintas partes de la nave aceleran a ritmos diferentes.
Pero esto sólo es cierto hasta un punto (muy difícil de alcanzar), debido a la existencia del Fondo Cósmico de Microondas (CMB). Resulta que cuanto más rápido vayas, más probable es que los protones de tu nave sufran las siguientes reacciones con los fotones del CMB:
$$p+\gamma\to\Delta^+\to p+\pi^0$$
$$p+\gamma\to\Delta^+\to n+\pi^+$$
Una vez que estas reacciones comienzan a ocurrir, el propio Fondo Cósmico de Microondas comienza a destruir su nave. Resulta que la energía umbral para que se produzcan estas interacciones es del orden de $10^{20}$ eV por protón (se trata de un límite bien conocido en la física de los rayos cósmicos denominado límite GZK). Suponiendo que su nave sea del orden de unos cientos de kg, lo que corresponde a algo del orden de $10^{28}$ protones, para que esto ocurra, su nave tendría que tener una energía cinética de $10^{48}$ eV, lo que se traduce en $10^{29}$ J. Evidentemente, se trata de una cantidad de energía poco práctica (es decir, habría que aniquilar aproximadamente $10^{12}$ kg de materia y antimateria para llegar a esa velocidad, lo que equivale aproximadamente a la masa de todos los peces de la Tierra), y requeriría que tuvieras una velocidad tan cercana a $c$ que un observador externo apenas podría notar la diferencia, pero sí establece un límite superior a la energía cinética de su nave si suponemos que el CMB existe.
S. McGrew
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Parece que estás preguntando si la velocidad, por sí sola, es suficiente para provocar la desintegración de un vehículo.
La respuesta inmediata es que, en el vacío, la velocidad es irrelevante. Un vehículo que viaje a un 99% de la velocidad de la luz no experimentará ninguna tensión debida a su velocidad.
Cuanto más rápido se mueva el vehículo en relación con las estrellas circundantes, más rayos cósmicos y micrometeoritos encontrará por segundo, del mismo modo que un coche que atraviesa una tormenta golpeará más gotas de lluvia por segundo que un coche parado. Pero un vehículo con la masa de un Tesla apenas notaría los efectos, aunque siguiera volando por el cosmos durante un millón de años a una velocidad cercana a la de la luz.
La aceleración es muy diferente de la velocidad. Sí, la aceleración puede provocar tensiones. Pero tu vehículo puede alcanzar cualquier velocidad con una aceleración muy baja (como 1 km/h por segundo) o muy alta (como un millón de km/h por segundo). En el primer caso, se tarda un segundo en alcanzar 1 km/h. En el segundo caso, se tarda un microsegundo en alcanzar 1 km/h. Mientras la aceleración se mantenga relativamente baja, el vehículo puede seguir acelerando sin sufrir daños hasta alcanzar la velocidad que se desee.
