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¿Acercarse a una estrella distante cerca de la velocidad de la luz revela toda su historia en "avance rápido"?

La luz que nos detectar hoy en día en nuestros telescopios de estrellas distantes, es muy viejo.

Si pudiéramos viajar rápido (digamos, el 90% de la velocidad de la luz) hacia una estrella a millones de años luz de distancia, todo el tiempo mirando directamente a él, podemos ver que la estrella de toda la historia se desarrolla en fast-forward ▶▶ hasta llegar a ella? (si aún sigue allí, por supuesto).

Parece razonable que los "nuevos" fotones emitidos desde que la estrella iba a golpear a nuestros ojos en un ritmo más rápido mientras nos acercamos a ella.

Gracias.

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gj255 Puntos 1313

Nos, ciertamente, o al menos que si estuviéramos telescopios lo suficientemente potente. Sin embargo, mejor aún, podíamos escoger a ver su historia se despliegan arbitrariamente en un alto fast-forward rate! Supongamos que nuestro universo fueron de música clásica o Newtoniana/Galileo (o lo que sea que quieras llamarlo), pero con una velocidad finita de propagación de la luz (y digamos que estamos todavía a los que no pueden viajar más rápido que la luz en este mundo hipotético). Luego, por la buena vieja efecto Doppler, los fotones procedentes de la estrella más rápido de lo que fueron emitidos. Cuánto más rápido? Bien, supongamos que se dirigían hacia la estrella en aproximadamente la velocidad de la luz. Los fotones estaría viajando hacia nosotros a la velocidad de la luz, y así, con la relatividad Galileana (que no es correcto, tenga en cuenta!) los fotones sería llegar a nosotros dos veces tan rápidamente como ellos fueron emitidos. Por lo tanto recibimos una agradable 2X FF. Esto es coherente: si nuestro planeta es $x$ años luz de distancia de la estrella en cuestión, entonces tenemos que (desde la Tierra), a ver la estrella de la $x$ años atrás. Entonces, si se dirigía a gran velocidad hacia él a la velocidad de la luz, el tiempo necesario para obtener también iba a ser $x$ años, y en el momento en que llegamos, debe ser "en el presente", por así decirlo. Por lo tanto debemos ser la captura de hasta por un año por año, que corresponde a un 2X de avance rápido.

Pero este no es el universo en el que vivimos! Vivimos en un universo gobernado, al mejor de nuestro conocimiento, por parte de Einstein de la relatividad de einstein. En nuestro caso, estamos interesados principalmente en un viaje a través del espacio profundo (donde la gravedad es insignificante) queremos que la teoría de la relatividad especial. Esta teoría nos dice que hemos de llegar a más y más rápido velocidades relativo a un determinado objeto, que el objeto pasa a ser contratado en la longitud (en la dirección en que estamos de viaje) y el tiempo pasa más lentamente. Estos son muy extraños resultados - - - ¿cuál es su implicación? Así, cuando nos acercamos a la velocidad de la luz, la distancia entre esta lejos de la estrella y nuestra nave espacial podría contrato. De hecho, contrato a un arbitrariamente pequeña distancia que tenemos arbitrariamente cerca de la velocidad de la luz. En consecuencia, podríamos llegar a la estrella en años, pero prácticamente en ningún momento a todos!

Desde la estrella de la perspectiva funciona de la siguiente manera: la estrella se ve una nave espacial que viaja a casi la velocidad de la luz hacia ella. La cerca de la velocidad de la luz velocidad relativa implica que la estrella, el tiempo corre en particular lentamente a bordo de la nave espacial --- por el momento tenemos muy, muy cercana a la velocidad de la luz, el tiempo casi se ha detenido a una parada, desde la perspectiva de la estrella. Así que por el momento de nuestra llegada, muy poco tiempo ha pasado a bordo de nuestra nave espacial.

Lo que esto significa es que (para uno, significa que la energía suficiente, podemos conseguir prácticamente en cualquier lugar en el universo dentro de nuestra esperanza de vida) ahora sólo nos lleva a una longitud corta de tiempo para llegar a la estrella, pero en ese momento debemos tener atrapados los $x$ años que era la estrella "en el pasado", desde la Tierra de la perspectiva. Si hemos hecho el viaje en $x/2$ años, decir, estaríamos mirando a la estrella en un avance rápido ritmo mayor que el de 2X. Aún más rápido y podemos ver la estrella de la historia se despliegan en cuestión de pocos días o minutos.

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aceinthehole Puntos 1460

Supuestos empezamos con un observador y una de las estrellas en reposo con respecto a cada uno de los otros y 1000 años luz de distancia. Ambos observadores pueden ponerse de acuerdo sobre estos hechos.

El observador establece hacia la estrella en una forma razonablemente rápida nave, llegando después de 10.000 años, medido en su marco original, la grabación de la luz de la estrella a medida que avanza. El viajero experiencias $$t' = (10000 \,\mathrm{years}) \sqrt{1 - .1^2} = 9950 \,\mathrm{years} $$ de los viajes.

A su llegada en el barrio de la estrella ha grabado 11.000 años de los datos de la estrella (dependiendo de cuyo momento prefiere utilizar aquí), ya sea de 10.000 o 9950 año. 10--10.5% overcrank.

Así que, sí, él es ver las cosas en avance rápido, pero tienes que ir muy rápido para obtener mucho los efectos. Y una vez que llegue a la estrella no se puede avanzar rápido (pero usted puede ir para el mes lento).


Si aumentamos la velocidad a 0.5 c, obtenemos $t' = 1730\,\mathrm{years}$ ver de 3000 años de las estrellas de luz para un overcrank de cerca de 73% de los viajeros potenciales. En general la expresión que queremos para la proporción es de

$$\begin{align*} r &= \frac{d_0 + t}{t'} \\ &= \frac{d_0 + \frac{d_0}{v}}{\frac{d_0}{v}\sqrt{1 - v^2}}\\ &= \frac{v + 1}{\sqrt{1 - v^2}} \end{align*}$$

donde la velocidad de $v$ se expresa en términos de una fracción de c y $d_0$ es el punto de partida de la distancia (pero tenga en cuenta que se cae de la respuesta).

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Alex Puntos 1

En primer lugar, si estamos de viaje en el 90% de la velocidad de la luz, los efectos relativistas será también engrandecido a ignorar. Si usted está viajando a una velocidad de $0.9c$ hacia la estrella, de acuerdo a su marco de referencia, la estrella que viene hacia usted en$0.9c$. Podrás observar que la velocidad de rotación de la estrella se ralentiza por un factor de $\sqrt{1-(0.9c)^2/c^2}=0.44$. También podrás observar que la estrella de los contratos y su masa aumenta por el mismo factor. También, la distancia entre usted y la estrella también de contrato, reduciendo así la duración del viaje en sí mismo.

La segunda cosa que va a pasar es que va a ver los colores de las estrellas cambiando constantemente.

Tan lejos como el 'nuevo' fotones que llega a sus ojos se refiere, sí, usted va a avanzar rápidamente a través de una parte de su ciclo de vida, pero desde la distancia también es contratado, no sería mucho. También, usted tendrá que mantener la predicción del cambio de posición de la estrella. Lo que se dirigían hacia al principio del viaje no era la posición de la estrella en ese momento, y esto va a seguir sucediendo durante todo el viaje.

Cómo este efecto se llevará a cabo junto con la relativista y otros efectos sería una cosa interesante de ver.

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