¡Pobre Einstein! Él trata de ayudarnos a entender cómo funciona el universo y simplemente se le culpa de que las cosas sean como son.
La teoría de la relatividad no nos detiene en lo más mínimo. Busca el cohete relativista. Si vas lo suficientemente rápido, puedes ir a cualquier parte de la galaxia o incluso al universo en una vida humana … de acuerdo con la teoría de la relatividad. En ese sentido, Einstein ha proporcionado una solución para el viaje interestelar.
Prácticamente, las cosas se ponen difíciles antes de que incluso tengamos que invocar las teorías de Einstein. El problema es doble: la distancia entre las estrellas es inmensa y la vida humana es corta. Si viviéramos durante mil años o más, entonces las distancias serían menos difíciles, porque tendríamos el tiempo de viajar entre las estrellas. Tal como están las cosas, tenemos prisa y eso significa gastar mucha energía para mover grandes distancias en un corto período de tiempo. Es una compensación.
- ¿Cómo evitará la nave espacial golpear los asteroides cuando viaja a la velocidad de la luz o más rápido?
- La Tierra se toma como un marco de referencia inercial, pero la Tierra gira alrededor del sol, por lo que se convierte en un marco no inercial. ¿Es eso correcto? Si es así, ¿cuál debería ser el marco de referencia inercial puro?
- En 'Análisis del complejo visual', el autor dice que en un espacio-tiempo de 4 dimensiones, los componentes espaciales de un vector no tienen un significado absoluto ya que al girar los ejes de coordenadas se obtienen diferentes coordenadas (X ', Y', Z ') para uno y el mismo punto ¿Qué significa eso realmente?
- Si podemos movernos más rápido que la luz, podemos viajar al espacio porque la luz reciente aún no ha llegado, ¿es posible?
- Si un objeto con una velocidad bastante alta se detiene repentinamente, ¿el cambio de temperatura del objeto depende de su velocidad?
El Concorde fue un concepto revolucionario en el viaje supersónico de pasajeros que redujo horas de un viaje normal entre Londres y Nueva York. Sin embargo, era muy ineficiente y, por lo tanto, muy costoso de operar. Ya no tenemos un avión de pasajeros supersónico porque la eficiencia energética y el bajo costo son más importantes que unas pocas horas ahorradas en el tiempo de viaje.
Se necesitan compensaciones similares en viajes espaciales viables. Una de las principales desventajas de la propulsión de cohetes es que es muy ineficiente, pero prácticamente no hay otra forma de alcanzar las velocidades suficientes para un transporte interestelar rápido. De todos los conceptos que se han considerado, el más prometedor es el ramjet interestelar, llamado ramjet Bussard. Esto se debe a que la masa de reacción utilizada para la propulsión es proporcionada por el propio medio interestelar. Sin embargo, cualquier diseño no alcanzará la velocidad de la luz. La mayoría de los diseños se ven a velocidades máximas de 0.1c, que todavía es muy rápido, pero no lo suficientemente rápido como para invocar efectos relativistas significativos. A tales velocidades, cualquier viaje interestelar tomará más de 50 años.
Si solo nos estamos refiriendo a nuestro vecindario galáctico, entonces estamos mirando un radio de alrededor de 50 años luz, o tiempos de viaje del orden de mil años. Sin embargo, hay alrededor de 2000 estrellas para elegir y algunas que contienen planetas en la zona llamada “Ricitos de Oro”. Eso ya está en la canasta demasiado dura. Si somos menos ambiciosos y solo miramos dentro de un radio de 10 años luz, solo hay 2 candidatos y los tiempos de viaje serán de al menos 100 años. Tales distancias y escalas de tiempo son demasiado grandes para que los humanos y la ingeniería humana puedan hacer frente, al menos en el futuro cercano.
El problema de energía se estima fácilmente en el reverso de un sobre. Digamos que quieres viajar a 0.1c. Luego, cuando consideramos que necesitamos alcanzar esa velocidad y frenar para llegar al destino, el gasto mínimo de energía viene dado por (olvidando la corrección relativista),
[matemáticas] E = mv ^ 2 [/ matemáticas]
Para una velocidad de 0.1c, esto es solo,
[matemáticas] E = 0.01mc ^ 2 [/ matemáticas]
Eso debería preocuparte, porque ya es un gran número y ni siquiera ha tenido en cuenta la eficiencia del motor del cohete.
EDITAR: Por curiosidad, realicé un cálculo rápido de la eficiencia mecánica de un cohete (eso no incluye la eficiencia termodinámica) y un cohete genérico no puede lograr más del 65% de eficiencia al convertir la energía del combustible en energía de movimiento. Entonces necesitas multiplicar mi límite original por un factor de dos.
Consideremos un cohete de unas 1000 toneladas métricas, que es un millón de kilogramos. ¡Ese requerimiento de energía es casi equivalente a la energía almacenada en todo el arsenal nuclear del mundo! {EDITAR: multiplica la estimación por 2}
No puedes poner ese enorme presupuesto de energía a los pies de Einstein. No fue la persona que determinó que la energía del movimiento se escala cuadráticamente con la velocidad.
Parece que, de alguna manera, la gente tiene la esperanza de que todo el presupuesto de energía pueda ser reemplazado por algo mucho menos desalentador o al menos por una laguna en la física que nos permita volar alrededor de la galaxia de la misma manera que nos subimos a un automóvil y manejamos a las tiendas locales. Lamentablemente, parece que el universo no funciona de esa manera.
Si el viaje interestelar fuera fácil, entonces la galaxia debería estar repleta de naves extraterrestres, que es algo que no observamos. Por lo tanto, tenemos que suponer que estamos solos en la galaxia o que no hay una forma simple de lograr un transporte interestelar rápido.
No hay una respuesta real de por qué no observamos una galaxia zumbando con naves extraterrestres. Sin embargo, el hecho es que no observamos tal cosa, por lo que es muy probable que haya algunas restricciones severas sobre lo que se puede lograr con la tecnología avanzada.
Si las cosas parecen ser las cosas en realidad, entonces sí, estamos atrapados muy cerca de nuestro sol y Einstein realmente no tiene la culpa de eso.
