Si no hay resistencia al movimiento en el espacio, considerando la velocidad alcanzada hasta ahora, ¿qué limita el logro de velocidades cercanas a la luz en el espacio?

No confunda la resistencia al movimiento (resistencia al aire, fricción, etc.) con la resistencia a la aceleración .

Puede que no haya una resistencia significativa al movimiento en el espacio, es cierto, ya que está mayormente vacío, por lo que una vez que alcance una velocidad, continuará viajando a esa velocidad prácticamente para siempre.

¿Pero cómo alcanzas esa velocidad? Por aceleración. Y cada objeto resiste la aceleración debido a su masa. Esa resistencia se llama inercia, y siempre está presente: en el espacio igual que en el suelo.

Para superar la inercia, se necesita mucha energía. La energía cinética de un objeto rápido es muy alta (por eso incluso algo como un automóvil, que viaja a una fracción muy pequeña de la velocidad de la luz, puede causar mucho daño cuando golpea algo que no debería). La energía cinética de un objeto relativista es aún mayor.

Acelerar solo un kilogramo de materia al 99% de la velocidad de la luz requiere una cantidad gigantesca de energía: el equivalente a una bomba termonuclear de 150 megatones, más del doble del tamaño de la mayor explosión nuclear de la historia. Y esta energía es necesaria independientemente de si estás en el suelo o en el espacio, porque no se trata de mantener el objeto en movimiento; se trata de ponerlo en movimiento en primer lugar, es decir, acelerarlo.

La ecuación del cohete Tsiolkovsky.

Ecuación del cohete Tsiolkovsky – Wikipedia

Debido a que no hay nada contra lo que empujar, excepto su propio escape, necesita mucho escape. Pero eso significa que necesita mucho combustible. Y eso significa que su empuje no es tan efectivo como le gustaría, porque lleva mucho peso extra en combustible. Si convirtió todo el sistema solar en combustible para cohetes RP-1, aún no podría alcanzar el 1% de la velocidad de la luz.

Si pudieras acelerar a una G (una aceleración muy modesta) durante un año, podrías alcanzar velocidades relativistas. Pero incluso nuestros cohetes más grandes no pueden transportar suficiente combustible para mantener esa aceleración durante más de unos minutos antes de quedarse sin gasolina.

Por lo tanto, la relatividad nos impide avanzar más rápido que la luz, pero en realidad no importa, porque las limitaciones de ingeniería nos impiden acercarnos lo suficientemente rápido como para que la relatividad se convierta en un factor limitante.

Este es uno de los muchos misterios sin resolver en física.

También me he estado preguntando sobre el límite de velocidad de la luz por un tiempo. La forma en que miro el límite de velocidad de la luz ahora es que me parece lógico que si la luz es una onda EM, con efectos alternos E y M donde un efecto causa el otro, es lógico que haya algún tipo de velocidad máxima fija y natural a la que podría propagarse una especie de carrera de relevos entre los efectos E y M.

Solo se necesita una suposición para encontrar una explicación lógica de por qué la materia no puede ir a la velocidad de la luz o por encima de ella: y esa es la suposición de que la materia está en su núcleo hecha de cosas similares a la luz.

Si no hay resistencia al movimiento en el espacio, considerando la velocidad alcanzada hasta el momento, ¿qué limita el logro de velocidades cercanas a la luz en el espacio?

Energía.

La energía no funciona exactamente como lo predice la física newtoniana. La energía cinética de un cuerpo masivo a velocidad v según la relatividad es

[matemáticas] E = mc ^ 2 (\ frac {1} {\ sqrt {1- \ frac {v ^ 2} {c ^ 2}}} – 1) [/ matemáticas]

si ejecutamos algunos números (partícula de prueba de 1 kg) entonces obtenemos …

Como puede ver, eso aumenta rápidamente a medida que la velocidad se acerca a la velocidad de la luz.

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