¿Por qué no podemos construir una nave espacial que viaje a la mitad de la velocidad de la luz?

Solo para agregar a las excelentes respuestas existentes y para resaltar la gran cantidad de energía necesaria:

Suponga que desea una misión tripulada y suponga que podría diseñar el soporte vital, etc., en el marco del transbordador espacial de 90 toneladas, se necesitaría 1 × 10 ^ 18 kJ de energía para llevar el transbordador a 1 / 2c (sin incluir ninguno combustible que sería otro factor importante)

Con los precios actuales de la electricidad (supongamos algún tipo de estación base y propulsión láser o microondas) el costo sería de 70 billones de dólares. (Sí, billones): por supuesto, probablemente obtendría un descuento significativo en las tarifas.

Suponiendo que no desea gastar para siempre hasta 1 / 2c, entonces necesita un nivel de potencia de unos 32 TeraWatts (es decir, 32000 GigaWatts) de potencia continua cada segundo para hacer el trabajo en un año. Para poner esto en contexto, las 20 centrales eléctricas más grandes del mundo combinadas pueden generar 159 Gigavatios de potencia, o aproximadamente el medio por ciento de lo que se necesita.

Ahora, si desea inventar su propia tecnología, lo que lo hace tan seguro de que puede hacerlo más barato que los productores de energía existentes: tendrá una factura de I + D de al menos 70 billones de dólares, y todos estos números son muy conservadores: fácilmente podría ser 100 veces esto)

Entonces, nada en la ciencia dice que no se puede hacer, pero el desafío de ingeniería, sin mencionar el desafío económico, es de muchos órdenes de magnitud más allá de nuestras capacidades actuales.

Por cierto, no te olvides de reducir la velocidad en el otro extremo!

EDITAR:

Como ingeniero de investigación por formación, me decepcionó bastante el tono algo negativo de mi respuesta. En general, una vez que las leyes de física permiten algo, es digno de un estudio de ingeniería y si nos rendimos sobre la base de “es demasiado difícil”, nunca progresaríamos. Después de todo, la Ingeniería de Investigación se trata de resolver las preguntas difíciles.

Entonces, ¿cómo procedería si estuviera trabajando con un presupuesto “modesto” de mil millones de dólares más o menos: Bueno, la respuesta resulta ser más o menos lo que la NASA está haciendo actualmente!

a) Lanzamiento con cohetes convencionales.
b) velas solares de tamaño pequeño a moderado,
c) La gravedad ayuda desde los planetas internos y externos.
d) Tecnología de accionamiento de plasma termoeléctrico nuclear.
e) Tecnología láser para comunicación remota.

Todas estas tecnologías se han prototipado con éxito en el espacio, por lo que la respuesta breve es que avanzamos tan rápido como la financiación presupuestaria permite el concepto de una sonda interestelar a las estrellas más cercanas; probablemente no a 1 / 2c, pero tal vez un viaje de 50 a 100 años por una pequeña sonda robótica podría estar en las tarjetas dado un progreso de otros 50 años.

¿Pero cuál sería su misión? Tiene que ser algo que los telescopios cada vez más grandes en el espacio probablemente no puedan descubrir.

Si la fusión nuclear o una tecnología similar alguna vez se vuelve eficiente y compacta, lo que probablemente lo hará, entonces, en teoría, una nave espacial debería poder alcanzar un orden de magnitud de 0.5c. Desafortunadamente, el espacio no es un vacío perfecto, aunque sea casi perfecto. Dependiendo de dónde viaje su nave espacial, existe una gran posibilidad de que pase a través de una nube de polvo. Si choca con cualquier cosa , incluso polvo, a 0.5c tendrá un mal día.

EDITAR: Además, tu nave tardará una cantidad de tiempo decente en alcanzar esa velocidad si no quieres matar a ningún pasajero humano dentro. Suponiendo que los humanos puedan acelerar a ~ 10 m / s ^ 2, la nave tendrá que acelerar durante aproximadamente 15 millones de segundos, o aproximadamente 6 meses. A menos que encuentre una manera de acelerar a las personas más rápido, los vuelos aún tomarán algún tiempo.

Según las predicciones actuales, tendremos la tecnología y el conocimiento en unos 100,000 – 1,000,000 años a partir de ahora, a menos que nos encontremos con una civilización extraterrestre que ya sabe cómo hacer esto.

Sin embargo, la mitad de 186,000 millas por segundo sigue siendo bastante rápida. Harás un círculo alrededor de la tierra 7 veces en un segundo a la velocidad de la luz. A la mitad de esta velocidad, rodearás la tierra 3.5 veces en un segundo. Esto pone las velocidades que se discuten en perspectiva de alguna manera. Y poder construir una nave que te permita hacer esto, es una hazaña tecnológica increíble. Uno literalmente fuera de la vista actualmente.

Sin embargo, incluso a la velocidad de la luz, le tomaría años llegar a Alpha Centauri, la estrella más cercana a nuestro Sol, y millones de años aún a Andrómeda, la galaxia más cercana a nuestra Vía Láctea. Entonces, el viaje ligero es definitivamente efectivo, pero no es la forma más eficiente de viajar en un universo tan vasto como el nuestro.

Realmente, nuestras mejores apuestas para atravesar el Universo de manera eficiente son:

-Encontrar inteligencia extraterrestre que sabe cómo lograr la luz o más rápido que el viaje de la luz.
-Agujeros
-Teleportación

Sigue pensando. Y no pierdas la esperanza en la humanidad.

Ambos. Ninguno. Un observador en cada cohete verá un reloj en el otro cohete correr lento. De hecho, cada observador verá que todos los relojes que no están en su marco de referencia se ejecutan lentamente. Si un reloj observado funciona lento o no, y en qué medida, es una función del marco desde el cual se observa el reloj, y no tiene nada que ver con el reloj en sí. Entonces, ¿qué reloj “realmente” funciona lento? Todos los observadores están en pie de igualdad, por lo que no hay una respuesta única.

¿Quién dice que no podemos? Podemos, pero aún necesitamos resolver algunos problemas de ingeniería, como el combustible que podemos usar y qué tecnología de propulsión podemos usar. Entonces necesitamos crear el sistema de control para tal barco. Si se trata de una nave espacial robótica (sin tripulación humana), muchos problemas (mantener una tripulación en el espacio, sana y segura) quedan fuera de la ecuación; de lo contrario, necesitaremos tecnología de soporte vital (aire, agua, alimentos, un entorno bien regulado). de temperatura y composición del aire), gravedad artificial, etc.

Técnicamente, ya hemos construido una nave espacial que viaja a más de la mitad de la velocidad de la luz porque, como puede haber escuchado, la velocidad es relativa y no ha especificado un marco de referencia …

Hacer trampa, lo sé. Otros han proporcionado buenas razones de ingeniería para resolver los problemas y la energía requerida. No hay una perspectiva razonable de construir algo de tamaño humano y acelerarlo a la mitad de la velocidad de la luz en relación con los constructores en el futuro previsible.

Propulsar un gran objeto a 1.50 millones de km / s que podría soportar a los humanos para el viaje requiere cantidades extraordinarias de energía. Esa energía tiene que venir de algún lado, y simplemente no tenemos la tecnología para que sea factible por largos períodos de tiempo.

La compresión del tiempo es relativa a una referencia fija. Si viajan a la misma velocidad en diferentes direcciones, verían una compresión de tiempo relativa al punto base (¿tierra?) A la misma velocidad. No deberían ver la compresión del tiempo entre sí. La velocidad relativa a la base es lo que importa, no la dirección.

Ambos relativos entre sí.

Si quiere decir que viajan juntas, tampoco. porque están en reposo uno con respecto al otro.

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