No se. Nunca he estado allí.
Supongo que podemos adivinar simplemente mirando la transferencia de impulso.
Si las partículas tienen densidad [matemática] \ rho [/ matemática], una nave intersectará una masa [matemática] \ rho v A [/ matemática] de partículas por unidad de tiempo. [matemática] v [/ matemática] y [matemática] A [/ matemática] son la velocidad y el área de la sección transversal de la nave en relación con las partículas.
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Si las partículas se elevan a una fracción [matemática] \ alpha [/ matemática] de la velocidad del barco, el impulso transferido a las partículas por unidad de tiempo es [matemática] \ alpha \ rho v ^ 2 A [/ matemática], que es la fórmula de arrastre normal que usas al dejar a los hámsters fuera de los aviones.
[matemáticas] 10 ^ 6 [/ matemáticas] partículas por metro cúbico es bastante bajo. El aire al nivel del mar pesa aproximadamente un kilogramo por metro cúbico, lo que significa algo así como 30 moles por [matemática] m ^ 3 [/ matemática] (el número de Avogadro es [matemática] 6 * 10 ^ {23} [/ matemática]). Así que simplemente tome el arrastre normal que está acostumbrado a sentir y divídalo por diez quintillones ([matemáticas] 10 ^ {19} [/ matemáticas]). Ese es el espacio interestelar del estadio de béisbol. Así se vería una jirafa si la pones allí:
Existe una especie de escala de longitud característica que puede asociar con un arrastre como este. Suponga que desea detener un barco utilizando la función de arrastre. Entonces debe transferir su impulso a las partículas. Las partículas se mueven aproximadamente a la velocidad de la nave después de interactuar con ella, por lo que la nave debe interactuar con una masa de partículas del orden de su propia masa para ver una desaceleración significativa. La longitud que debe recorrer el barco para interactuar con su propia masa de partículas es la escala de longitud característica asociada con el arrastre.
Digamos que su barco tiene la densidad de personas / agua / verde soylent. Eso es mil veces más denso que el aire, entonces [matemáticas] 10 ^ {22} [/ matemáticas] veces más densas que el espacio. Cuando la nave ha viajado aproximadamente [matemática] 10 ^ {22} [/ matemática] veces su propia longitud a través del espacio, la resistencia contra las partículas es muy importante.
La velocidad de la luz es [matemática] 3 * 10 ^ 8 m / s [/ matemática], y (hecho curioso) un año es, para tres cifras significativas, [matemática] \ pi 10 ^ 7 [/ matemática] segundos de duración. Eso hace un año luz [matemáticas] 10 ^ {16} [/ matemáticas] metros (ya que tres pi es diez). Una nave espacial para las ardillas listadas puede pasar un millón de años luz antes de que el arrastre interestelar se convierta en una preocupación principal. Creo que eso les llevaría una buena parte del camino a Andrómeda, que es exactamente donde quiero que estén Alvin y las ardillas.
Ese cálculo dependía de que las partículas fueran moléculas. Dado que H2 es un orden de magnitud más ligero que N2, en realidad puede multiplicar mis números por 10. Sin embargo, si las partículas [matemáticas] 10 ^ 6 [/ matemáticas] son partículas de polvo, deberá dividir las cifras aquí por las atómicas. masas de las partículas. (por ejemplo, si tienen masa atómica [matemática] 3 * 10 ^ 4 [/ matemática], que es mil veces más que las moléculas de aire, debe dividir mis números entre mil).
Hay un cálculo interesante que escuché que es relevante aquí y no estoy seguro de si lo haré bien. Suponga que quiere ir muy rápido, por lo que necesita mucha energía para hacerlo. En lugar de tratar de transportar todo su propio combustible, que es un lastre, recoge hidrógeno interestelar y lo alimenta a su motor de fusión.
Si haces eso, la energía que obtienes por hidrógeno es una cosa u otra: no recuerdo exactamente, pero es del orden de un porcentaje o una décima parte de un porcentaje de [matemática] E = mc ^ 2 [/ matemática] para hidrógeno . Si está recogiendo una cierta masa de hidrógeno por segundo y la está quemando, tiene una cierta potencia de salida. Tu poder es lineal en velocidad descuidando los efectos relativistas.
Sin embargo, está superando el arrastre, y el poder para superar el arrastre va según el cubo de la velocidad (ya que es fuerza por velocidad, y dijimos anteriormente que la fuerza era proporcional a la velocidad al cuadrado).
Eso significa que hay algo de velocidad terminal donde la potencia de fusión es igual a la potencia necesaria para superar la resistencia. Ambos dependen de la masa que está sacando por segundo, pero el poder de arrastre multiplica eso por [matemáticas] v ^ 2 [/ matemáticas] y la energía de fusión lo multiplica por [matemáticas] \ frac {c ^ 2} {1000} [/ math], donde estoy haciendo la cifra de 1000 porque no recuerdo qué fracción de masa se convierte en energía en fusión y hago tu propia tarea. Igualarlos te dice que tu nave espacial no irá más rápido que la raíz cuadrada de una milésima de la velocidad de la luz. Por lo tanto, es difícil ir más rápido que 1/30 de la velocidad de la luz debido al arrastre.
Aquí hay otra versión de la jirafa en el espacio.
Referencias
Encontré Google Images bastante útil. Es posiblemente el mejor recurso para fotos de jirafas en el espacio que la humanidad haya creado.
