Si aceleramos a 1 g de fuerza durante un año, podríamos alcanzar la velocidad de la luz. Entonces, ¿por qué todos hacen que suene tan inalcanzable?

Esto es verdad. Sin embargo, en realidad no puede simplemente establecer la aceleración en un cierto valor y vernos acelerar hasta el infinito. Tienes que ingresar una fuerza. La teoría que establece que la velocidad de la luz es inalcanzable también da una corrección a la segunda ley newtoniana clásica. [math] F = ma [/ math] ya no es cierto a velocidades cercanas a la velocidad de la luz. Más bien, es [matemática] F = \ gamma ^ 3 ma [/ matemática] para que la fuerza actúe en la dirección del movimiento. Esto significa que a medida que su objeto se acerca a la velocidad de la luz,

1. Si F se mantiene constante, [matemática] \ gamma ^ 3 m [/ matemática] aumenta rápidamente hacia el infinito y a disminuye en consecuencia hacia cero.
2. Si a se mantiene constante, [matemática] \ gamma ^ 3 m [/ matemática] aumenta rápidamente hacia el infinito y, en consecuencia, F también aumenta hacia el infinito.

Por lo tanto, con una fuerza constante, la aceleración disminuye hacia cero cerca de la velocidad de la luz, o la fuerza requerida para mantener el objeto a 1 g aumenta hacia el infinito. Entonces, la dificultad está en lograr su primera oración en primer lugar.

Editar: Para aclarar, [math] F = \ gamma ^ 3 ma [/ math] siempre es cierto. A velocidades inferiores al 10% de la velocidad de la luz, [math] \ gamma ^ 3 [/ math] se aproxima mucho a 1, simplificando la ecuación a F = ma. A medida que aumenta la velocidad, el error cambia gradualmente de “completamente y completamente imperceptible a cualquier equipo de medición” a “ni siquiera el mismo estadio”. Así que no te vayas pensando que deberías tirar F = ma. El error es tan pequeño para velocidades no relativistas que puede usar F = ma para calcular los aterrizajes en Marte.

Si mantenemos la aceleración de un cuerpo (empujándolo) a [matemática] 1 g [/ matemática], es decir, a una aceleración de aproximadamente [matemática] 10 {m \ over s ^ 2} [/ matemática], siguiendo la mecánica clásica (Newton) la ecuación de velocidad vs. tiempo es [matemática] v = g \ cdot t [/ matemática] e inversamente [matemática] t = {v \ sobre g} [/ matemática] por lo que el tiempo que lleva alcanzar la velocidad de luz en [matemática] 300,000,000 {m \ over s} [/ matemática] es [matemática] t = 3 \ veces 10 ^ 8/10 = 3 \ veces 10 ^ 7 s \ aproximadamente 0.95 años [/ matemática] por lo que no Parece mucho más complicado.

El problema es que la relatividad especial de Einstein afirma que la masa depende de la velocidad y cuanto más nos acercamos a la velocidad de la luz, más aumenta la masa del cuerpo.

Entonces, para mantener la misma aceleración (estoy simplificando, los puristas de la relatividad, por favor no critiquen) la fuerza que necesita aplicar tiende al infinito cuando la velocidad de la masa tiende a la velocidad de la luz.

Una consecuencia de este hecho es que las partículas que se mueven a la velocidad de la luz (fotones) no tienen una masa en reposo, de lo contrario su masa relativista sería infinita.

Masa relativista

Teniendo en cuenta la física newtoniana, sí, es posible. Pero las leyes de la relatividad, junto con la dilatación del tiempo, crean algunas obsticales interesantes. Primero, cuanto más rápido viajas, el tiempo “se ralentiza”. Mencionaste acelerar durante un año. Bueno, un año en el vehículo, vs un año dentro del vehículo es muy diferente. Si está pilotando el vehículo, acelerando durante un año, pasan miles de años en la tierra … ¿Sigue siendo un año de aceleración? Hmm …

Además, cuanto más rápido viaja un objeto, más masa ‘obtiene’. A medida que crece la masa del vehículo, también lo hace la cantidad de energía requerida para acelerar (de hecho exponencialmente). Por lo tanto, alcanzar la velocidad de la luz requeriría una cantidad infinita de energía. Imposible.

Los fotones se consideran sin masa, lo que les permite viajar a esas velocidades.

Según la relatividad especial, como algo con masa va más rápido, su energía cinética también se convierte en masa extra. Esta “masa relativista” aumenta enormemente a medida que te acercas a la velocidad de la luz. Entonces, cuanto más rápido se vuelve algo, más pesado se vuelve y más energía necesitas para acelerarlo. A la velocidad de la luz , se necesitaría una energía infinita para mover cualquier masa. Vea el siguiente gráfico:

La energía cinética de un objeto de 1 kg en varias fracciones de la velocidad de la luz. Como referencia, 10 ^ 18 J es aproximadamente una décima parte del consumo anual de energía eléctrica de los Estados Unidos.

Pero solo soy un Saiyajin …

Pero no alcanzarías la velocidad de la luz, el espacio y el tiempo se distorsionarían a tu alrededor, así que desde tu perspectiva, la velocidad de la luz es siempre la velocidad de la luz, desde la perspectiva de lo que dejaste cuanto más te acercabas a la velocidad de la luz en relación con eso, cuanto menor sea la cantidad de aceleración que tendría en relación con eso, esto se debe a que cuanto mayor es la diferencia de velocidad, mayor es la diferencia en la forma en que mide el espacio y el tiempo.

F = MA. O A = F / M. AL ACERCARSE A LA VELOCIDAD DE LA LUZ C, LA MASA AUMENTA Y SE REQUIERE MÁS FUERZA (PROPULSIÓN) PARA MANTENER LA ACELERACIÓN 1G. NO PUEDE LLEVAR COMBUSTIBLE INFINITO PARA PROPULSIÓN. SIN EMBARGO, SI PUEDE REUNIR HIDRÓGENO EN EL VUELO Y USARLO PARA PROPULSARSE, LUEGO EN EL TIEMPO INFINITO PODRÍA LLEGAR ARBITRAILEMENTE A C. LEA LA HISTORIA DE CIENCIA “TAO ZERO”

Quizás la respuesta de Lalit Patel a ¿Cuál es la razón fundamental por la que no se puede romper la velocidad de la luz? ¿Por qué el universo quiere preservar la barrera superior a la velocidad de la luz tanto que ralentice el tiempo fácilmente en lugar de ver que se rompe la barrera de la velocidad? puede ayudarlo a comprender por qué las aceleraciones no agregan velocidad linealmente.

Porque estás pensando en términos newtonianos donde el espacio y el tiempo son constantes para todos los objetos. Cuanto más rápido vayas en relación con tu punto de origen, más espacio y tiempo te parecerán diferentes. En lugar de llegar a la velocidad de la luz, solo alcanzará aproximadamente .62 c. Pero su punto de origen parecerá ir en cámara lenta. Además, su destino parecerá estar mucho más cerca.

Si aceleraras a 1G por otro año, solo ahora parecerías llegar a alrededor de .85 c. Otro año te llevaría a .94 c. Y así sucesivamente, con la deformación continua del espacio y el tiempo. Pero nunca golpearás c.

Porque si aceleramos a 1 g durante un año, TODAVÍA no alcanzamos c.

En 28 años de tiempo del barco, a 1 g acelerando, luego desacelerando (para llegar a una velocidad cercana a 0 … para que podamos quedarnos y mirar), llegamos a Andrómeda. Por supuesto, han pasado 4 millones de años en la Tierra …

http: //www.physics.adelaide.edu….

Bajo la mecánica newtoniana esto es cierto, pero bajo las leyes relativistas, es un poco diferente.

A medida que cualquier objeto se acerca a la velocidad de la luz, su masa aumenta, lo que significa que su aceleración será menor de lo previsto. Al acercarse a la velocidad de la luz, la masa aumenta geométricamente y la velocidad de la luz nunca se alcanza.

¡Todo es posible cuando usas las fórmulas incorrectas!

Pero los correctos de The Relativistic Rocket dicen que después de 1 año (tiempo del barco) solo viajará a 0.77c en relación con el lugar desde el que comenzó.

Desde la misma página también notará que alcanzar la velocidad de la luz es, afortunadamente, innecesario cuando se trata de viajes espaciales; aún puede viajar millones de años luz en la vida de un ser humano, sin necesidad de alcanzar o exceder la velocidad de la luz (si está pensando que esto “no cuadra”, ¡nuevamente está usando las fórmulas incorrectas!) .

Jajaja. Bueno, suena fácil.

¿Qué fuente de combustible tiene en mente para alimentar una nave espacial a 1 g durante un año? ¿Inventó un disco antimateria o algo así?

¿Y cómo vas a lidiar con el escudo de radiación, ya que todas las partículas y la radiación se volverán mucho más intensas a alta velocidad?

Otra razón por la que es inalcanzable es porque no hay suficiente tiempo. El final del universo ocurriría antes de que pudieras alcanzar esa velocidad.