Rzeczywista predkosć graniczna czyli uwagi o rakiecie relatywistycznej

[don Pedro]

Taki bardzo mocno teoretyczny problem, wiec proszę o nie kopanie.

 

 Jeżeli  rozpędzimy nasza rakietę (fotonowa oczywiście),  tak bardzo, że dylatacja Lorenza (dla obserwatora względem którego się poruszamy) będzie taka, że długość rakieta  i czas ulegną dylatacji do długości (już w skali subatomowej) i czasu Plancka, to co się stanie? Osobiście podejrzewam, że tu można podać prędkość która jest de facto wartością graniczną (i to raczej ze względu na czas, ponieważ trzeba by uwzględniać odległości i wymiary na poziomie  cząstek elementarnych, a to jest mocno dyskusyjne (co to jest średnica protonu, czy elektronu?). A czas z kolei mierzymy z pomocą zegarów atomowych (podobnie w organizmach żywych: drgania molekuł). 

t_p = 5,39116E-44 s

[ekolog]

Wszystko będzie OK, ciency ludzie niczego złego nie doznają, moim zdaniem ale ...

mam pytanie: co się stanie z szerokością rakiety (czy zachowa przekrój np 17 metrów kwadratowych)?

 

Siema

p.s.

Przy takich założeniach nie ma żadnej prędkości granicznej. Dowolnie bliską c można sobie wyobrażać.

Edytowane 4 Grudnia 2020 przez ekolog

[don Pedro]

Przekrój zostanie ten sam, bo skrócenie Lorenza-Fitzgeralda jest w kierunku ruchu.

 

[ZbyT]

a przesunięcie światła ku czerwieni spowoduje, że obserwator będzie "widział" pojazd na falach o dużej długości, a to oznacza, że nie dostrzeże szczegółów mniejszych niż długość fali, na której obserwuje. W takim razie nie ma mowy o długości Plancka itd.

 

pozdrawiam

[don Pedro]

19 minut temu, ZbyT napisał:

a przesunięcie światła ku czerwieni spowoduje, że obserwator będzie "widział" pojazd na falach o dużej długości, a to oznacza, że nie dostrzeże szczegółów mniejszych niż długość fali, na której obserwuje. W takim razie nie ma mowy o długości Plancka itd.

 

pozdrawiam

Może go w ogólne nie zobaczyć jak fale świetlne przejdą do zakresu ELF ( Extremly Low Frequencies): Nadajesz w ultrafiolecie czy na rentgenie, a odbiorca dostaje fale poniżej  nawet 1 Hz.  Zatem można by tak, zniknąć: Nie, przeganiając światło ale "redsziftujac".

Edytowane 4 Grudnia 2020 przez don Pedro
Niechlujstwo językowe... ;)

[ekolog]

Oprócz tego, że rakieta uciekając od nas z taką prędkością zmieni kolor na dalece radiowy czyli jak asymptotycznie zerowo słabe CMB to ...

będzie trafiać zarówno w wszechobecne protony międzygwiezdne jak i w cząstki, które nie cząsto ale na pewno pojawiają się na moment w pustej przestrzeni (fizyka to odkryła)

i typowo znikają z powrotem ale tu nie zdążą!  Przegrzanie rakiety i ugotowanie się astronautów jest zatem pewne tak czy owak.

 

Siema

[dobrychemik]

13 godzin temu, ekolog napisał:

 Przegrzanie rakiety i ugotowanie się astronautów jest zatem pewne tak czy owak.

Z moich szybkich, pobieżnych rachunków wynika, że gęstość materii w przestrzeni międzygwiazdowej jest jakieś 18-19 rzędów wielkości mniejsza niż gęstość powietrza. Zatem bez groźby "ugotowania" powinniśmy znosić o tyle rzędów wielkości większe prędkości podróżowania w kosmosie w stosunku do podróży w powietrzu. Chyba wystarczy? Pozostaje spory margines na dylatację czasu i fakt, że rakieta ma mniej czasu na wypromieniowanie energii termicznej.

Edytowane 5 Grudnia 2020 przez dobrychemik

[szuu]

59 minut temu, dobrychemik napisał:

18-19 rzędów wielkości mniejsza niż gęstość powietrza. Zatem bez groźby "ugotowania" powinniśmy znosić o tyle rzędów wielkości większe prędkości podróżowania w kosmosie w stosunku do podróży w powietrzu.

to na pewno nie, bo energia jest proporcjonalna do kwadratu prędkości.

 

ale i tak wątpię czy proporcjonalności mogą tu odzwierciedlać rzeczywistość.

 

w powietrzu przy małych prędkościach występuje aerodynamika (powietrze w pewnym stopniu nas omija bo "dowiaduje się" o istnieniu przeszkody od innych obszarów powietrza), w przestrzeni międzygwiezdnej nie.

w powietrzu kadłub nagrzewa się od powietrza ściśniętego przed poruszającym się ciałem, w kosmosie to bombardowanie kadłuba przez cząstki.

jeżeli w kosmosie cząstki z odpowiednio dużą prędkością będą przekształcały i niszczyły strukturę kadłuba kawałek po kawałku to żadne pocieszenie że będzie się to działo stosunkowo rzadko w porównaniu do liczby cząstek powietrza uderzających w kadłub przy poruszaniu się w powietrzu.

[ekolog]

Gdy rakieta leci z prędkością prawie równą prędkości światła (tutaj to autor wątku zakłada chyba nawet 99.99999 % c)
to napotkany barion uderza w nią tak jakby ona stała a on leciał tak szybko.

 

Energia takiego barionu bynajmniej nie rośnie tylko z kwadratem prędkości.
Wzór (m*v^2)/2 jest uproszczeniem (dla małych prędkości) prawidłowego wzoru na energie kinetyczną,

który wynika z odkryć Einsteina.

Prawidłowy wzór jest bardziej skomplikowany i gdy prędkość zbliża się do prędkości światła energia rośnie
niebywale szybko, nieproporcjonalnie, sięgając nieskończoności.

Dlatego nie tylko rakiety ale nawet jednego protonu ludzkość nie rozpędzi do prędkości światła

bo nie mamy nieskończonej energii, a taka byłaby potrzebna.

 

Barion lecący z prędkością bliską światła wbity w rakietę dostarcza bardzo dużą energię, która zamienia się głównie w cieplną

i trzeba ją wypromieniować a stygniecie w próżni jest trudniejsze bo nie ma unoszenia energii przez sąsiadujące powietrze.

Kiedyś był tu drugi dział/zakładka/podforum i wpadały opisy doniesień ze świata.

O ile dobrze pamiętam to Adam Jesion znalazł w necie materiał o artykule dwóch znanych fizyków - z konkluzją:

 

Rakieta lecąca z prędkością równą  dziewięćdziesiąt kilka procent prędkości światła
zgarnia tyle barionów typowych w przestrzeni międzygwiezdnej, że musiałaby mieć
2-kilometrowe osłony aby te osłony nadążały z wypromieniowywaniem ciepła i astronauci się nie przegrzali.

 

Nawet gdyby przestrzeń była idealnie pusta to z całą pewnością pojawiają się w niej na chwilę
cząstki "z niczego" - jedną z pary może podkradać czarna dziura i mamy promieniowanie Hawkinga.

 

Artykuł w Świat Nauki omawiający osobliwości naszego świata czyli mechaniki kwantowej
wprost wskazał, że bardzo szybko lecący obiekt w całkowicie pustej przestrzeni dozna promieniowania (korpuskularnego)

od wspomnianych cząstek.

Zatem aż z trzech powodów latanie z prędkością naprawdę bliską c jest niewykonalne

(trudność rozpędzenia rakiety, dwa rodzaje mikro-pocisków czekające na drodze takiej rakiety)

 

Siema
https://elektrosiec.pl/energia-i-predkosc-czastki/

https://cnx.org/contents/u2KTPvIK@6.10:2DDeKlyW@5/5-9-Energia-relatywistyczna

 

Edytowane 6 Grudnia 2020 przez ekolog

[Behlur_Olderys]

Wszyscy dobrze wiemy, że problemem jest nie to, jak osłonić się przed promieniowaniem, ale jak wyprodukować silnik (dowolnego typu) zdolny rozpędzić choćby jednoosobową kapsułę do 99%c. 

Myślę, że cywilizacja zdolna do tego ogarnie zderzenia z materią międzygwiezdną z palcem w nosie...

 

 

... co powtarzam już któryś raz na forum, ale @ekolog wie lepiej 

[dobrychemik]

Zasadniczo nie widzę specjalnego sensu w walce o to, by jakoś bardzo zbliżyć się do prędkości światła w podróżach międzygwiezdnych. Z punktu widzenia osób pozostających na Ziemi czy to będzie 99.99% czy 90% c - różnica w czasie oczekiwania na osiągnięcie celu niewielka, a różnica w koszcie energetycznym i trudnościach technicznych niewyobrażalna. Z kolei z punktu widzenia podróżnika rzeczywiście lepiej byłoby uzyskać 99.99% c, bo mniej swojego czasu spędziłby w podróży, ale podejrzewam, że o wiele prostszym rozwiązaniem byłoby opracowanie technik spowalniania procesów życiowych.

 

Przepraszam, że trochę odchodzę od głównego wątku, czysto teoretycznego, ale przyszedł mi do głowy jeszcze jeden problem z podróżami międzygwiezdnymi. Nikt nie będzie chciał lecieć! Załóżmy, że proponują Wam teraz nawet darmowy lot do odkrytej wcześniej, zdatnej do zamieszkania planety. Czas lotu: 100 lat w jakiejś formie anabiozy. Gdzie tu problem? Ano taki: a jeśli w parę lat po wylocie ludzie opracują szybszy sposób transportu? Wtedy inni ludzie mogą tam dolecieć wcześniej i zagarnąć dla siebie to, co miało być dla pionierów.

Edytowane 6 Grudnia 2020 przez dobrychemik

[ZbyT]

jeśli uwzględnić, że trzeba pojazd jakoś rozpędzić, a potem przed dotarciem do celu wyhamować to już zupełnie bez znaczenia jest ta maksymalna prędkość i na odległościach rzędu kilku lś zupełnie wystarczy 0,8c, a nawet mniej

 

poza tym cząstki wirtualne na pewno nie będą groźne, a te rzeczywiste mają na tyle duże energie, że prędkość statku nie będzie miała większego znaczenia. W przypadku zderzeń z nieruchomą tarczą (cząstki relatywistyczne) energia destrukcyjna cząstki jest jedynie pierwiastkiem z jej energii całkowitej ... i dlatego buduje się akceleratory z wiązką przeciwsobną zamiast z nieruchomą tarczą

 

pozdrawiam