El viaje espacial interestelar es imposible?

¿La teoría de la relatividad de Einstein implica que el viaje espacial interestelar es imposible? Crédito de la imagen: iStock Por QUORA .COM ENERO 22, 2018 Paul Mainwood: Lo contrario. Hace que el viaje interestelar sea posible, o al menos posible, dentro de la vida humana. El motivo es la aceleración. Los humanos son criaturas bastante insignificantes, y no soportamos mucha aceleración. Impone mucho más de 1 g de aceleración a un ser humano durante un período prolongado de tiempo, y experimentaremos todo tipo de problemas de salud. (Imponer mucho más de 10 g y estos problemas de salud incluirán inconsciencia inmediata y una muerte rápida). Para viajar a un lugar significativo, necesitamos acelerar hasta su velocidad de viaje, y luego desacelerar nuevamente en el otro extremo. Si estamos limitados a, digamos, 1.5 g por períodos prolongados, entonces en un mundo newtoniano no relativista, esto nos da un gran problema: todos van a morir antes de que lleguemos allí. La única manera de bajar el tiempo es aplicar aceleraciones más fuertes, por lo que debemos enviar robots, o al menos algo mucho más resistente que bolsas delicadas de agua en su mayoría. Pero la relatividad ayuda mucho. Tan pronto como lleguemos a cualquier punto cercano a la velocidad de la luz, entonces la hora local en la nave espacial se dilata, y podemos llegar a lugares en mucho menos tiempo (nave espacial) de lo que tomaría en un universo newtoniano. (O mirándolo desde el punto de vista de alguien en la nave: verán que las distancias se contraen a medida que aceleran hasta cerca de la velocidad de la luz; el efecto es el mismo, llegarán más rápido). Aquí hay una tabla rápida que reuní bajo la suposición de que no podemos acelerar más rápido que 1.5 g. Aceleramos a esa velocidad durante la mitad del recorrido, y luego desaceleramos al mismo ritmo en la segunda mitad para detenernos justo al lado de cada lugar que estamos visitando. Puede ver que para llegar a destinos que se encuentran a más de 50 años luz de distancia, estamos recibiendo enormes ventajas de la relatividad. Y más allá de 1000 años luz, es solo gracias a los efectos relativistas que estamos llegando allí en una vida humana. De hecho, si continuamos con la tabla, descubriremos que podemos atravesar todo el universo visible (47 mil millones de años luz más o menos) dentro de una vida humana (28 años más o menos) mediante la explotación de efectos relativistas. Entonces, al usar la relatividad, parece que podemos llegar a donde queramos. Bueno ... no del todo. Dos problemas Primero, el efecto solo está disponible para los viajeros. Los tiempos de la Tierra serán mucho más largos. (La regla aproximada para obtener el tiempo de la Tierra para un viaje de regreso (es) duplicar la cantidad de años luz en la tabla y sumar 0.25 para obtener el tiempo en años). Entonces, si regresan, encontrarán que miles de años han transcurrido en la tierra: sus familias vivirán y morirán sin ellos. Entonces, incluso si enviamos exploradores, nosotros en la Tierra nunca descubriríamos lo que habían descubierto. Aunque tal vez para algunos exploradores, incluso esto sería positivo: "¡Haz un viaje a Betelgeuse! Por solo un viaje de ida y vuelta de 18 años, obtienes una aventura interestelar y una bonificación: viaje en el tiempo a 1300 años en el futuro de la Tierra ". Segundo, un problema más inmediato y práctico: la cantidad de energía que se necesita para acelerar algo hasta las velocidades relativistas que estamos usando aquí es, literalmente, astronómica. Tomando como ejemplo el viaje a la Nebulosa del Cangrejo, necesitaríamos proporcionar aproximadamente 7 x 1020 J de energía cinética por kilogramo de nave espacial para alcanzar la velocidad máxima que estamos usando. Eso es mucho. Pero está disponible: el Sol produce 3X1026 W, por lo que, en teoría, solo necesitarías unos segundos de salida Solar (más una Esfera Dyson) para recolectar suficiente energía para obtener una nave de un tamaño razonable hasta esa velocidad. Esto también supone que puede transferir esta energía a la nave sin aumentar su masa: por ejemplo, a través de un láser anclado a un gran planeta o estrella; si nuestro barco necesita llevar su combustible químico o de materia / antimateria y acelerarlo también, entonces te encuentras con la "tiranía de la ecuación del cohete" y estamos perdidos. Se necesitarán muchos órdenes de magnitud más de combustible. Pero voy a tratar todo esto como un problema de ingeniería (aunque sea mucho más que cualquier cosa que podamos atacar con la tecnología actualmente imaginable). Asumiendo que podemos llevar nuestras naves espaciales a esas velocidades, podemos ver cómo la relatividad ayuda al viaje interestelar. Contra-intuitivo, pero cierto. Esta publicación apareció originalmente en Quora. With a little help from Google Translate for Business