Может ли корабль со скоростью, близкой к скорости света, сократить время достаточно сильно, чтобы исследовать другие звезды, не преодолев барьер скорости света?

При постоянном ускорении в 1G требуется чуть меньше года, чтобы достичь околосветовых скоростей. Время будет замедляться локально на корабле, замедляя время для них. Можно ли увеличить замедление времени в 12 раз быстрее, чем обычное время, чтобы 1 световой год путешествия равнялся всего 1 месяцу местного времени космического корабля? Если бы это было возможно, с точки зрения космического корабля до звезды, находящейся в 10 световых годах, потребовалось бы всего 2 года 9 месяцев. 1 год на ускорение, 9 месяцев на расширение, 1 год на замедление. Конечно, для достижения этого потребуется 11 обычных лет.

Чем ближе вы приближаетесь к скорости света, на корабль действует своего рода сопротивление, не позволяющее ему разогнаться и достичь скорости света, поэтому при ограниченной мощности тяги возможна только такая большая скорость и замедление времени. Каково будет замедление времени для космического корабля с мощностью тяги 1G, движущейся с максимальной скоростью? Если бы двигатели были выключены на максимально возможной скорости, замедлила бы это тяговое усилие корабль или уменьшило бы замедление времени, или он бы двигался по инерции с той же скоростью и замедлением, чтобы сэкономить топливо? Если бы двигатели все еще были включены, толкая с 1G, но корабль двигался на максимально возможной скорости, чувствовал бы экипаж все еще 1G на корабле, даже если он больше не ускоряется?

Будет ли корабль, измеряющий расстояние до пункта назначения с 12-кратным расширением, казаться, что он движется в 12 раз быстрее скорости света с точки зрения корабля?

Могли бы вы двигаться достаточно быстро, чтобы расширение было в 52 раза больше обычного, то есть 1 неделя в световом году? или 365 раз за 1 день светового года? Есть ли предел замедлению времени? Нужны ли нам более быстрые, чем легкие технологии, чтобы исследовать космос? Конечно, это заняло бы очень много времени вне корабля в режиме реального времени, но для людей на корабле это было бы выполнимо.

"В 12 раз быстрее скорости света с точки зрения корабля?" - Конечно нет, потому что скорость света в вакууме не зависит от системы отсчета (она же "перспектива"). Но он может добраться до места назначения, используя меньше судового времени, чем свету потребуется «внешнее время». Это то, что вы имели в виду там? Потому что сейчас от этого мало смысла. На самом деле, я считаю, что это может быть нормально при обмене физическими стеками практически без настройки. Они лучше объясняют относительность, чем мы здесь.
Существует много популярных и простых для понимания вещей об теории относительности, в Интернете, в виде книг и даже телешоу. Вы задаете самые основные вопросы о том, как работает теория относительности, я не думаю, что ответ здесь может быть по-настоящему понятным, правильным и в то же время удовлетворительным ответом на ваши вопросы. Кто-то все еще может попытаться это сделать, но я предполагаю, что на каждый вопрос, на который вы ответите, будет расти еще 2 недоразумения. Пожалуйста, подумайте о том, чтобы начать с самого начала
Несвязанный 2-й комментарий: «Нужны ли нам технологии быстрее, чем легкие, чтобы исследовать космос?» Что вы имеете в виду под изучением? На телевидении много передач об исследователях космоса. Они встречают инопланетян, говорящих по-английски, и у них есть проблема недели. Истинное освоение космоса, ну, пожалуй, нам даже не нужно покидать Землю. Зачем вообще нужны люди на космическом корабле? Вы знаете, как скучно всю жизнь сидеть в комнате с 10 людьми? Я думаю, вам нужно либо переосмыслить эту идею, либо просто признать, что это не имеет смысла и никого не волнует.
Добро пожаловать в миростроительство. Не могли бы вы очистить и уточнить свой вопрос, чтобы понять, в чем заключается ваш вопрос? Я с трудом понимаю это.
"своего рода эффекты перетаскивания" совершенно не то, что происходит, между прочим. С кораблей PoV разгоняется точно так же.
@Mołot ОП не предполагает, что скорость света в вакууме изменяется или зависит от кадра. ОП просто предположил, что полет космического корабля только казался движущимся быстрее света, исходя из корабельного времени. Это иллюзорная перспектива из-за замедления времени. ОП, кажется, борется с пониманием последствий теории относительности для межзвездных путешествий.
Одним из аспектов теории относительности, который делает достижение скорости света экспоненциально трудным энергетически, является релятивистское увеличение массы. Чем ближе к скорости света, тем больше увеличивается релятивистская масса, а, следовательно, тем больше энергии требуется для ее большего ускорения.

Ответы (3)

Ничего себе, это много вопросительных знаков, я собираюсь дать вам специальное предложение Ларри Нивена о времени в пути 1G. Это взято прямо из эссе «Больше, чем миры» , которое я настоятельно рекомендую любому серьезному строителю мира. По словам Нивена, для этого нужно:

четыре года до ближайшей звезды, двадцать один год до галактического центра, двадцать восемь до галактики Андромеды — и все это при одном ускорении силы тяжести.

Это время корабля и предполагает ускорение 1G до половины пути, за которым следует замедление 1G до конца пути до пункта назначения.

Это точно, но не учитываются некоторые детали... например, какой двигатель может это сделать, и откуда берется энергия (просто кинетическая энергия корабля во много раз превышает его массу покоя при дальних путешествиях), и как вы защищаете от радиации и ударов, которые вы получаете, пробиваясь в высокой гамме даже через «пустое» пространство ... Но с достаточно дико размахивающими руками вы можете это сделать.
@MarkOlson Предполагается, что Bassard Ramjet, потому что он был написан, когда мы все еще думали, что они работоспособны, это не так, но если бы они были, они были бы эффективно самозащитными.
Достаточно справедливо для топлива и низкоэнергетических заряженных частиц, но не для нейтральных частиц и пыли. А какая гамма при оборотах в поездке на Андромеду? Где-то свыше 100 000, что делает очень трудным отклонение заряженных частиц!
@MarkOlson Pass, я знаю, что математика верна , я не претендую на то, чтобы понять, что вы могли бы отправить, чтобы выжить в поездке, сколько времени это займет, если бы вы могли. Насколько я понимаю, Бассард ничего не отклоняет, он активно всасывает каждую частицу, за которую может ухватиться.
Базовый Bussard использует магнитные поля, которые <ручная волна>отклоняют заряженные частицы в удерживающие объемы магнитного синтеза</ручная волна>, что ускоряет корабль «бесплатно». Помимо вышеупомянутой ручной волны, магнитные поля воздействуют только на заряженные частицы, поэтому нейтралы просто врезаются прямо в них. Но, может быть, они ионизируются лазерами или чем-то еще. Тем не менее, само поле Бассарда действует как гигантский ветрозащитный экран, и при достаточно быстром движении межзвездная среда создает огромное сопротивление. Вы получаете удивительно медленную конечную скорость.
@MarkOlson Да, по памяти, вы на самом деле идете «назад» в Bassard, у него более низкая конечная скорость, чем скорость ядра галактики Солнца.
IIRC правильно, вам не хватает последней точки в вашем перечислении. Конец Вселенной, какой мы сейчас являемся (примерно через 10 миллиардов лет), произойдет менее чем через 100 лет по корабельному времени при постоянном ускорении в 1g.
@quarague Нивен не говорит, конечно, не в этом конкретном эссе, но я считаю, что это число такого масштаба, да.

Несколько вопросов сразу, но не так сложно ответить...

  1. Да, с постоянным ускорением (1G или иным) космическое путешествие выглядит гораздо более правдоподобным (с точки зрения путешественника). В сети есть даже калькуляторы вроде этого .

  2. Не совсем понятно, что вы подразумеваете под "максимальной скоростью". Теоретически при постоянном ускорении корабль может развивать скорость, сколь угодно близкую к скорости света. На практике этого будет трудно достичь из-за требований к энергии/топливу. Для любого типа двигателя суммы будут огромными.

  3. В межзвездном пространстве «сила лобового сопротивления» довольно мала, нам, вероятно, нужно учитывать ее только при более длительных путешествиях на 1000+ световых лет. Актуальной проблемой будет абляция и столкновения - корабль столкнется с межзвездным газом и пылью на релятивистской скорости, что приведет к деградации любого материала, засыпав внутренности корабля высокоэнергетическими частицами. Столкновение с песчинкой может быть фатальным для всего корабля, если не будет надлежащего экранирования.

  4. Если двигатели включены, экипаж будет ощущать силу тяжести, и судно будет ускоряться или замедляться. Если двигатели выключены, будет нулевая гравитация.

  5. Если время будет увеличено в 12 раз, экипаж будет знать, что он движется со скоростью «фактор 12», но это не будет что-то вроде сверхсветового «варпа 12». Из-за релятивистского сокращения длины пункт назначения будет казаться в 12 раз ближе, чем в «нормальной» системе отсчета. Для экипажа (и для стороннего наблюдателя) скорость все равно была бы субсветовой. Экипаж будет наблюдать потенциально очень сильное «синее смещение» света в пункте назначения и «красное смещение» в пункте отправления.

  6. Можете ли вы ехать быстрее, чем 12? Быстрее 365? Да, теоретического предела нет. Практический предел — это другой вопрос, и он будет зависеть от типа используемого двигателя.

Что касается пункта 3, я недавно читал книги Аластера Рейнольдса «Пространство откровений», и его «лайтхаггерские» корабли используют толстый абляционный ледяной щит на своих «носовых обтекателях».

Учитывая немного ручного управления для источника питания для привода с постоянным ускорением и защиты от столкновения с частицами, это работает. Однако имейте в виду последствия - наблюдатели на стартовой планете все равно увидят, что корабль движется со скоростью чуть меньше c. Для путешествия на 1000 световых лет туда и обратно экипажу потребовалось всего 10 лет, но на стартовой планете прошло еще 1000 лет, так что к тому времени, когда они вернутся, все, кого они знали, будут уже давно мертвы.

Может ли корабль со скоростью, близкой к скорости света, сократить время достаточно сильно, чтобы исследовать другие звезды, не преодолев барьер скорости света?
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v