Что насчёт межзвездных перелётов? Немного рассуждений о "тюрьме" физических законов.
Мысли о межзвездных перелётах уже давно вдохновляют учёных, инженеров и даже простых людей, но часто можно услышать рассуждения подобного рода: раз скорость света конечна и мы не можем её преодолеть, то даже до ближайшей звезды Проксима Центавра, до которой 4.2 световых года(это значит свет летит от неё к нам 4.2 года) нам не долететь за разумное время! Мы фактически в тюрьме нашей галактики и продвижение по вселенной выглядит крайне медленным и сложным =(
Подобные мысли печалят и даже пугают, но я хочу показать вам, что всё далеко не так ужасно! Люди не были бы людьми, если бы не находили выход из любых ситуаций.
Итак, давайте разбираться, для этого устроим мысленный эксперимент: есть ракета, летящая мимо нас с большой скоростью и ускоряющаяся, но так как скорость света максимальна, то, исходя из теории относительности мы видим, что чем ближе его скорость к скорости света, тем больше его "эффективная масса" и соответственно больше энергии нужно затратить на приближение к скорости света, а его длина и время замедляются относительно нас. К сожалению если я буду объяснять всю теорию относительности здесь, то выйдет слишком много, но вкратце и сииильно упрощённо, то если скорость света нельзя преодолеть, значит для её достижения нужна бессконечная энергия, а значит масса ускоряемого объекта должна увеличиваться вплоть до бесконечности. Если хотите могу сделать отдельный пост про эти эффекты с разбором некоторых наглядных экспериментов =).
НО это видит сторонний наблюдатель, а что же видит в это время человек в ракете?
Он наблюдает свою растущую скорость и ускоряющуюся вокруг него вселенную(время его часов замедляется относительно часов наблюдателя), а это значит, что реальная, эффективная скорость в отсчете ЕГО времени будет равна скорости фиксируемой им умноженная на то, во сколько раз время его относительно вселенной замедлилось.
Vр*Kt=Vэ (р- ракеты, э - эффективная, Kt - коэффициент замедления времени, равный 1/(1-V^2/C^2) )
Что это значит? На самом деле ничего сложного, эффективная скорость движения для человека в ракете в пересчёте на секунды наблюдателя МОЖЕТ быть больше скорости света, то есть пока у наблюдателя прошло, допустим 6 секунд жизни, у человека в ракете прошло лишь 2, но он всё это время двигался с какой-то скоростью, которую нужно согласно формуле домножить на 3, так она вполне может стать больше скорости света.(Примеры дальше)
Теперь нужно разобраться с массой, ведь что это получается, тянуть ракету становится всё сложнее с увеличением скорости! Да, это так... НО ТОЛЬКО ОТНОСИТЕЛЬНО НАБЛЮДАТЕЛЯ! Звучит очень нелогично, всё дело в том, что масса увеличивается во столько же раз, во столько замедляется время, своё время я пытался разобраться сам и....
Чот сложно(( Даже читать вслух страшно.
Обратимся для более простого объяснения к 2 закону Ньютона, производная импульса(mV) по времени(t) должна быть равна силе(F), но на таких больших скоростях вводят поправку на "увеличение массы", и равна она как раз замедлению времени в ракете относительно наблюдателя, итого
F=m*k*Vр/t*k, для зануд конечно стоит пояснить, что это не производные, сделано это для наглядности. Как видим, коэффициент сокращается и можно смело сказать, что в пересчете на время наблюдателя и используя скорость фиксируемую человеком в ракете этой вашей теории относительности вообще нет! Как всё сразу просто!
Формула приходит к виду F=m*Vэ/tр (m - масса ракеты, Vр - скорость эффективная, tн- время в ракете)
Конечно же это всё сложно переварить, но нам поможет график ускорения ракеты от времени наблюдателя при постоянной силе двигателей ракеты(1), также добавим на него для наглядности зависимость ускорения ВРЕМЕНИ наблюдателя относительно человека в ракете от скорости ракеты(2) и прямую(неожиданно, правда?)(3) произведения первого графика на второй(в каждой точке), это и есть наша эффективная скорость ракеты в космосе(по часам человека внутри ракеты)
Ну а теперь самое вкусное!) Примеры!
Василий захотел полететь на вахту на Проксима Центавру, до которой 4.2 световых года, для этого у него есть старенький ракетоносец завода Лада, который развивает скорость 95% скорости света.При такой скорости от время замедлится "всего" в 4.47 раза, эффективная скорость составит 4.25 c(скорость света), итого Васе понадобится около 361 земного дня, ещё 4 можно повалятся в постельке, приготовиться к работе, полюбоваться видами из иллюминатора...
А теперь ещё интереснее, что будет, если он ускорится не до 95%, а до 97% от скорости света? Ну вроде не так уж много изменится, да? Как бы не так, он долетит тогда уже за 273 дня, т.е. повысив как казалось скорость на чуть больше 2%, эффективная скорость выросла на 25%! И дальше ещё хуже, вплоть до сигнулярности в отметке C, а почему так происходит я уже показал)
Как видите для Василия это будет не таким уж долгим путешествием, хотя для людей, следящих за его полётом с Земли оно будет конечно же дольше. Так что если вдруг решите переселится в другую галактику, то знайте - время пролетит очень быстро, даже не заметите)))))
Надеюсь пост будет для вас полезен и вам станет гораздо легче, ведь теперь вы знаете, что человечество не заперто в законах физики, всё возможно! Стоит только захотеть =)
