Die Fähigkeit gefrorener Embryonen, vielen G standzuhalten, und der kosmologische Ereignishorizont für ein laserbetriebenes Segelschiff?

Ich schreibe ein Buch über eine von Menschen gegründete Zivilisation, die ein laserbetriebenes Segelschiff mit KIs und gefrorenen Embryonen an den Rand des kosmologischen Ereignishorizonts schickte (die weiteste, die wir reisen können, bevor die Expansion des Universums es uns nicht erlaubt, weiter zu reisen). . Ich möchte in der Lage sein, mögliche reale Objekte in einer bestimmten Entfernung von der Erde zu finden, zu denen mein Schiff reisen könnte.

Dinge, die ich um meiner eigenen Gesundheit willen annehme:

  1. Es gibt eine stabile, unendlich arbeitende Energiequelle, die den Laser antreibt.
  2. Dieses Schiff wird in der Lage sein, auf maximal 100 Gs (~981 m/s 2 ) zu beschleunigen.
  3. Dieses Schiff wird in der Lage sein, bis zu 30 % von c oder Lichtgeschwindigkeit (89937737,4 m/s) zu reisen.
  4. Das Schiff verlässt die Erde in der "nahen Zukunft" von 2100-2200.

Meine Fragen:

  1. Würden Embryonen 100G so lange überleben können? Wenn nicht, was ist eine angemessene Beschleunigung?
  2. Wenn das Schiff unter Verwendung der oben beantworteten Beschleunigung konstant bis zu 30% von c beschleunigt, für eine x-Zeit im Leerlauf fährt und dann konstant abbremst, bis es an seinem endgültigen Ziel anhält, was ist die weiteste Entfernung, die es in Lichtjahren zurücklegen könnte von der Erde?
Ich kann nicht verstehen, warum die Geschwindigkeit des Schiffes (in Bezug auf die Erde) auf 0,3 c begrenzt wäre . Bei einer Beschleunigung von 100 g erreicht das Schiff 0,3 c in etwa 28 Stunden oder etwas mehr als einem Tag. Was tun sie, stoppen Sie die Motoren? (Und das Beschleunigen auf 100 g wird Ihnen nicht allzu viel Zeit sparen; bei einer behäbigen Beschleunigung von 1 g würde die gleiche Geschwindigkeit in etwa 4 Monaten erreicht werden; was im Vergleich zur Reisezeit klein ist.)
Es gibt ein physikalisches Phänomen, das als Kriechen en.wikipedia.org/wiki/Creep_(Deformation) bekannt ist , bei dem Materialien unter Spannung fließen, obwohl sie fest sind. Insbesondere "... Eis kriecht bei Temperaturen unter 0 ° C (32 ° F). " Selbst bei 1 G und 100 G ist die Beschleunigung bei Autounfällen mit hoher Geschwindigkeit hoch. Bei kryogenen Temperaturen zu sein, wird helfen, aber es ist unklar, wie viel. Das deutet darauf hin, dass eine niedrige, für den Menschen tolerierbare Beschleunigung vorzuziehen sein könnte, um die Lebensfähigkeit der Embryonen zu erhalten.
Möglicherweise relevant: Bakterien scheinen gegenüber viel höheren Beschleunigungen resistent zu sein ( sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0012821X01003429 )
Wie kann man zu einem Horizont reisen, da sich der Horizont in einer bestimmten Entfernung vom Beobachter befindet?
Vielen Dank, dass Sie sich uns bei Worldbuilding angeschlossen haben . Wenn Sie an unserer Tour teilgenommen , unsere Hilfe gelesen und die Gründe zum Schließen einer Frage durchgesehen hätten, hätten Sie festgestellt, dass das Stellen von mehr als einer Frage ein Grund zum Schließen einer Frage ist. Beachten Sie auch, dass Nr. 2 bedeutungslos erscheint, da das Schiff so weit reisen könnte, wie es möchte, aber es wird niemals langsamer. Dafür braucht man einen gegnerischen Laser – und man hat keinen. Die einzige Möglichkeit, eine solche Reise zu unternehmen, wäre, ein Bordmittel zur Verlangsamung zu haben.
Außerdem ist der " kosmologische Horizont " die Grenze, über die hinaus wir keine Daten (mit Lichtgeschwindigkeit) abrufen können, keine physikalische Grenze. Bitte sagen Sie uns, woher Sie die Idee haben, dass es sich um eine physische Grenze handelt, über die wir nicht hinausgehen können. Sofern es nicht irgendwo eine Wand gibt, von der wir nichts wissen, ist das Licht weit über das am weitesten entfernte stellare Objekt, das wir kennen, gereist. Das bedeutet, dass man selbst mit Lichtgeschwindigkeit niemals „über“ das „bekannte“ Universum hinauskommt.
Schließlich denke ich, dass Nr. 1 verantwortbar ist, aber wir müssen etwas wissen. Embryonen wachsen, und ohne die Masse zu kennen, können wir die Kraft nicht berechnen und daher nicht beurteilen, ob die biologische Einheit geschädigt würde. Von welchem ​​Alters-Embryo sprechen wir konkret ? Bitte lesen Sie diesen Artikel und sagen Sie uns dann, von wie vielen Wochen nach der Befruchtung wir sprechen. Daraus können wir eine durchschnittliche Masse erhalten.
@GrumpyYoungMan, es ist erwähnenswert, dass das Kriechen Zeit braucht, wenn sie nur 28 Stunden lang das hohe G erleben, ist das nicht lange genug, damit das Kriechen einsetzt.

Antworten (2)

Emily, unten ist ein Link (falls es funktioniert) zu einem Artikel, der vom Advanced Concepts Team der Europäischen Weltraumorganisation veröffentlicht wurde und darauf hinzudeuten scheint, dass lebende Zellen möglicherweise Beschleunigungen von bis zu 100 G in Ihrer Frage überleben können - wenn sie in Flüssigkeiten suspendiert sind. Angesichts des kleinen Querschnitts menschlicher Eier ist es ziemlich wahrscheinlich, dass sie eine noch bessere prozentuale Überlebensrate haben als andere lebende Organismen

[Artikel vom 24. April 2007][1] [1]: https://www.esa.int/gsp/ACT/projects/liquid_ventilation/

Ich frage mich jedoch, ob ein Laserantriebssystem Sie wahrscheinlich in die Nähe dieses Beschleunigungsniveaus bringen wird - insbesondere wenn wir über Strahlantrieb sprechen, im Gegensatz zu beispielsweise laserinitiierter Fusion.

Während „Lichtsegel“ als Mittel zur interstellaren Reise aktiv erforscht werden, erzeugen sie nur eine winzige Beschleunigung, und infolgedessen würde es viele Monate dauern, bis ein solches Schiff einen signifikanten Prozentsatz der Lichtgeschwindigkeit erreicht. Und selbst dann denke ich, dass die maximale Geschwindigkeit so modelliert wurde, dass sie um die 5%-Marke oder etwas Ähnliches liegt.

Außerdem haben Sie Schwierigkeiten, Materialien zu finden, die der gewünschten Beschleunigung länger als die kürzesten Zeiträume standhalten - es sei denn, Sie verwenden viel Material - was mehr Masse bedeutet - was mehr Energie für den Antrieb bedeutet - was längere Zeiten zum Erreichen eines bestimmten Werts bedeutet Geschwindigkeit. Und dann beginnt der ganze Kreislauf von vorne. Raketeningenieure hassen Physik.

Dies ist nur eine Antwort auf die zweite Frage.

Durch numerisches Integrieren der geodätischen Gleichung erhalte ich, dass Sie, wenn Sie auf 0,3 c beschleunigen und im Leerlauf fahren, ungefähr 2,5 Milliarden Lichtjahre entfernt in gemeinsamer Entfernung = heutiger metrischer Entfernung landen würden. Der Abstand ist bis etwa 0,5c etwa linear proportional zur Startgeschwindigkeit. (Beachten Sie, dass Sie mit Lichtgeschwindigkeit höchstens etwa 16 Milliarden Lichtjahre erreichen können.)

Du brauchst nicht zu bremsen. Am Ende bewegen Sie sich ungefähr mit der gleichen Geschwindigkeit wie die Galaxien in Ihrer maximalen Entfernung. Dies gilt aufgrund des Hubble-Gesetzes in jedem expandierenden Universum. Je weiter von Ihrem Startpunkt entfernt, desto größer ist die Rezessionsgeschwindigkeit der Galaxien; Sobald Sie Galaxien erreichen, die sich ungefähr mit der gleichen Geschwindigkeit wie Sie zurückziehen, werden Sie sie nicht passieren. Selbst ohne die außer Kontrolle geratene Expansion von ΛCDM können Sie nur eine begrenzte Distanz von Ihrem Ausgangspunkt entfernen, indem Sie sich ballistisch in einem expandierenden Universum bewegen.

Aber würde "Referenzwiderstand" es dem Schiff nicht ermöglichen, viel weiter zu reichen? (Wenn die Expansion nicht beschleunigt wird?)
Die Fähigkeit gefrorener Embryonen, vielen G standzuhalten, und der kosmologische Ereignishorizont für ein laserbetriebenes Segelschiff?
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