Ist Reisen mit nahezu Lichtgeschwindigkeit möglich? Wahrscheinlich?

Ich habe über die Möglichkeit nachgedacht, eine interstellare Sonde zu schicken, die in einem vernünftigen Zeitrahmen Ergebnisse liefern kann.

Damit eine solche Mission realistisch ist, müsste sich das Raumschiff mit einem (signifikanten) Bruchteil der Lichtgeschwindigkeit fortbewegen. Ich habe berechnet, dass bei 0,5 °C 14 PJ Energie pro Kilogramm benötigt würden. Wenn wir von einer 500-kg-Sonde ausgehen, werden 7000 PJ Energie benötigt.

Nach meinen Recherchen sind das etwa 2000 Terrawatt, etwa die Hälfte des jährlichen Stromverbrauchs in den USA. Offensichtlich ist dies enorm, aber angesichts der Tatsache, dass wir irgendwie konstantes Vertrauen schaffen können, ohne das Gewicht des Raumfahrzeugs wesentlich zu erhöhen:

Gibt es einen grundlegenden Grund, warum ich fehle, der Reisen mit nahezu Lichtgeschwindigkeit nicht möglich machen würde?

Gibt es einen grundlegenden Grund, der Reisen mit nahezu Lichtgeschwindigkeit äußerst unpraktisch / unwahrscheinlich machen würde?

Bearbeiten: Ich frage nicht nach technischen Gründen, sondern nach grundlegender Physik.

wie fährt man so schnell
Die größte von Menschenhand geschaffene Atombombe wog 27.000 kg ( en.wikipedia.org/wiki/Tsar_Bomba ) Wenn Sie nicht vorhaben, sie alle im selben Moment zu zünden, wird die Energie der ersten zur Beschleunigung der Sonde plus aufgewendet alle anderen Bomben. Google nach "relativistische Raketengleichung"
Rein technische Gründe. Die gleichen Gründe, warum wir keine Weltraumaufzüge, Terraforming, transatlantische Brücken oder Dyson-Sphären haben können.
Wenn Sie die kinetische Energie Ihrer Sonde mit der von Atomwaffen erzeugten Energie vergleichen, bedenken Sie auch, dass dies zwei sehr unterschiedliche Dinge sind. Der größte Teil der von der Tsar Bomba freigesetzten Energie (wenn Sie sie im Weltraum explodieren lassen würden) würde aus einem isotropen Blitz von Gammastrahlen bestehen. Es ist unwahrscheinlich, dass Sie das alles in kinetische Energie Ihrer Sonde umwandeln könnten.
Was nützt es auch, wenn Ihre Sonde bei 0,5 ° C am Zielsternsystem vorbeiblitzt? Wenn es sinnvolle Daten sammeln soll, müssen Sie es verlangsamen. Konsultieren Sie erneut diese Raketengleichung. Verlangsamen zu müssen bedeutet nicht, die Rakete zu verdoppeln: Die Nutzlast der Rakete, die alles auf Reisegeschwindigkeit bringt, ist die gesamte Rakete, die das Wissenschaftspaket wieder auf normale Geschwindigkeit bremsen wird.
@jameslarge Die Sonde würde langsamer, es wird in der Frage erwähnt. Die nukleare Äquivalenz dient nur dazu, ein Gefühl dafür zu bekommen, wie viel Energie benötigt wird. Ich schlage vor, Atomwaffen als Antriebsmittel zu verwenden, aber zumindest können wir sehen, dass der Energiebedarf einigermaßen innerhalb unserer Möglichkeiten als Spezies liegt.
Es ist ein cooles Thema, und es hat sicherlich Millionen von Stunden von Wissenschaftlern studiert, und es gibt viele Seiten zu diesem Thema online, und wahrscheinlich Fachbegriffe ... hm ... lassen Sie mich sehen ... serchy searchy ... en.wikipedia.org/wiki/Interstellar_travel
Wie kommst du darauf, so schnell zu fahren? die mittlere Kollisionszeit hängt wie üblich von der Geschwindigkeit ab
@ufomorace Ich habe gesucht, aber ich wollte, dass die Antwort etwas energischer ist. Manchmal ist es schwierig, wenn ein Wikipedia-Artikel auf solider Wissenschaft oder auf einem Science-Fiction-Roman basiert. Deshalb habe ich die Berechnungen selbst durchgeführt und war überrascht, dass die benötigte Energie in unserer Reichweite liegt. Da meine Physik ziemlich rudimentär ist, übersehe ich vielleicht etwas ...
Man kann eigentlich ganz bequem mit genau Lichtgeschwindigkeit reisen, nur eben nicht in Form von baryonischer Materie. Alle Versuche, so etwas wie einen fast lichtschnellen Antrieb herzustellen, sind äußerst schlecht durchdachte technische Lösungen für das Problem der interstellaren Reise. Kein vernünftiger Ingenieur mit einem Minimum an physikalischen Kenntnissen wird jemals ein solches Schema vorschlagen.
Nun, für einige Beobachter reisen wir willkürlich nahe an der Lichtgeschwindigkeit.
OK, und ich verwende die Tsar Bomba als Beispiel dafür, wie viel ein Gerät wiegen könnte, das so viel Energie erzeugen kann. Wenn das Gerät nicht sofort die gesamte Energie liefert (z. B. wie eine explodierende Atombombe), muss Ihre "Rakete" das Gerät und seinen Treibstoff für die Fahrt mitnehmen. Wie gesagt, googeln Sie nach „relativistischer Rakete“, um ein klares Bild davon zu bekommen, wie man den tatsächlichen Bedarf an Energie und Reaktionsmasse berechnet.
@jameslarge Ich habe den Verweis auf das nukleare Beispiel entfernt. Können wir jetzt aufhören, darüber zu reden?

Antworten (6)

Es gibt einen grundlegenden Grund, warum es sehr, sehr schwierig sein könnte (von der Technik ganz zu schweigen). Wenn Sie sich der Lichtgeschwindigkeit nähern, wird es immer schwieriger zu beschleunigen. Bei 0,5 °C würde dies definitiv ein Faktor werden. Von 1%c auf 2%c zu beschleunigen ist viel einfacher als von 50%c auf 51% zu beschleunigen.

Untersuchen Sie die durchschnittlichen Gasatome und mögliche Staubpartikel pro Kubikmeter im tiefen Weltraum und den kinetischen Aufprallschaden, wenn Sie mit 0,5 ° C durch diesen reisen.

Damit ist die Frage nicht beantwortet. Sobald Sie über einen ausreichenden Ruf verfügen , können Sie jeden Beitrag kommentieren . Geben Sie stattdessen Antworten an, die keine Klärung durch den Fragesteller erfordern . - Aus Bewertung

Nun, die Grundlagenphysik ist hier ziemlich solide, was das ausdrücklich sagt

F = D P D T
P = γ ( v ) M 0 v
γ ( v ) = 1 1 − v 2 C 2
M 0 ist invariante Masse.

Theoretisch kann ein Raumschiff also beliebig beschleunigen v < C in Übereinstimmung mit den Gesetzen. Die größte Schwierigkeit besteht nur in technischen Fragen wie:

  1. Die Energiequelle muss riesig, zuverlässig, sicher und leicht zu gewinnen sein.
  2. Energiedichte / Effizienz des Kraftstoffs oder eines anderen Antriebssystems.
  3. Die Materialien von Raumfahrzeugen müssen eine solche massive Beschleunigung aushalten, zusammen mit den Insassen, schätze ich?
  4. Kosten des Raumfahrzeugs.
  5. Interstellare Felsen, Asteroiden, Schurkenplaneten?

Derzeit existiert keine solche Technologie, weder nuklear noch konventionell.

Ja, aber von welcher Fraktion sprichst du?
Die realistischste, wenn auch lächerliche Idee ist die Verwendung von Segeln, um nukleare Explosionen abzufangen. Aber nur 0,33% Lichtgeschwindigkeit erreichen.

Antimaterie-katalysierter Antrieb, vorausgesetzt, dass ausreichende Mengen an Antimaterie erhalten werden können, bieten Abgasgeschwindigkeiten von 0,94 c, die ein Raumschiff bei ausreichender Beschleunigungszeit auf mindestens 0,05 bis 0,25 c antreiben können.

Es gibt keinen grundlegenden physikalischen Grund. Denken Sie daran, dass Geschwindigkeit relativ ist: Wenn Sie mit 0,01 c gemäß einem Frame gehen, bedeutet dies, mit 0,91 c gemäß einem anderen zu gehen.

Für alles mit Masse wäre es ziemlich schwierig, da die Lichtgeschwindigkeit eine Grenze ist, die nicht überschritten werden kann. Auf der Erde hat der Large Hadron Collider erfolgreich Protonen sehr nahe an die Lichtgeschwindigkeit beschleunigt (weil die Photonen so wenig Masse haben). Bei Objekten ohne Masse (z. B. einem Lichtpunkt) IST es möglich.

Willkommen bei PSE! "Photonen" in Klammern sollten auch "Protonen" sein.
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