Ich arbeite an einer Science-Fiction-Geschichte mit Raumschiffen, die etwa 95 % der Lichtgeschwindigkeit erreichen. Ich wollte einen Grund dafür haben, dass sich die Raumschiffe gegen Zeitdilatation in erheblichem Umfang schützen müssen.
In erster Linie möchte ich dies zum Zwecke des Geschichtenschreibens, damit Sie schnelle Raumschiffe haben können – schnell langsamer als leichte Schiffe – ohne die durch Zeitdilatation verursachten Komplikationen.
Ich möchte dies mit einigermaßen harter Wissenschaft begründen ... Könnte es möglicherweise unerwünschte Materialeffekte aufgrund von Zeitdilatation und / oder Lorentz-Kontraktion geben?
Eine Idee ist diese; Wenn eine Kraft – wie der Schub eines Motors – auf ein Material ausgeübt wird, breitet sich diese Kraft nur mit der Schallgeschwindigkeit dieses Materials aus. Wenn ein Raumschiff beschleunigt, bewegen sich die Atome vorne immer etwas langsamer als die Atome hinten (oder umgekehrt, wenn das Schiff seine Motoren vorne hat).
Dies würde bedeuten, dass die Atome, die dem Motor am nächsten sind, etwas mehr Zeitdilatation erfahren würden als die weiter entfernten. Könnte dies bei hohen Geschwindigkeiten mit ausgeprägter Zeitdilatation zu einer Schwächung der Raumschiffstruktur führen?
Während es möglicherweise keine oder fast keine Auswirkungen gibt, wenn der Weltraum ein totales Vakuum wäre. In der Praxis ist der Weltraum voll von verdünntem Gas und Staub – ganz zu schweigen vom Quantenvakuum.
Dieses Papier könnte in Bezug auf extrem relativistische Effekte hilfreich sein: Link
TL;DR
Ich will nicht die Komplikationen der Zeitdilatation, aber trotzdem schnelle Unterlicht-Raumschiffe. Gibt es eine Rechtfertigung, die Zeitdilatation vom Standpunkt der strukturellen Integrität aus zu filtern? Könnten Zeitdilatation und/oder Lorentzkontraktion strukturelle Probleme verursachen?
Im Allgemeinen gibt es keine Auswirkungen auf die Geschwindigkeit. Aus ihrer Sicht sind wir zu 90 % c unterwegs – bringt das plötzlich etwas?
Wenn Sie sich jetzt mit hoher Geschwindigkeit durch den Weltraum bewegen, treten echte Probleme auf, da das entgegenkommende Gas und der Staub nahezu Lichtgeschwindigkeit erreichen und die Lorentz-Kontraktion des Pfades, auf dem Sie sich befinden, dazu führt, dass Sie eine höhere Materialdichte sehen.
Was die Beschleunigung angeht, könnten Sie Bells Raumschiff-Paradoxon interessant finden. Betrachten Sie anstelle von zwei Schiffen und einer Kette die Vorder- und Rückseite eines einzelnen Schiffes. Aber auch hier hat Ihre hohe Geschwindigkeit nichts damit zu tun; es wird nicht schlimmer wenn du schneller wirst. Es hat eher mit Beschleunigung zu tun, und Sie beschleunigen nicht mehr als 1G, würde ich annehmen.
Und denken Sie an das Äquivalenzprinzip! Die gleichen Auswirkungen einer 1G-Beschleunigung manifestieren sich in Wolkenkratzern hier auf der Erde! Das heißt, nichts, was Sie ohne empfindliche Instrumente bemerken würden.
Der springende Punkt der Relativitätstheorie ist, dass es keine Möglichkeit geben sollte, festzustellen, wie schnell Sie reisen, da es keine absolute Geschwindigkeit gibt. Es kann keine Auswirkungen durch schnelles Reisen geben, denn wenn dies der Fall wäre, würde die Relativitätstheorie verletzt werden.
Es gibt keine, absolut keine strukturellen Effekte oder Defekte, die durch Reisen mit nahezu Lichtgeschwindigkeit verursacht werden. Das Hauptproblem ist die Begegnung mit Gas oder Staub im interstellaren Raum. Für die Sicherheit der Astronauten wird ein vorderer Schild oder eine Barriere benötigt.
Die Hauptkomplikation bei der Zeitdilatation für einen Schriftsteller besteht darin, zu berechnen, wie viel Zeit zwischen den Astronauten im Raumschiff und den Menschen, die auf der Erde bleiben, unterschiedlich ist.
Der Physiker John Cramer hat in einem Beispiel über ein Raumschiff, das nahezu mit Lichtgeschwindigkeit fliegt, eine einfache Methode entwickelt, um die Zeit für die Astronauten zu berechnen. Angenommen, das Raumschiff beschleunigt ein Jahr lang mit einer Gravitation (1 g) und erreicht eine Reisegeschwindigkeit von 0,867 c (86,67 % der Lichtgeschwindigkeit). Die Zeitdilatation beträgt zwei. Lassen Sie das Raumschiff 86,67 Lichtjahre reisen, was 100 Jahre dafür dauert. Bei einer Zeitdilatation um den Lorentz-Faktor zwei vergehen fünfzig Jahre im Raumschiff. Es verlangsamt sich nun für ein weiteres Jahr bei 1 g.
Die Gesamtzeit im Raumschiff beträgt zwei Jahre für die Beschleunigungs- und Verzögerungsphasen zusammen plus fünfzig Jahre Schiffszeit. Insgesamt 52 Jahre.
Im relativen Ruhebezugssystem für die Erde und vermutlich für ihr Ziel beträgt die Zeit, die das Raumschiff für diese Reise benötigt hat, 102 Jahre.
Sie können weiterhin davon ausgehen, dass das Raumschiff während der Beschleunigungs- und Verzögerungsphasen für jede Phase eine Entfernung von einem halben Lichtjahr zurücklegt. Die zurückgelegte Gesamtstrecke betrug 87,67 Lichtjahre.
Die Alternative besteht darin, schnell genug zu reisen, um Orte zu erreichen, aber nicht so weit, dass es zu einer großen Zeitdilatation kommt. Eine Geschwindigkeit von etwa halber Lichtgeschwindigkeit erreicht diesen Effekt. Die Zeitdilatation beträgt 1,1547. Berechnen Sie die Zeit, die für eine bestimmte Entfernung bei 0,5 c benötigt wird, was einfach das Doppelte der zurückgelegten Entfernung ist, und dividieren Sie sie durch 1,0635, um die für die Astronauten vergangene Zeit zu ermitteln. Dann noch ein Jahr für die Beschleunigungs- und Entschleunigungsphasen.
Die Zeitdilatation kann der Freund von Science-Fiction-Autoren sein, die schnelle Reisen wünschen, die langsamer als das Licht sind. Finden Sie eine freundliche Person, die genug Ahnung hat, um die Berechnungen für Sie durchzuführen.
Raditz_35
Raditz_35
Rene
Raditz_35
JDługosz
Rene
JDługosz
Rene
Rene
Logan R. Kearsley
Alexander
PyRulez
Raditz_35