Ich habe gehört, dass ein Raumschiff niemals die Lichtgeschwindigkeit überschreiten könnte, weil seine (relativistische) Masse sich schnell der Unendlichkeit nähert und daher niemals eine Rakete schaffen könnte, die groß genug ist, um es immer schneller anzutreiben.
Ich bin mir zu 99% sicher, dass das eine dumme Frage ist, aber ich stelle sie trotzdem :). Wenn ein Raumschiff theoretisch unbegrenzt Treibstoff hätte (indem es durch einen Nebel reiste und Wasserstoff/Sauerstoff und alles andere, was es als Treibmittel benötigte, aufnahm), könnte es dann nicht tatsächlich die Lichtgeschwindigkeit brechen?
Ja, ich weiß, es wird immer schwieriger, das Fahrzeug zu beschleunigen, weil es (relativistisch gesehen) immer massiver wird, aber wenn das Fahrzeug und die Treibstofftanks immer massiver werden, stimmt auch der Schub? 1 Million Pfund Treibmittel, das aus dem Rücken explodiert, ergibt 1 Million Pfund Schub bei Newtonschen Geschwindigkeiten. Wenn das Raumschiff schwerer und schwerer wird, würde auch der Schub immer massiver werden, nicht wahr? Auf diese Weise steht massiverer Masse ein massiverer Schub gegenüber. Wenn nicht, warum unterscheidet sich die Reaktionsmasse von der übrigen Masse des Raumfahrzeugs ?
Ich habe gehört, dass ein Raumschiff niemals die Lichtgeschwindigkeit überschreiten könnte, weil seine (relativistische) Masse sich schnell der Unendlichkeit nähert und daher niemals eine Rakete schaffen könnte, die groß genug ist, um es immer schneller anzutreiben.
Tatsächlich könnte das Raumschiff niemals die Lichtgeschwindigkeit erreichen , geschweige denn die Lichtgeschwindigkeit überschreiten .
Ich denke, Sie werden zustimmen, dass das Raumschiff, egal welche Geschwindigkeit es relativ zu einem anderen Objekt haben mag, in Bezug auf sich selbst in Ruhe ist .
Denken Sie genau darüber nach! Das Raumschiff (oder irgendein materielles Objekt) bewegt sich nicht in Bezug auf sich selbst.
Das scheint so intuitiv, so unbestreitbar wahr, dass Sie denken könnten, dass es keinen Grund gibt, es überhaupt zu erwähnen.
Aber gemäß der Speziellen Relativitätstheorie bewegt sich etwas, das sich mit der Geschwindigkeit c (der Lichtgeschwindigkeit im Vakuum) relativ zu einem anderen Objekt bewegt, mit der Geschwindigkeit c relativ zu jedem Objekt ( c ist eine unveränderliche Geschwindigkeit).
Mit anderen Worten, wenn es der Fall wäre, dass das Raumschiff Lichtgeschwindigkeit erreichen könnte, würde es sich in Bezug auf sich selbst mit Lichtgeschwindigkeit bewegen .
Das ist so offensichtlich unverständlich, dass es in der Tat eine Erleichterung ist zu wissen, dass das Raumschiff niemals die Geschwindigkeit von c erreichen kann .
Genauer gesagt gibt es nach den Lorentz-Transformationen kein Bezugssystem, das sich mit der Geschwindigkeit c relativ zu einem anderen Bezugssystem bewegt.
Allgemeiner „zeigt“ sich diese Tatsache als unsinnige Aussagen wie „die Masse ist unendlich bei Lichtgeschwindigkeit“ oder „unendliche Kraft ist erforderlich, um die Lichtgeschwindigkeit zu erreichen“.
Es gibt keine unendliche Masse oder unendliche Kraft, was bedeutet, dass Sie von hier aus nicht zu c gelangen können .
Das Problem ist: Die Rakete „kämpft“ nicht mit irgendeinem Kraftfeld, sie „kämpft“ mit der eigentlichen Natur der Raumzeit. Wenn wir also nichts von null Ruhemasse haben, werden "Dinge" zur Unendlichkeit tendieren.
Und ja, der Schub wird zunehmen, aber die Raumzeit wird so verzerrt (nach der Lorentz-Transformation, hier kein GR-Effekt), dass das Erreichen von 'c' unsere Unendlichkeiten 'testet'
Ps-Begriffe in „ “ sind indikativ (um ein Gefühl zu vermitteln) und nicht wörtlich zu nehmen.
Einfach ausgedrückt: Keine Menge endlicher Zahlen wird sich jemals unendlich summieren.
Schöpfen Sie so viel Masse, wie Sie wollen, beschleunigen Sie sie magisch, damit sie Sie nicht bremst, tragen Sie sie an Bord. Sie werden ein endliches Raumschiff haben, das eine endliche Masse enthält und eine endliche Masse aus der Umgebung erhält, die eine unendliche Beschleunigung erfordert.
Ihre Massenzuflussrate müsste unendlich sein, um sie zu erreichen .
Was stattdessen passiert, ist ein "asymptotischer" Ansatz - der Abstand zwischen Ihrer Geschwindigkeit und der eines Objekts mit Lichtgeschwindigkeit wird kleiner und kleiner und kleiner, erreicht aber nie Null.
Die obigen Antworten geben Ihnen den physikalischen Hintergrund, der zu dieser "Unendlichkeit" führt, aber es lohnt sich, die Antwort in den in der Frage verwendeten Begriffen zu beachten.
Die Lichtgeschwindigkeit wird jedes Mal "gebrochen", wenn sich ein Teilchen schneller als die Lichtgeschwindigkeit in einigen transparenten Medien mit bewegt . Dafür ist keine unendliche Masse/Energie notwendig. Erinnern Sie sich an Cherenkovs Strahlung für schnell geladene Teilchen.
Charles Teague