Macht die Zeitdilatation Reisen nahe der Lichtgeschwindigkeit überflüssig?

Ich finde die Zeitdilatation verwirrend, daher bin ich mir nicht sicher, ob dies ein relevanter Faktor ist.

Nehmen wir an, Sie haben ein Raumschiff. Es gibt keine schnellere als leichte Reise, aber Sie haben eine Trägheitsdämpfertechnologie, die es Ihnen ermöglicht, bei sehr hohen Gs zu beschleunigen, ohne sich selbst auszulöschen.

Sie möchten so schnell wie möglich zu einem nahe gelegenen Sternensystem gelangen. Wenn ich "bald" sage, meine ich früh auf der Zeitachse des Ziel-Sternensystems, nicht unbedingt so schnell wie möglich nach Ihrer eigenen Perspektive der Reisedauer. Mit anderen Worten, Sie möchten in die Ereignisse des Reiseziels eingreifen, bevor sie zu weit in die Zukunft vordringen.

Gibt es eine maximale Beschleunigungsrate oder Höchstgeschwindigkeit, die Sie erreichen könnten, bevor die Zeitdilatation dazu führt, dass Sie tatsächlich später ankommen, als Sie es bei einer niedrigeren Geschwindigkeit getan hätten?

Was ist, wenn Sie dorthin gehen und dann zurückkommen wollen, bevor Ihre Freunde zu Hause älter werden?

Vielleicht fragen Sie dies besser im Physics Stack Exchange
@nzaman Ich bezweifle, dass der Physik-Stack-Austausch unterstützend wäre. Wenn sie darauf antworten würden, würden sie einfach sagen, dass die Zeitdilatation bei JEDER Geschwindigkeit stattfindet, aber je schneller Sie fahren, desto größer ist die Dilatation. Die Zeit vergeht langsamer, je schneller du gehst.

Antworten (3)

Sie können nicht schneller als Licht dorthin gelangen (aus der Perspektive der Orte, von denen Sie reisen, und zu denen Sie reisen, wenn sie relativ zueinander [fast] in Ruhe sind (d.h. selbst wenn sie sich beide bewegen, nimmt der Abstand zwischen ihnen nicht zu). oder Abnahme um mehr als ein paar Meilen pro Sekunde).

Wenn sie 10 LY voneinander entfernt sind, dauert es zehn Jahre, bis sich ein Signal (oder irgendetwas innerhalb weniger Prozent der Lichtgeschwindigkeit) zwischen ihnen bewegt.

Das bedeutet auch, dass Sie nicht wissen können, was auf B passiert, wenn Sie auf A sitzen und umgekehrt . Kein der Physik bekanntes Signal, nicht einmal eine Gravitationswelle, bewegt sich schneller als Licht. Wenn auf B eine Revolution stattfindet, werden die Leute auf A zehn Jahre lang nichts davon erfahren . Dann würden sie mindestens zehn Jahre brauchen , um dorthin zu gelangen und zu reagieren.

Wenn man jetzt mit nahezu Lichtgeschwindigkeit reist (sagen wir 99,99 % und sie haben eine unbegrenzte Energieversorgung dafür), wird die Zeit, die für die Passagiere vergeht, um den Faktor 70,71 verkürzt. Also 10 Jahre oder 3650 Tage, die Passagiere, das Schiff und alles darin altern nur 51,6 Tage. (Dies ist kein "gefühlt wie", sondern ein tatsächlicher Zeitablauf.)

Beachten Sie auch, dass bei ihrer Ankunft in B 20 Jahre vergangen sein werden, seit die Nachricht über die Revolution zum ersten Mal gesendet wurde. (Sie wissen vielleicht mehr darüber, was in diesen 20 Jahren passiert ist, indem sie auf dem Weg dorthin Signale von B empfangen, damit sie bei der Landung auf dem neuesten Stand sind.)

Nein. Die Zeitdilatation wirkt sich darauf aus, wie Sie (der Reisende) die Dauer der Reise wahrnehmen. Es ändert nichts an der einfachen Tatsache, dass, wenn die Sternensysteme 9 Lichtjahre voneinander entfernt sind und Sie mit 0,9 c relativ zu ihnen reisen, es 10 Jahre dauern wird (laut dem Beobachter, der in einem der Sternensysteme ruht), um dorthin zu gelangen. Wenn Sie also mit höherer Geschwindigkeit reisen, werden Sie immer früher ankommen.

Da Ihre scheinbare Masse jedoch mit relativistischen Geschwindigkeiten zunimmt, ist es möglicherweise sinnlos, nach Erreichen von 0,95 c weiter zu beschleunigen, wenn Ihr Energiebudget auf dem Schiff begrenzt ist. Es wird Ihre Reise (laut dem Beobachter, der in einem der Sternensysteme ruht) nur geringfügig verkürzen, unabhängig davon, wie viel Energie Sie verbrauchen.

„Der Unterschied zwischen 9 Jahren und einem Tag bis zu zehn Lichtjahren und 9 Jahren und einer Woche bis zu zehn Lichtjahren ist eine Menge Energie, also warum nicht einfach ruhig bleiben und die zusätzlichen 6 Tage genießen und ins Leere starren? " +1
@Joe Bloggs aus dem gleichen Grund, warum Yahoos auf der Erde dich überholen werden, nur um an der nächsten Ampel zu warten.

Du verstehst die Zeitdilatation nicht.

Lassen Sie es mich auf die einfachste Art und Weise erklären.

  • Für jeden, der nicht (zu stark) beschleunigt und sich mit einer im Vergleich zur Lichtgeschwindigkeit langsamen Geschwindigkeit bewegt, scheint die Zeit mit konstanter Geschwindigkeit und synchron mit jedem anderen "langsamen" Beobachter zu fließen.
  • Das Obige bedeutet, dass sowohl Start- als auch Zielort zur gleichen Uhrzeit sind. Sie können ihre Wanduhr nicht ändern (es sei denn, Sie beschleunigen den gesamten Planeten auf nahezu Lichtgeschwindigkeit)
  • Wenn etwas (Ihr Raumschiff) auf einen beträchtlichen Bruchteil der Lichtgeschwindigkeit beschleunigt, scheint sich seine Wanduhr aus Sicht der "statischen" Beobachter (dh sowohl vom Start- als auch vom Ankunftspunkt) zu verlangsamen.
  • Menschen an Bord des rasenden Fahrzeugs werden kein Gefühl dieser "Verlangsamung" haben und sie würden stattdessen sehen, wie sich das Universum mit einer höheren Geschwindigkeit entwickelt.
  • Dies gibt eine Möglichkeit, intuitiv zu verstehen, warum es nicht möglich ist, zu beschleunigen, um die Lichtgeschwindigkeit zu erreichen:
    • Sie beschleunigen in Ihrer Zeit mit konstanter Geschwindigkeit
    • Beschleunigung ist die Änderung der Geschwindigkeit in der Zeiteinheit
    • Ihre Zeit, von außen gesehen, ist langsamer, je schneller Sie fahren.
    • Ihre "Einheitszeit" wird von außen gesehen länger.
    • Ihre Beschleunigung nimmt, von außen gesehen, ab, wenn Sie schneller fahren.
    • Wenn Sie der Lichtgeschwindigkeit sehr nahe sind, scheint Ihre Zeit einzufrieren, sodass Sie nicht mehr beschleunigen.
    • Sie können Lichtgeschwindigkeit nicht erreichen, selbst wenn Sie (subjektiv) immer noch mit der gleichen Geschwindigkeit beschleunigen.

Zurück zu deiner Frage:

  • Je schneller Sie fahren, desto eher kommen Sie (nicht überraschend!) In allen Bezugssystemen (Start, Ankunft und Lokal zum Raumschiff) an.
  • Sie haben keine Möglichkeit, anzukommen, bevor ein Photon zusammen mit Ihnen startet.
  • Wenn Sie genügend Geschwindigkeit erreichen, wird die Besatzung des Raumschiffs in sehr kurzer Zeit (abhängig von der tatsächlichen Geschwindigkeit) ankommen, möglicherweise viel weniger als das Lichtgeschwindigkeitsäquivalent der Entfernung.
  • diese Zeit wird jedoch die gleiche sein, wie von den "statischen" Endpunkten aus gesehen.
  • Wenn Sie zu einem System gehen, das 10 Lichtjahre lang ist, kann die Reise nicht weniger als 10 Jahre dauern (tatsächlich werden es mehr sein, da Sie nicht mit Lichtgeschwindigkeit reisen können).
  • Wenn Sie wirklich schnell fahren, hat die Crew vielleicht nur ein paar Monate vergehen sehen, aber die Zeit, die am Zielort vergangen ist, wird mehr als 10 Jahre betragen.
  • Wenn Sie eine Rundreise machen, wird die Besatzung (und alles an Bord) noch einige Monate gealtert sein, aber bei ihrer Rückkehr auf die Erde wären mehr als 20 Jahre vergangen.

Die Zeitdilatation (Uhrverlangsamung) gilt nur für Raumschiffe (beschleunigendes Objekt).

"Statische" (nicht beschleunigende) Objekte werden weiterhin normal mit der Zeit gemessen.