Was wäre, wenn die Lichtgeschwindigkeit 100-mal höher wäre?

Stellen Sie sich vor, die Lichtgeschwindigkeit ist 100-mal so schnell wie in unserem Universum. Licht vom Mond braucht etwa 1/100 Sekunde, das Sonnenlicht erreicht unsere Augen in etwa 4 Sekunden, vom nahen Alpha Centauri in etwa 16 Tagen und vom galaktischen Zentrum in etwa 260 Jahren.

Angenommen, die Relativitätsgesetze würden auf den höheren Wert von skaliert c , würde es das Reisen in andere Welten erleichtern?

Abgesehen davon, dass es großartig ist, gibt es noch andere wichtige Überlegungen, die ich beachten sollte?

Bearbeiten: Angesichts der ersten Antworten möchte ich, wenn möglich, Szenarien annehmen, in denen das Universum nicht schrecklich niederbrennt. Aber vielleicht lässt mich eine so schnelle Ausbreitung der Kausalität ohne Outs ...

Mit dem Glück meiner Kurzgeschichtenfigur habe ich wahrscheinlich gerade ihr Universum zerstört.
Die Energie pro Masseneinheit wäre viel größer (E = mc ^ 2). Ich kenne die Auswirkungen nicht, außer vielleicht, dass der Zweite Weltkrieg die Welt beendet hätte.
@DaaaahWhoosh Oder vielleicht lautet die Formel in diesem Universum E = mc ^ 2/100 :)
Und vielleicht E=Fisch :D
Zusätzlicher Bonus: MMORPG-Latenzzeiten verkürzen sich erheblich.
Das klingt nach einer perfekten Frage für den „What If“-Blog von XKCD.
Obwohl ja c mit anderen Konstanten in der Physik verknüpft ist, ist es zumindest machbar, es in einer Fantasieumgebung zu ändern, ohne allen realen Verknüpfungen so zu gehorchen, wie sie sind. Es kann sogar in der realen Physik machbar sein, indem andere Konstanten (zB Feinstrukturkonstante) geändert oder einige Fudge-Faktoren eingefügt werden. Ich denke, es lohnt sich, schöne Abstraktionspunkte zu finden, an denen Sie etwas Physik gleich halten könnten.
@SerbanTanasa Ich denke, du meinst E = (mc ^ 2) / 10000 oder E = m (c / 100) ^ 2
Ist dies ein Universum, dem man sich cdamals ursprünglich durch irgendeine Magie zugewandt hatte, 100coder war es das schon immer 100c? Wenn Ersteres angesichts der Anzahl von Stoffen in der Physik, die damit zusammenhängen c, wäre ich sehr überrascht, wenn nicht alles fürchterlich explodiert. Wenn letzteres der Fall ist, würde ich vermuten, dass sich wahrscheinlich nicht viel ändern wird, alles wird einfach passend skaliert.
@LieRyan Der Unterschied würde in Dingen liegen, die in Bezug auf nicht linear sind c- und das sind eigentlich einige. Viele sind jedoch tatsächlich relativ - sagen wir, die Umrechnung zwischen Gravitationspotential und kinetischer Energie bleibt gleich, weil der cFaktor auf beiden Seiten gleich ist (natürlich vorausgesetzt, die allgemeine Relativitätstheorie ist korrekt). Stärke des Materials? Vielleicht größer. Es stellt sich jedoch auch die Frage, warum die Beziehung zwischen cund, sagen wir, der Stärke der EM-Kraft besteht - bleibt die Konstante bestehen newC / 100oder wird sie größer?
Vielleicht wären alle Abstände (einschließlich Atomgrößen) proportional größer, sodass keine merklichen Effekte sichtbar wären?
Nun, wenn Sie alle anderen physikalischen Konstanten gleich halten, scheinen Sie auf einige Probleme zu stoßen, die einen größeren Wert darin haben, cdas Universum auseinander zu reißen. Sie scheinen sich nur mit der Reisezeit und/oder der "Geschwindigkeitsbegrenzung" des Universums zu befassen ... also warum stellen Sie sich nicht einfach vor, dass "die Lichtgeschwindigkeit" nicht die Geschwindigkeitsbegrenzung des Universums ist? Oder warum nicht einige (oder alle) der anderen physikalischen Konstanten nach oben anpassen, um dies zu kompensieren? Oder, noch einfacher, stellen Sie sich vor, dass kosmologische Entfernungen um 2 Größenordnungen kleiner sind? (Vielleicht ist die kosmologische Inflation in Ihrem Universum kleiner, sodass die Dinge näher beieinander liegen.)
Echte Physiker verwenden c = 1 (oder besser gesagt c ≡ 1 ), also ändert sich nichts wirklich.
@DaaaahWhoosh Energie = Kraft * Strom * Geschwindigkeit * Höhe? Nein, wir können aus der Dimensionsanalyse zeigen, dass das nicht sein kann, die Einheiten sind alle falsch. Kg m^2 / s^2 vs. Kg C m^3 / s^4
Physiker würden sagen, dass es physikalisch nicht sinnvoll ist, über Änderungen in einer Konstante mit Einheiten wie Entfernung/Zeit zu sprechen, man kann nur über Änderungen in dimensionslosen Konstanten sprechen . Das Problem bei der Änderung der Lichtgeschwindigkeit allein besteht darin, dass dies die Natur jeder Kraft ändert, die die Lichtgeschwindigkeit betrifft, wie Elektromagnetismus, was auch die Länge von Linealen ändert, die aus Partikeln bestehen, die von dieser Kraft begrenzt werden, und so weiter. Weitere Informationen finden Sie in dieser Antwort auf dem Physik-Stack-Austausch .

Antworten (7)

Wenn Sie sagen, Sie wollen die Lichtgeschwindigkeit 100-mal so hoch machen, müssen Sie sagen, was Sie konstant halten wollen. Ich nehme an, Sie möchten die Größen der Dinge konstant halten (denn wenn Licht 100-mal so schnell ist, aber alle Dinge 100-mal so groß sind, ist die scheinbare Geschwindigkeit wieder gleich) und auch die Zeitskalen physikalischer Prozesse beibehalten (Noch einmal, denn wenn das Licht 100-mal so schnell geht, Sie aber auch 100-mal so schnell leben, haben Sie nichts gewonnen).

Zusammenfassung

Ich denke, durch sorgfältiges Anpassen der Konstanten könnten Sie es schaffen, dass die meisten Dinge mehr oder weniger gleich bleiben. Es wird jedoch unvermeidliche Änderungen in den Details geben, vergessen Sie insbesondere das Erdmagnetfeld (und die damit verbundenen Effekte wie Polarlichter), Permanentmagnete, magnetische Festplatten, goldenes Gold und flüssiges Quecksilber.

Bearbeiten: Wie Peter Cordes in den Kommentaren erwähnte, hängt auch ein Großteil der Elektrotechnik (insbesondere Motoren und Generatoren sowie Spulen für Schaltkreise) von Magnetfeldern ab. Dies hätte die gesamte elektrische Technologie negativ beeinflusst und könnte zu einer Steampunk-ähnlichen Welt führen (weil Dampfmaschinen offensichtlich nicht auf Magnetfelder angewiesen sind).

Wie müsste die Physik verändert werden?

Beginnen wir zunächst mit den Maxwell-Gleichungen, die tatsächlich die Lichtgeschwindigkeit bestimmen [Anmerkung: Ich werde durchgehend SI-Einheiten verwenden; einige Argumentationen müssten für andere Einheitensysteme angepasst werden, weil sie weniger Konstanten haben, in die die Effekte eingebaut werden können, aber die letztendlichen Effekte wären natürlich die gleichen].

In den Maxwell-Gleichungen gibt es zwei Konstanten, ϵ 0 die effektiv die Stärke eines elektrischen Feldes bestimmt, das durch eine Ladungsdichte erzeugt wird ρ über die Quellengleichung

div ⁡ E → = ρ / ϵ 0
und μ 0 die effektiv die Stärke des Magnetfelds bestimmt, das durch eine Stromdichte erzeugt wird j → über
kräuseln ⁡ B → = μ 0 j →
(Beachten Sie, dass dies im Gegensatz zum elektrischen Fall nicht die vollständige Maxwell-Gleichung ist).

Maxwells Gleichungen (die Teile, die ich oben weggelassen habe) sagen elektromagnetische Wellen voraus, die mit der Geschwindigkeit gehen

c = 1 ϵ 0 μ 0
Sie sehen also, um die Lichtgeschwindigkeit zu ändern, müssen Sie entweder das elektrische oder das magnetische Feld ändern, das eine Ladung/ein Strom erzeugt. Beispielsweise könnten Sie beide elektromagnetischen Konstanten um den Faktor 1/100 reduzieren; das würde elektrische Felder 100-mal so stark machen (denken Sie daran, ϵ 0 steht im Nenner der Quellengleichung) und Magnetfelder 1/100 so stark. Alternativ könntest du gehen ϵ 0 unverändert, aber mit einem Faktor 1/10000 versehen μ 0 , wodurch alle Magnetfelder nur (massiv) geschwächt werden oder umgekehrt elektrische Felder viel stärker werden, Magnetfelder jedoch unverändert bleiben. In der Tat könnten Sie sogar einen von ihnen vergrößern und gleichzeitig den anderen noch mehr verkleinern. Sie sehen also, wir haben hier eine gewisse Freiheit, die wir auf andere Weise lösen müssen.

Schauen wir uns nun die Bedingung an, dass die Größen gleich bleiben sollen. Nun, die relevante Größe ist natürlich die Größe von Atomen, die im Grunde in Form des Bohr-Radius geschrieben werden kann,

a 0 = 4 π ϵ 0 ℏ 2 m e e 2
wo m e ist die Masse des Elektrons, e ist seine Ladung, und ℏ ist die Plancksche (reduzierte) Konstante. Das bedeutet natürlich, dass wir eine weitere Konstante haben, mit der wir spielen können, also wird uns das allein nicht helfen. Schauen wir uns also die zweite Bedingung an, dass Zeitskalen ebenfalls konstant gehalten werden sollten. Nun sagt uns die Quantenmechanik, dass Zeitskalen gegeben sind durch ℏ / E wo E ist eine Energieskala; für atomare Prozesse (und damit auch für die Chemie und damit das Leben) ist die relevante Energieskala durch die Rydberg-Energie gegeben,
R j = e 2 2 ( 4 π ϵ 0 ) a 0
Das heißt, die Zeitskala kann charakterisiert werden durch
τ = 2 ℏ ( 4 π ϵ 0 ) a 0 e 2
Wenn wir beide behalten wollen a 0 und τ (d. h. Größen und Zeitskalen) konstant, müssen wir beide beibehalten ℏ und ϵ 0 unverändert. Wenn wir uns an die obige Diskussion erinnern, bedeutet dies, dass wir geben müssen μ 0 ein Faktor von 10000 .

Was wäre also das Ergebnis?

Die direkteste Änderung wäre, dass Magnetfelder um den Faktor 10000 viel schwächer wären. Vergessen Sie im Grunde das Magnetfeld der Erde. Vergessen Sie auch Permanentmagnete; Sie werden zu schwach sein, um von Nutzen zu sein. Außerdem wird die magnetische Speicherung wahrscheinlich kein praktikabler Weg sein, um Informationen zu speichern. Da die bloße Existenz von Ferromagnetismus von einer ausreichend starken magnetischen Wechselwirkung abhängt, bin ich mir nicht sicher, ob es Ferromagnetismus geben würde. Wenn es existierte, wäre es ein Niedertemperaturphänomen.

Betrachten wir für weitere Effekte die wichtigste Konstante im Elektromagnetismus: Die Feinstrukturkonstante, a = e 2 4 π ϵ 0 ℏ c Denn die einzige Konstante die sich ändert ist c , das würde bedeuten a ist nur 1/100 so groß wie in unserer Welt. Was nicht weiter verwundert, da der Name dieser Konstante von ihrer Bedeutung für die atomare Feinstruktur herrührt, die durch relativistische Effekte verursacht wird. Bei einer höheren Lichtgeschwindigkeit erwarten Sie natürlich eine Verringerung relativistischer Effekte. Beachten Sie, dass die dominanten Energien in Atomen nicht geändert würden (das ist eine direkte Folge von beidem ℏ noch die relevanten Zeitskalen geändert werden).

Nun, angesichts dessen kommen wir zu einem sehr sichtbaren (und überraschenden) Effekt einer viel höheren Lichtgeschwindigkeit:

Gold wäre nicht mehr Gold!

Außerdem wäre Quecksilber auch nicht mehr flüssig. Beachten Sie, dass relativistische Effekte hauptsächlich für schwere Elemente wichtig sind, sodass die Eigenschaften der wichtigsten Elemente für das Leben (insbesondere Wasserstoff, Sauerstoff, Stickstoff und Kohlenstoff) nicht wesentlich geändert werden sollten; Das Leben wäre wahrscheinlich nicht betroffen.

Ich bin mir jedoch nicht sicher, was es mit der Kernphysik tun würde, die viel mehr von relativistischen Effekten dominiert wird. Massendefekte wären sicherlich viel ausgeprägter, könnten aber möglicherweise die gesamten nuklearen Stabilitätseigenschaften verändern. Andererseits könnte man dieses Problem umgehen, indem man einige andere fundamentale Konstanten, die für die Kernphysik relevant sind, anpasst.

Da die Energieskalen konstant gehalten würden, E = m c 2 würde eine 10000-fache Erhöhung der Energie pro Masse bedeuten; eine Materie-Antimaterie-Vernichtung würde also entsprechend zunehmen. Ob auch nukleare Prozesse diese zusätzliche Energie zeigen, würde wiederum von den Anpassungen der Kernphysik abhängen; Meine Wette wäre, dass Sie, wenn Sie sie so herstellen, dass die stabilen Isotope gleich bleiben, auch ungefähr die gleiche Energie aus Ihren Kernprozessen herausholen würden. Aber das ist nur eine Vermutung; Ich weiß nicht genug über Kernphysik, um das wirklich sagen zu können.

Da in der Allgemeinen Relativitätstheorie Energie und Impuls die Quelle der Gravitation sind, würde eine höhere Energie auch eine stärkere Gravitation implizieren; Sie haben jedoch wieder eine Konstante, die Sie ändern können, um dies zu vermeiden: Verkleinern Sie einfach die Gravitationskonstante um einen geeigneten Betrag.

Und natürlich würden Sie nur bei hohen Geschwindigkeiten relativistische Effekte bekommen; das ist schließlich der springende Punkt. Sie würden also eine schnelle Kommunikation über große Entfernungen und möglicherweise auch eine sehr schnelle Raumfahrt erhalten (obwohl wir noch weit davon entfernt sind, relativistische Geschwindigkeiten für Raumschiffe in unserem "langsamen" Universum zu erreichen).

Die Größe von makroskopischem Material skaliert mit der Länge der Bindungen zwischen Atomen und der Kristallstruktur. Dies skaliert vermutlich genauso wie der Bohr-Atomradius mit Änderung ϵ 0 . Es ist nicht schwer, sich die Möglichkeit vorzustellen, dass Atome "größer" werden, aber nicht weiter voneinander entfernt sind, da makroskopisches Material viel leeren Raum hat. (Oder verwechsle ich die Sache mit "viel leerem Raum" nur, wenn Sie Elektronen und Kerne als Raum beanspruchen, nicht ganze Atome? (dh Elektronenhüllen / Orbitale / Wahrscheinlichkeitsdichten))
@Peter Cordes: "Oder verwechsle ich die Sache mit "viel leerem Raum" nur dann, wenn Sie Elektronen und Kerne als Raum beanspruchen, nicht als ganze Atome?" Ja. Wenn Sie sich ein Rastertunnelmikroskop-Bild einer Oberfläche ansehen, sehen Sie, dass die Atome dicht gepackt sind. Tatsächlich hängt die kovalente Bindung davon ab, dass sich die Atomorbitale überlappen (damit Elektronen zwischen Atomen "geteilt" werden können). Ebenso die elektrische Leitfähigkeit von Metallen (damit sich Valenzelektronen frei von einem Atom zum anderen bewegen können).
Die 10.000 Ermäßigung in μ 0 würde Elektromotoren weit weniger effizient machen, da VIEL größere Ströme benötigt würden, um die gleiche Kraft zu erzeugen. Ebenso hätten Turbinengeneratoren große Probleme. (es sei denn, es gäbe Materialien mit extrem hoher Permeabilität, die als Kerne verwendet werden könnten). Die Elektronik hätte es auch schwer mit Induktivitäten, die 10k-mal schwächer sind (wiederum, es sei denn, ferromagnetische Materialien hätten eine höhere relative Permeabilität, sodass die Permeabilität oder Anfälligkeit von Kernen um viel weniger als 10k abnimmt). LC-Schaltungen könnten möglicherweise VIEL größere Kondensatoren verwenden, oder höhere Frequenz...
Wir könnten Supraleiter brauchen, um überhaupt nützliche Motoren und Generatoren herzustellen. IIRC, der Strom, den Sie in einen supraleitenden Ring induzieren können, könnte jedoch durch etwas anderes als das maximale Magnetfeld begrenzt sein, sodass Sie möglicherweise nicht ankurbeln können H so hoch wie in unserem Universum, weil Sie eine andere Grenze erreichen würden, bevor Sie die kritische Magnetfeldstärke erreichen. Vielleicht brauchen Sie einfach mehr Schleifen. Es ist seltsam, an eine supraleitende Schleife zu denken, die den 10.000-fachen Strom führt, aber die gleiche gespeicherte Energie wie in unserer Welt hat.
Ich habe einen Link gefunden, der bestätigt, woran ich mich erinnerte: en.wikipedia.org/wiki/… sagt, dass Supraleiter eine kritische Stromdichte sowie eine kritische Temperatur und ein kritisches Magnetfeld haben, über denen sie keine Supraleiter sind. Die kritische Stromdichte könnte also ein großes Hindernis sein, um supraleitende Magnete stark genug zu machen, um irgendetwas zu tun.
Die industrielle Revolution hätte auf einer Welt mit 10.000 niedrigeren Werten möglicherweise nie eine elektrische Komponente gehabt μ 0 . Dampfturbinen und Verbrennungsmotoren würden jedoch gleich funktionieren. Wahrscheinlich würden Stromnetze die Form von Rohren haben, die irgendeine Art von Brennstoff transportieren, anstatt von Drähten, die Strom führen. Ich bin mir nicht sicher, welche Art von nicht-magnetischer Stromerzeugung wir verwenden würden, sobald wir die Elektronik entdeckt hätten. Vielleicht Brennstoffzellen, Flow-Batterien oder Photovoltaik.
@PeterCordes: Du sprichst einige gute Punkte an. Kurz gesagt, eine höhere Lichtgeschwindigkeit würde zu einer Steampunk-Welt führen. Das ist ein interessanter Aspekt! Allerdings liegt der kritische Strom in Supraleitern an dem kritischen Magnetfeld und wäre dementsprechend höher.
@PeterCordes: Ich habe jetzt etwas zu diesem Effekt in meine Zusammenfassung aufgenommen.
Ah, danke, dass Sie das über Supraleiter geklärt haben. Ich konnte mich nicht erinnern, ob die ich c kam von magnetischen Effekten oder vom Auslaufen der Kupferpaare oder so etwas. Re: Steampunk. Verbrennungsmotor würde genauso gut funktionieren, aber klar, Steampunk ist cooler als Dieselautos. (Zündkerzen werden von Lichtmaschinen angetrieben. Oder Batterien..). Mit Hochgeschwindigkeitselektronik können wir die Frequenz hoch genug drehen, damit Transformatoren mit vielen Windungen gut funktionieren. Aber Motoren/Generatoren mit einer Frequenz, die auf etwas physikalisch Bewegtem basiert, werden immer noch Probleme haben.
Wäre die Erde ohne das Magnetfeld nicht vor Weltraumstrahlung geschützt? Dann könnte es keine Menschen oder viel Leben geben (zumindest Leben, wie wir es kennen). Ist das wahr?
Ein weiterer überraschender Effekt: Ihr Auto springt nicht an. Ohne relativistische Effekte gibt Ihre Standard-Blei-Säure-Zelle eine viel niedrigere Spannung ab.
Hier gedacht – nukleare Bindungsenergie. Ich kann mich absolut nicht davon überzeugen, dass dies die Bindungsenergiekurve nicht durcheinander bringen wird, aber ich bin überfordert, herauszufinden, was es bewirken wird. Das Problem ist, wenn Sie mit dieser Kurve herumspielen, verwirren Sie sich mit der Elementverteilung. Die Erde hat so viel Eisen, weil sie am unteren Ende der Kurve liegt und alles darüber hinaus nur durch Neutroneneinfang entstehen kann. Bewegen Sie es nach links und Eisen wird viel seltener. Bewegen Sie es nach rechts und die Sterne brennen weiter entlang des Tisches, auch hier ist Eisen viel seltener.

Die Lichtgeschwindigkeit ist eine quadratische Konstante in e = m c 2 , also bedeutet eine Multiplikation mit 100, dass atomare Reaktionen – Atombomben und -anlagen sowie Sonnenfusion – etwa 10.000 - mal stärker sein werden. Ich vermute, dass dies entweder:

  1. Machen Sie es der Schwerkraft eines Sterns unmöglich, ihn gegen seinen Fusionskern zusammenzuhalten, es sei denn, er ist supermassiv.
  2. Oder machen Sie es so, dass Sterne sich mehr ausdehnen (größerer Innendruck durch Fusion gegenüber der Einschnürungskraft der Schwerkraft).

Beides würde unsere Lebensform wahrscheinlich unmöglich machen. Sicherlich würde unser Sonnensystem in seiner jetzigen Form nicht existieren.

Ich habe kürzlich einen Vortrag gehört, in dem der Redner eine Technologie erwähnte, an die gedacht wird, die die Explosion von Atom- oder Wasserstoffbomben nutzt, die hinter dem Raumschiff abgefeuert werden, um das Schiff zu beschleunigen. Wenn man diese Technik anwenden könnte, denke ich, dass in einer solchen Welt höhere Geschwindigkeiten möglich sein sollten.
@InvisiblePanda: Der Sprecher bezog sich wahrscheinlich auf das Project Orion - Projekt (nicht zu verwechseln mit dem gleichnamigen zeitgenössischen Kapselprojekt). Unabhängig davon, wie diese Antwort richtig impliziert, muss man ein intelligentes Leben haben, das überhaupt in der Lage ist, ein solches Schiff zu bauen.
@TheTerribleSwiftTomato Ah ja, das könnte es sein. Und ja, du hast Recht, ich musste einfach an dieses Projekt denken, als ich von den stärkeren Reaktionen las, also habe ich einen Kommentar hinterlassen. Es sollte jedoch mit dem Teil "Wenn man es verwenden könnte" abgedeckt werden, da dies eindeutig nur möglich ist, wenn es "eins gibt" ;-)
Oder machen Sie es so, dass Sterne sich etwas mehr ausdehnen und viel langsamer verschmelzen. (Könnte die Erde näher an der Sonne sein, um die reduzierte Leistung der Sonne auszugleichen?)
-1 Eigentlich würde es alle bekannten Elemente instabil machen. Physik wäre SEHR SEHR anders. Ich bezweifle, dass sich überhaupt Sterne bilden würden. en.wikipedia.org/wiki/Fine-structure_constant
Unsere Lebensform unmöglich? Kommt darauf an, wie man über unsere Lebensform denkt. Wenn Sie sich Menschen als empfindungsfähige Pfützen vorstellen, die sich zu einem Schlagloch auf der Straße geformt haben, dann scheint es weniger wahrscheinlich, dass die Betrachtung von Schlaglöchern mit unterschiedlichen Formen unsere Existenz ausschließt. goodreads.com/quotes/…
Oder es bedeutet, dass diese Reaktionen eine 10.000-mal geringere Massenänderung aufweisen. Wir sprechen von Bindungsenergie, nicht von der Ruheenergie von Protonen und Neutronen – das ist keine Antimaterie.
Das ist rückwärts. Die Stärke von Kernreaktionen wird nicht durch festgelegt E = m c 2 , sondern der Betrag, in dem sie die Masse beeinflussen, wird dadurch eingestellt. Die beteiligten Energien basieren auf den relativen Stärken und Gleichgewichten zwischen den Kräften, die innerhalb eines Kerns wirken - nämlich der Konkurrenz zwischen den verbleibenden starken und elektromagnetischen Wechselwirkungen (und in geringerem Maße der schwachen Wechselwirkung, die den Beta-Zerfall antreibt). Wenn die Stärke dieser Kräfte gleich bleibt, führt dies nicht dazu, dass Kernreaktionen 10.000-mal stärker werden, sondern dass sie die Massen nur 1/10.000 so stark verändern.
@InvisiblePanda Die Frage ist, ob Orion Sie überhaupt in den Weltraum bringen kann. Es steht außer Frage, dass der Antrieb funktionieren würde, die Frage ist, wie schnell Sie beschleunigen können, ohne Ihre Schubplatte zu schmelzen – und ob Sie eine Umlaufbahn erreichen können, ist fraglich.

Würde es das Reisen in andere Welten erleichtern?

In Bezug auf den regulären (raketengetriebenen) Weltraumflug glaube ich nicht. Die Entfernungen zwischen Sternen sind so groß, dass die Menge an Treibstoff, die wir brauchen, um Geschwindigkeiten zu erreichen, bei denen die spezielle Relativitätstheorie wichtig wird, viel, viel größer ist als das Raumschiff selbst.

Eine schnelle Wikipedia-Suche zum Lorentz-Faktor zeigt, dass Sie ~ 87% der Lichtgeschwindigkeit erreichen müssen, bevor die Zeit um die Hälfte verlangsamt zu sein scheint.

Bei der derzeitigen Lichtgeschwindigkeit benötigt ein 100-Tonnen-Raumschiff, um diese Geschwindigkeit zu erreichen, 9,2 Millionen GJ an Energie .

Wenn Sie c um den Faktor 100 erhöhen, sollten Sie Lorentz-Faktoren ignorieren können. Stattdessen bräuchten Sie nur 3,4 Millionen, Millionen GJ. Ich habe keine Ahnung, was das praktisch ist, aber ich denke, es ist immer noch viel.

Gibt es noch andere wichtige Überlegungen, die ich beachten sollte?

Auch magnetische und/oder elektrische Felder würden beeinflusst. Die Lichtgeschwindigkeit kann als Ergebnis anderer Naturkonstanten ausgedrückt werden; die Permeabilität und die Permittivität des Raumes . Da diese alle miteinander verwandt sind, müssen Sie auch eine (oder beide) davon ändern.

Das wirkt sich auf Motoren und Elektronik aus. Ich werde nicht kommentieren, wie sie sie beeinflussen werden. Da ich die Physik dahinter wirklich nicht verstehen kann.

Da jemand in einem anderen Kommentar den Nuklearantrieb erwähnte - laut George Dysons Buch über das Projekt Orion wurde geschätzt, dass es etwa 25 Millionen Bomben (mit einem Ertrag zwischen 5 und 15 Kilotonnen) gekostet hätte, um in einem Menschenleben zum nächsten Stern zu gelangen, und diese Zahl beinhaltet nicht das Bremsen (also würden Sie einfach vorbeischmeißen) oder die Rückfahrt. Wie Sie sagen, wäre das in der Tat eine Menge Kraftstoff, den Sie mitnehmen müssen.
c ist jedoch ein Faktor in der Gleichung, der die Energieabgabe eines bestimmten Atomsprengkopfs bestimmt, so dass der Schub des bombengetriebenen Raumfahrzeugs von Project Orion gerade um einen enormen Betrag erhöht wurde, was die Anzahl der Bomben reduzieren würde, die Sie tragen müssten ...
„Stattdessen bräuchten Sie nur 3,4 Millionen, Millionen GJ. Ich habe keine Ahnung, was das in der Praxis bedeutet.“ 1 kWh = 3,6 MJ . Wenn also meine Zehnerpotenzen nicht ausgeschaltet sind, sind 3,4e12 GJ = 3,4e15 MJ = 3,4e15 kWh ~ 390.000 GW kontinuierlich für ein ganzes Jahr. 9.2e12 GJ ist fast dreimal so hoch wie etwa eine Million Gigawatt kontinuierlich für ein Jahr. Der weltweite Energieverbrauch (alle Quellen) im Jahr 2008 betrug etwa 144.000 TWh (etwa 16.400 GW kontinuierlich), sagt Wikipedia. Selbst Ihre niedrigere Zahl ist also etwa das 24-fache des globalen Energieverbrauchs.
@anaximander, die praktische Grenze der Ausbeute für Orion-Bomben ist das, was Schiff und Besatzung aufnehmen können (dies ist der Grund, 5KT-Bomben in Betracht zu ziehen, selbst wenn viel größere Ausbeuten verfügbar sind). Ich bin mir also nicht sicher, wie sehr ein Schiff vom Orion-Typ von der geänderten Physik profitieren würde.
@anaximander, c ist richtiger ein Faktor der Massenäquivalenz von Energie. Wie viel Energie bei einer Kernreaktion freigesetzt wird, bestimmt die Massenänderung davor und danach.
Ich habe in der Vergangenheit einige grobe Berechnungen und Simulationen dazu durchgeführt, und ein fusionsbetriebenes Raumschiff würde Schwierigkeiten haben, 10% c zu erreichen, und das bei einem Verhältnis von Kraftstoff zu Nutzlast von etwa 1000: 1 mit mehreren Stufen. Wenn c 100-mal höher wäre, würden Sie natürlich 10.000-mal mehr Energie aus diesem Kraftstoff herausholen, sodass Sie 100-mal schneller fahren könnten. Sie könnten in ein paar Jahren oder sogar Monaten zum nächsten Stern reisen. Angenommen, der Stern wird nicht irgendwie von derselben superenergetischen Fusion in die Luft gesprengt.
@EikePierstorff Sie würden davon profitieren, weil Sie mit dieser Änderung nicht nur die gleiche Bombe herstellen und mehr Knall bekommen, sondern auch eine viel kleinere Bombe und den gleichen Knall bekommen. Während sie also vielleicht nicht mehr Schub pro Bombe bekommen , sind die Bomben, von denen sie ihn bekommen, etwa 10.000 Mal kleiner. Sie verbrauchen 4 Größenordnungen weniger Material bei der Herstellung und benötigen 4 Größenordnungen weniger Platz im Kraftstofftank auf dem Schiff.

Strahlung wäre energiereicher. Sichtbares Licht (~1000 Nanometer) wäre genauso gefährlich ionisierend wie Röntgenstrahlung auf der Erde (~10 Nanometer). UV-Licht wäre wie Gammastrahlen. Sie brauchen einen wirklich intensiven Sonnenschutz, um im Freien spazieren zu gehen.

Ich bin mir nicht ganz sicher, wie die Photorezeptoren der Augen funktionieren, aber es könnte sein, dass die Photonen des sichtbaren Lichts zu energiereich wären und einfach durchgehen würden, ohne eingefangen zu werden, und Sie stattdessen möglicherweise in ganz anderen Wellenlängen im fernen Infrarot sehen. Entweder das, oder Sie würden immer noch im sichtbaren Licht sehen, aber die Helligkeit würde VIEL höher erscheinen.

Scheint so, als würden so viele dieser Fragen mit "Sie würden eine wirklich schöne Lichtshow sehen und dann auf wirklich schreckliche Weise sterben" enden.

Ratten! Also bleiben wir entweder bei mickrigen 300.000 km/s stecken oder wir sprengen alle Sterne? Es ist einfach nicht fair.
Das passt gut zu meiner Idee, dass alle Entfernungen proportional größer sind. Sichtbares Licht hätte eine 100-mal längere Wellenlänge.
Was heute als „sichtbares Licht“ bekannt ist, könnten Sie tatsächlich nicht sehen, wenn Sie diesen Begriff nach Frequenz definieren. Wenn Sie es nach Wellenlänge definieren, würden Sie immer noch dieselbe Lichtwellenlänge sehen. Dieses Licht, das jetzt dieselbe Wellenlänge wie das sichtbare Licht der realen Welt hat, ist jedoch für frequenzbasierte Definitionen in UV-Richtung und nicht in Richtung IR. Nicht, dass Sie tatsächlich UV sehen würden, nach frequenzbasierten Definitionen würden Sie sich weit außerhalb dieses Bereichs und im Röntgenbereich des Spektrums befinden.
Guter Anruf zum Thema Wellenlänge/Frequenz. Jetzt möchte ich wissen, was unsere Stäbchen und Zapfen interessieren. Ich vermute wahrscheinlich Wellenlänge, weil Blendenöffnungen ... aber keine Ahnung, wie man das testet. Wenn beide relevant sind (sagen wir, wenn wir das Licht brauchen, um durch eine bestimmte Öffnung zu passen, aber auch eine bestimmte Energie haben müssen, damit es nicht einfach direkt durch den Rezeptor geht), dann sind wir vielleicht blind. Wenn ich darüber nachdenke, würde das Licht auch durch unsere Linsen anders gebrochen werden, oder?
Ich denke, dass sich die organischen Verbindungen, deren Elektronen von Photonen beeinflusst werden, eher um die Photonenenergie kümmern. Abhängig davon, welche physikalischen Konstanten sich ändern, um die Änderung der Lichtgeschwindigkeit zu erzeugen, können Ihre Fotorezeptoren auf eine höhere Energie eingestellt sein oder nicht. celtschks Antwort ist ein gutes Argument für die Beibehaltung ϵ 0 fixiert und nur vermietet μ 0 ändern, was gleiche Frequenz = gleiche Energie bedeuten sollte. (Und auch die Maßstäbe von Zeit und Raum ändern sich nicht.) Die Wellenlängen würden um den Faktor 100 länger, aber das ist immer noch viel kleiner als der Durchmesser einer Pupille.
Wahrscheinlich größer als die photorezeptive Zelle.

Ich bin kein Physiker, also könnte ich falsch liegen, aber ich denke nicht, dass die anderen Antworten richtig sind.

Tatsächlich denke ich, dass sich absolut nichts ändern würde, wenn die Lichtgeschwindigkeit plötzlich 100-mal höher wäre . Wir sind vielleicht sogar nicht in der Lage zu erkennen, dass es sich geändert hat.

In unserem täglichen Leben nehmen wir Raum und Zeit als zwei getrennte Dinge wahr; aber in Wirklichkeit sind sie genau dasselbe, Raumzeit genannt. Alles im Universum, einschließlich Licht und wir selbst, bewegt sich immer mit c, der Lichtgeschwindigkeit, durch die Raumzeit.

Raum und Zeit sind jedoch orthogonal, und dies erlaubt uns, uns in beiden mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten zu bewegen, solange die gesamte Raumzeit-Reisegeschwindigkeit immer istc ; nie weniger, nie mehr.

Wenn Sie sich also nicht durch den Raum oder sehr langsam bewegen (wie wir), bewegen Sie sich mit nahezu Lichtgeschwindigkeit durch die Zeit. Wenn Sie nahezu mit Lichtgeschwindigkeit reisen, reisen Sie nicht durch die Zeit. (Licht reist niemals durch die Zeit, also nur mit maximaler Geschwindigkeit c durch den Raum; dies geschieht, weil es keine Masse hat)

Wenn c 100-mal höher wäre, wäre die Zeit für uns auch 100-mal so schnell. Die chemischen Reaktionen in unserem Gehirn würden schneller ablaufen; aber das bedeutet, dass wir "schneller" denken werden, also glaube ich nicht, dass wir es überhaupt realisieren würden.

Einige andere Antworten sagten, Atombomben und ähnliches wären viel mächtiger. Aber ist es wahr? Ich glaube nicht; Es wird mehr Energie freigesetzt, aber in viel kürzerer Zeit, da die Zeit schneller ist, also würde es sich genau gleich anfühlen.

Kurz gesagt, ich bin kein Physiker und ich kann mich irren, aber nach meinem Verständnis cist eine Konstante, die alles beeinflusst, und wenn sie also zunimmt oder abnimmt , nimmt alles zu oder ab, was zu keinen beobachtbaren Änderungen führt. In der Tat – nach meinem Verständnis – könnte es sich sogar ständig ändern und wir hätten keine Möglichkeit, es zu wissen.

Genau genommen ist es einfach nicht möglich zu sagen, dass c = c * 100 ist. Da c m/s ist, wird die Zeit 100-mal schneller sein, wenn es 100-mal mehr Meter zurücklegt; also wird es c = 100 m / 100 s, was keine Änderung hat.

Von einem Physiker: Sie irren sich. (Entschuldigung, um ehrlich zu sein!) Oder genauer gesagt, es klingt so, als würden Sie über die Situation sprechen, in der die Skala der Raumzeit um 100 erhöht wurde. Sie haben Recht, dass sich bestimmte Dinge in diesem Fall nicht ändern, aber das ist es nicht Frage fragt.
@ DavidZ und OP Gute Punkte, darüber muss ich eine Weile nachdenken. Könnte es sein, dass der Versuch, c zu ändern, alle Dimensionen des Minkowski-Raums verändern würde?
Nein, es verändert nur das Verhältnis zwischen Raum- und Zeitdimension. Es ändert auch viele andere physische Effekte, die von diesem Verhältnis abhängen.
Wenn die Lichtgeschwindigkeit nichts beeinflussen würde, wäre niemand in der Lage, sie zu messen.
@EmilioMBumachar Sie betrachten das aus einem anderen Blickwinkel - cist Geschwindigkeit, das ist Entfernung pro Zeit. Wenn sich die Raumzeit ändert, während das Verhältnis von Entfernung zu Zeit erhalten bleibt, bleibt die Lichtgeschwindigkeit gleich. Das ist im Grunde das, worüber die Raumzeit spricht. Wie DavidZ jedoch feststellte, cwürden einige andere Dinge zwar gleich bleiben, aber einige andere Dinge nicht - weil sich die Einheiten in gewisser Weise geändert haben -, aber wir können nur das Verhältnis messen (weil die Einheiten keine absoluten Werte sind, wir kann sie nur relativ messen).
Ihre 100m/100s sind nicht dasselbe wie 100m/s. Letzteres wäre "hundertmal schneller" (was in der Frage gestellt wird), während ersteres "alles um den Faktor 100 vergrößert" ist (was Sie, wie andere Kommentare gesagt haben, beantwortet haben).
Wenn Sie bei einer Bombe mehr Energie freisetzen und dies schneller tun, heben sich diese nicht auf, sie sind ein Zwei-Fer. Beide führen zu einer Erhöhung der Intensität der Explosion.
Ich denke, dies könnte verbessert werden, um zu zeigen, dass Sie keinen Unterschied sehen würden, wenn die Feinstrukturkonstante unverändert bliebe.

Plötzlich können Computernetzwerke und Computer im Allgemeinen viel schneller gemacht werden (oder zumindest Netzwerke können weniger Latenz haben).

Ich kann sehen, dass Glasfaser schneller ist, aber würden elektronische Standardschaltungen schneller gehen?
@TimB Es stellt eine Grenze dar, von der wir nicht allzu weit entfernt sind. Ich bin Informatiker, aber kein Experte für Hardware. Meine fundierte Vermutung ist: Ja, zumindest eröffnet es das Potenzial.
Nicht sehr konstruktiv...
@DustinJackson Ich denke, dies ist gemäß dem letzten Satz des Fragestellers eine "wichtige Überlegung".
@DustinJackson Jetzt, wo ich darüber nachdenke, obwohl die Auswirkungen auf der Erde vielleicht nicht so groß sind (ich denke, sie würden es, aber nvm), können wir plötzlich viel besser mit unseren Raumfahrzeugen und potenziellen Weltraumkolonien kommunizieren. Wenn der Erde-Mond plötzlich nur noch 0,01 Sekunden ist, können wir ihn im Grunde nur mit dem Internet verbinden (immer noch keine große Latenz, aber viel besser!). Die nächste Entfernung zum Mars beträgt 3 Lichtminuten, max. Die Entfernung beträgt 21 Lichtminuten. Plötzlich hat man eine Umlaufzeit von etwa 3-20 Sekunden, nicht toll, aber hey!
Die zusätzliche Geschwindigkeit könnte Ihnen Zeit geben, Tweets über die jetzt schnell wachsende, alles verschlingende Sonne zu lesen!
Dies würde es in der Tat ermöglichen, dass Dinge wie Computerprozessoren sehr viel schneller laufen. Dies war ein großer Teil der Probleme hinter den Gigachip-Kriegen damals. Aus diesem Grund war die Taktrate eines Chips vor den Gigachip-Kriegen ziemlich proportional zu der Rate, mit der sie Berechnungen durchführten (so brauchte beispielsweise ein 400-MHz-Chip etwa doppelt so lange wie ein 800-MHz-Chip für denselben Job). ), aber aktuelle Chips sind, obwohl sie im 4-GHz-Bereich liegen, viel mehr als viermal schneller als die alten 1-GHz-Chips.
@TimB: Die Verzögerung zwischen dem Anlegen einer Spannung an einem Ende eines Drahtes und dem Erkennen der Spannungsänderung am anderen Ende ist proportional zur Lichtgeschwindigkeit. (Angesichts der Dielektrizitätskonstante typischer Isolatoren und der Induktivität eines geraden Kabels etwa 2/3 der Lichtgeschwindigkeit in einem typischen Koaxialkabel.) en.wikipedia.org/wiki/Electrical_length#Velocity_factor

Nachdem ich es nachgeschlagen habe, ist mein Verständnis jetzt das erwartete Ergebnis, dass Sterne schneller brennen und mehr Energie freisetzen würden.

Die Erhöhung der Lichtgeschwindigkeit scheint (vielleicht muss es nicht so sein - schwer zu sagen) die Bindungsenergien im gleichen Verhältnis zu verringern, so dass die Reaktionen normal ablaufen; Die Folge einer höheren Lichtgeschwindigkeit ist jedoch, dass Kernreaktionen bei gleichen Energieniveaus schneller ablaufen und sich die Energie aus Gravitationsbrunnen nicht so schnell ändert.

Dies ergibt heißere Sterne in kleineren Größen. KSP jemand?

Ich würde gerne sehen, wie Sie daran arbeiten; Bindungsenergie war mir in den Sinn gekommen, aber ich weiß sehr wenig darüber und bin mit Wikipedia nicht weit gekommen.
Aus dem Aufbau der Kernbindungsenergie geht hervor, dass die Energie der aktive Term ist und die Massenänderung das Ergebnis davon ist. Tut mir leid, aber mehr kann es wirklich nie geben. Eine differenziertere Antwort wird dasselbe bedeuten.
Wäre das nicht ein heißerer Start mit geringeren Massen ? Sterne existieren in einem Gleichgewicht zwischen dem Gravitationsdruck und dem Druck der durch die Fusion erzeugten Wärme. Wenn also die Masse konstant bliebe und auch die Gravitationskraft (natürlich groß), müsste das Volumen des Sterns zunehmen und seine Oberflächentemperatur würde sinken. Also gleiche Masse, mehr Energieausbeute, aber mehr Volumen und eine geringere Oberflächentemperatur.
Luaan: Wenn Sie für eine konstante Energieabgabe querrechnen (denken Sie daran, dass er kein Katastrophenszenario will, wenn es vermeidbar ist), erhalten Sie eine geringere Masse, was wiederum einen geringeren Durchmesser bedeutet. Dies erhöht die Anzahl der lebenslangen Sterne.
Ich sehe nicht, dass sie tatsächlich heißer sind. Ja, eine niedrigere Bindungsenergie bedeutet einfachere und damit schnellere Reaktionsgeschwindigkeiten, aber denken Sie daran, dass die Energieabgabe der Reaktion aus denselben Bindungsenergien stammt. Es scheint mir, dass Sie mehr Atome pro Sekunde durchbrennen würden, aber die Gesamtenergie, die diese Atome freisetzen, gleich bleiben würde, weil jedes einzelne reagierende Atom weniger abgeben würde.
Ich hielt die Bindungsenergie unveränderlich. Das höhere c erhöht direkt die Reaktionsgeschwindigkeiten.
Was wäre, wenn die Lichtgeschwindigkeit 100-mal höher wäre?
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