Wenn ein Raumschiff ständig beschleunigen würde, würden seine Astronauten dann ständig die Vorwärtsbewegung spüren?

Angenommen, das Raumschiff würde konstant mit 1 g beschleunigen, wie würde sich das anfühlen? Nun, Einstein hat uns die Antwort darauf gegeben: Es würde sich genau so anfühlen, als würde man auf der Erdoberfläche stehen, wo die Erdbeschleunigung 1 g beträgt. Dies ist (eine Aussage von) Einsteins Äquivalenzprinzip . Wenn die Beschleunigung viele Stunden fortgesetzt würde, wäre das nichts anderes, als viele Stunden auf der Erdoberfläche zu sein, was wir natürlich alle tun.

Ich werde versuchen, jede Ihrer drei Fragen so einfach wie möglich zu beantworten.

1. Die Astronauten werden die Beschleunigung immer spüren (aber wie Muphrid betonte, ist sie in diesem Fall winzig und wird möglicherweise nicht einmal bemerkt).
2. In einem Raumschiff ist es nicht möglich, Geschwindigkeit zu spüren. Astronauten im Orbit reisen mit 28000 km/h, spüren aber absolut nichts, selbst wenn sie draußen sind. Ebenso spüren Sie in einem Auto nicht die Geschwindigkeit, sondern nur die Geschwindigkeitsänderung (dh Beschleunigung - und beachten Sie, dass die Beschleunigung in jede Richtung erfolgen kann: vorwärts, rückwärts, links, rechts, oben oder unten). Sie spüren die Geschwindigkeit nur, wenn Sie durch die Luft reisen, wo Sie spüren, wie die Luft an Ihnen zieht.
3. Geschwindigkeit schadet überhaupt nicht, da Sie nie etwas davon spüren.

Nun ein paar Vorbehalte.

Erstens, wenn Ihre Geschwindigkeit einen großen Bruchteil der Lichtgeschwindigkeit erreichen würde, würden alle Partikel (sogar einzelne Atome oder Kernpartikel), denen Sie begegnen, sauber durch das Raumfahrzeug und durch den Astronauten fliegen. Wenn Sie schnell genug sind, werden diese Teilchen zu nuklearer Strahlung, und das kann Ihnen tatsächlich schaden.

Auch ist es nicht einmal theoretisch möglich, die Geschwindigkeit alle 10 Minuten um 100 km/h zu erhöhen. Sie werden nie schneller als 300.000 km/s fahren können, selbst wenn Sie ewig weiter beschleunigen. Die gleiche Kraft gibt Ihnen eine immer kleinere Beschleunigung, wenn Sie schneller fahren. Das hat Einstein mit seiner Speziellen Relativitätstheorie herausgefunden.

Sie beschreiben eine konstante Beschleunigung, und dies würde dazu führen, dass die Astronauten eine konstante Kraft in Fahrtrichtung spüren, die das Raumschiff auf sie ausübt.

Diese besondere Beschleunigung ist eigentlich ziemlich klein – ungefähr$.005g$-- und kann daher kaum bemerkt werden , geschweige denn gefährlich sein.

Die Gesamtgeschwindigkeit spielt keine Rolle, und die Astronauten hätten keine Möglichkeit, ihre Geschwindigkeit direkt wahrzunehmen, aber ja, sie würden ständig die Beschleunigung wahrnehmen. Die Wirkung der Beschleunigung würde sich nicht über die Zeit ansammeln – dh wenn sie zu einem bestimmten Zeitpunkt nicht schädlich wäre, wäre sie später nicht schädlich. Dabei werden längerfristige biologische Wirkungen wie Umverteilung des Blutes etc. vernachlässigt.

Die Situation ist sehr interessant. Die gegebenen Antworten sind nette Antworten, aber ich würde gerne sehen, was passieren würde, wenn die Kraft (Beschleunigung) weiter wirken und das Raumschiff für „unendlich“ lange Zeit „schieben“ würde.

Die Beschleunigung des Raumschiffes 'vorwärts' wäre gleichbedeutend mit einem rückwärts wirkenden Gravitationsfeld. Dies entspricht dem Äquivalenzprinzip und dem Trägheitsgesetz. Wäre die Beschleunigung gewesen$g = 9.8ms^{-2}$Die Astronauten würden sich fühlen, als wären sie in ihrem Zimmer, in ihrem Zuhause, hier auf der Erde.

Solange die Beschleunigung aufrechterhalten wird, würden die Astronauten diese Erfahrung machen, und die Geschwindigkeit des Raumschiffs würde ständig zunehmen. Aber ich glaube nicht, dass das ohne Folgen bleiben würde. Ich sage das, weil die Masse des Raumschiffs zunehmen und seine Trägheit erhöhen würde. Angenommen, die Leistung (Kraft) bliebe konstant, dann würde das Raumschiff zur Lichtgeschwindigkeit tendieren, sie aber nie wirklich erreichen. Dies liegt daran, dass seine Beschleunigung bis zu einem Punkt abnehmen würde, an dem sie Null werden würde, was passieren würde, wenn die Geschwindigkeit des Raumschiffs die Lichtgeschwindigkeit erreicht. Es ähnelt der Situation der Endgeschwindigkeit eines Objekts, das durch die Luft fällt, aber die Physik ist anders. Andere interessantere Effekte könnten stattfinden.