¿Es posible que los humanos viajen a (o cerca) de la velocidad de la luz? Si no, ¿qué es lo más rápido que podemos ir?

Answer 1

Si viaja al 99.5% de la velocidad de la luz, sale el 25 de diciembre de 2015 por 5 años en una ruta circular y regresa a la Tierra, solo habrá envejecido 5 años, pero todos los demás en la Tierra tendrán 50 años y la fecha. será el 25 de diciembre de 2065. Por lo tanto, has viajado al futuro. Si viajó en línea recta, habrá alcanzado un punto a 50 años luz de distancia de la Tierra. Para la tripulación de la nave espacial, habrían experimentado viajes a 10 veces la velocidad de la luz. Así que según ellos, viajaron más rápido que la luz.

No puedes alcanzar la velocidad de la luz ya que tienes masa, como se explica cientos de veces en Quora en diferentes publicaciones.

A menos que desarrollemos tecnología como la unidad Alcubierre, siempre tendremos efectos de dilatación del tiempo relativista y grandes discrepancias entre el tiempo que experimentan las tripulaciones de nuestras naves espaciales y el resto de la humanidad que permanece en la Tierra.

Míralo de esta manera: cuando viajas en el espacio, cuanto más rápido vayas, más energía tendrás que ejercer en tu nave espacial para aumentar tu velocidad. Al aproximarse a la velocidad de la luz, su masa relativista (o impulso) aumenta de forma cuadrática. Para usted como observador en su nave espacial, está parado y el resto del universo está volando a su alrededor a la velocidad de la luz. Para acelerar más rápido, tienes que aumentar la velocidad de todo el universo, con su masa, para ir más rápido. Eso es claramente imposible. Es por eso que, para que las velocidades se acerquen a c (velocidad de la luz), tendrás que crear una burbuja alrededor de tu nave espacial que esté totalmente eliminada del resto del universo y esa burbuja ahora será todo tu universo. Entonces es más factible considerar acelerar esa pequeña porción de espacio doblando el espacio alrededor de esa burbuja, pero su nave espacial en su interior permanece estacionaria.

Ahí yace el problema. Para “doblar el espacio alrededor de tu burbuja” contrayendo el espacio frente y expandiendo el espacio detrás de tu burbuja espacial privada para crear una ola para luego correr hacia el futuro, necesitarás una cantidad increíble de energía. Los mejores modelos actuales requieren un motor y un barco fabricados con materia exótica con masa negativa y energía equivalente a la conversión 100% eficiente de 700 kg de masa directamente a energía.

Esos dos factores por sí solos requieren tecnologías que posiblemente aún estén a siglos de ser desarrolladas, administradas y controladas.

Ojalá no fuera así. Soy tan apasionado como pareces estar ante la posibilidad de que la raza humana se convierta en una verdadera especie de carenado espacial. Sin embargo, los obstáculos tecnológicos son vastos. Aclamaré contigo tan pronto como se encuentre un método alternativo para viajar a las estrellas y se lance nuestra primera nave espacial interestelar.

Answer 2

Es ciertamente concebible que viajemos a una velocidad cercana a la de la luz. La aceleración a 1 g es muy cómoda; se siente como la gravedad de la tierra. Si acelera a 1 g durante un año y (por ahora) ignora la relatividad, alcanzaría una velocidad de [matemáticas] 3.1 \ veces 10 ^ 8 [/ matemáticas] metros por segundo después de un año, ligeramente más rápida que la velocidad de la luz . Si tiene en cuenta la relatividad y acelera a 1 g (en su marco adecuado) durante un año, alcanza el 76% de la velocidad de la luz.

No creo que actualmente podamos descartar la posibilidad de que algún día podamos acelerar a 1 g durante un año. No es inherentemente imposible. Algunas personas argumentarán que a velocidades tan altas, nos mataría la radiación ionizante de los átomos de hidrógeno ordinarios que llenan el espacio; pero no estoy de acuerdo Creo que podríamos diseñar un escudo magnético que los desvíe.

Después de dos años de aceleración de 1 g, alcanzaría el 97% de la velocidad de la luz. Después de 3 años, 99,5%. Nunca alcanzarías realmente la velocidad de la luz porque hacer eso requeriría una energía infinita, más que toda la energía del universo.

La clave para realizar estos cálculos de aceleración es la siguiente: para una aceleración a en su marco adecuado, la aceleración en el marco de laboratorio es [math] a / \ gamma ^ 3 [/ math], donde [math] \ gamma [/ math] Es el factor de Lorentz. Ese factor de [math] 1 / \ gamma ^ 3 [/ math] le impide alcanzar la velocidad de la luz.

Answer 3

En términos prácticos, probablemente no.

La nave espacial más creíble que la humanidad podría construir usando la tecnología actual es el Proyecto Orión (propulsión nuclear). Utiliza un sistema de propulsión hecho de pequeñas bombas atómicas y posiblemente podría ir en torno al 3-5% de la velocidad de la luz. Este concepto es teóricamente sólido y probablemente podría realizarse en la práctica con una inversión del orden del programa Apollo. Está diseñado para alcanzar los planetas exteriores en el sistema solar, en plazos de unas pocas semanas en lugar de unos pocos años, por lo que es adecuado para los humanos. Si quisiéramos instalarnos en las lunas de Júpiter o Saturno, esa sería nuestra única opción actualmente.

Un concepto más avanzado de la década de 1970 que utiliza bombas termonucleares pequeñas es el Proyecto Daedalus. Ese está diseñado para alcanzar el 12% de la velocidad de la luz, pero no es factible hoy en día, y no está diseñado para atacar a humanos, solo sondas automáticas. A esta velocidad, alcanzar las estrellas más cercanas más allá del Sol llevaría décadas, y no contamos con un sistema de soporte de vida que duraría tanto tiempo y podría caber en un volumen razonable.

Otros conceptos dentro del ámbito de la física conocida, por ejemplo, el uso de antimateria, podrían ir más rápido en teoría, pero están en el ámbito de la ciencia ficción en términos de viabilidad. No tenemos los medios para producir ninguna cantidad utilizable de antimateria. Debido a la equivalencia de E = mc ^ 2 entre materia y energía, crear materia o antimateria requiere una enorme cantidad de energía.

En teoría, no existe una imposibilidad física que prohíba la aceleración infinita de 1G que permitiría a una nave espacial alcanzar cualquier velocidad cercana a c, como han señalado otros. Sin embargo, la forma práctica de sostener esta aceleración sin fin no existe, por lo que sabemos.

Answer 4

No, no lo creo. Pero cien años después, ¿quién sabe?

Bueno, con la tecnología actualmente disponible, la respuesta es NO. Echemos un vistazo al objeto más rápido hecho por el hombre. Te imaginas que era una nave espacial o un cohete. No. Lo creas o no, ¡fue una CUBIERTA DE MANHOLE!

El 27 de agosto de 1957, en el sitio de pruebas nucleares de Nuevo México (EE. UU.), Se detonó una bomba en un agujero de 1,20 metros de diámetro en el suelo a 150 metros de profundidad, cubierta con una tapa de acero sólido de 100 mm de grosor, muy parecida a una tapa de pozo. La explosión instantáneamente vaporizó todo el material de hormigón de varias toneladas en el orificio y se disparó hacia arriba en el tubo como una onda de materia vaporizada de varias toneladas a una temperatura, presión y velocidad extremadamente altas. El eje se había convertido, en efecto, en un enorme cañón de cañones con la energía de miles de millones de kilogramos de TNT.

Mientras ocurría, una cámara de película de muy alta velocidad estaba grabando el evento y se esperaba que capturara en cámara lenta la trayectoria y la velocidad de cualquier expulsión del agujero. Desafortunadamente, la cámara, que tenía una vista bastante amplia de la parte superior del orificio y el área alrededor y por encima, registró la “tapa de pozo” en un solo cuadro. No hubo ningún malfuncionamiento de la cámara, es solo que la “tapa de pozo” se perdió de vista tan rápido que la cámara solo la vio por un cuadro. Cálculos posteriores mostraron que el disco de metal de cuatro pies hasta ahora mundano se había lanzado a seis veces la velocidad de escape de la Tierra. ¡Eso es alrededor de 250,000 km por hora! 70 km por segundo! Nueve veces más rápido que el Transbordador espacial, seis veces más rápido que los cohetes lunares más rápidos. Más rápido que la nave espacial Voyager, que, habiendo alcanzado más de 56.500 km por hora, ahora está abandonando el sistema solar y durante años ha sido el objeto más rápido creado por el hombre. La “tapa de pozo” en una fracción de segundo, logró más de cuatro veces la velocidad que tomó Voyager 1 décadas para alcanzar.

¡Era la primera vez que un objeto se quemaba y se desintegraba mientras subía desde la superficie de la Tierra!

Mencioné esto para hacerle saber que 250,000 km por hora es el más rápido que un objeto hecho por el hombre ha logrado, incluso con la ayuda de una explosión nuclear.

La única forma en que los astronautas pueden viajar con seguridad a una velocidad significativa es mediante el uso de un “cohete relativista” que acelera a 1 g. En dos años de tiempo de naves espaciales (aproximadamente 4 años de tiempo en la Tierra), habría alcanzado un poco más del 90% de la velocidad de la luz. El problema es que tal cohete requeriría una enorme cantidad de combustible para un viaje. Tenemos que esperar hasta que los científicos descubran un combustible más eficiente.

Por lo tanto, me parece que la mejor combinación de cohete, combustible y el resto solo puede ser capaz de empujar una nave espacial a aproximadamente 50,000 km por hora y no más.

Pero, dentro de cien años, ¿QUIÉN SABE?

Answer 5

Es imposible que alguien viaje a la velocidad que excede la barrera c. Así que eso está fuera de discusión.

Llegando a la cuestión de la velocidad máxima alcanzable por un cuerpo humano:

La gente está pensando en esta pregunta desde hace algún tiempo. Incluso me topé con este artículo vintage de 1929 sobre el mismo tema.

(Fuente)

Pronto la gente se dio cuenta de que no es la velocidad, sino la aceleración, que juega un papel importante.

Mientras estés pasando por el vacío a una velocidad constante, teóricamente no hay límite, aparte del establecido por el gran padre Einstein.

Si el cuerpo humano encontrara resistencia al aire a velocidades muy altas, el calor causado por la fricción en sí resultaría fatal y ni siquiera entraremos en el efecto de la presión de estancamiento. Intente (pero por favor no intente) sacar la cabeza del avión en movimiento y sabrá a qué me refiero.

fuerza g:

g-force es una medida efectiva para analizar el efecto de la aceleración en el cuerpo humano (1-g = 9.81 m / s ^ 2). La resistencia del cuerpo humano a la fuerza g depende de la duración de la fuerza g sostenida. Las personas experimentan 50-g durante los choques por poco tiempo y no sufren, si son salvadas por un cinturón de seguridad. Pero 10 g por un minuto puede ser fatal.

La NASA realizó un estudio en la década de 1970 para estudiar los efectos de la fuerza g, y sometió a un sujeto a 83 g durante 0.04 segundos y quedó ileso. El sitio web de la F1 dice que los pilotos experimentan alrededor de 3.5 g durante las curvas y los pilotos de aviones de combate tienen que soportar hasta 9 g a veces. La mayoría de nosotros nos desmayaríamos si estuviéramos sometidos a 5 g durante unos segundos.

volando mientras se sostiene 9-g a veces

alcanzando 3.5-g en las esquinas

Hay varios efectos adversos que resultan de un ambiente sostenido de g como:

• Envejecimiento acelerado
• Estallido de venas / capilares
• Aumento de la presión arterial
• Suministro de sangre restringido al cerebro

Aquí hay una tabla que muestra los efectos en diferentes niveles de g.

Restricción de velocidad:

Por lo tanto, aunque podamos mantener cualquier velocidad, existe una restricción severa sobre cómo lograr esa velocidad. Los aviones de combate viajan a velocidades superiores a 3000 kmph. Pero el problema con el que se encuentran los pilotos no se debe a la velocidad, sino a la aceleración.

Supongamos que, si aceleras a alguien en 1-g desde estacionario, pasarían seis meses antes de que alcance 0.5 c. Para entonces, el tipo estaría muerto de todos modos debido a la enorme fricción encontrada a una velocidad tan alta. O si lo hubieras mantenido en el vacío para evitar la resistencia del aire, de todos modos, habría estado muerto hace mucho tiempo.

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Campo de golf:

Página en Stanford
Tolerancia humana de la fuerza vertical del eje G
Página en la NASA
Registro de velocidad del vuelo
Presión de estancamiento

Answer 6

Los escritores de ciencia ficción nos han dado muchas imágenes de viajes interestelares, pero viajar a la velocidad de la luz es simplemente imaginario en la actualidad.

Mientras tanto, la ciencia avanza. Y mientras que la NASA no está realizando un vuelo interestelar, los científicos aquí continúan avanzando en la propulsión de iones para misiones al espacio profundo y más allá mediante el uso de energía eléctrica solar. Esta forma de propulsión es la más rápida y eficiente hasta la fecha.

¿Has oído hablar de Warp drive ship?

Citar de Wikipedia

En lugar de exceder la velocidad de la luz dentro de un marco de referencia local, una nave espacial recorrería distancias al contratar espacio delante de él y expandir el espacio detrás de él, lo que resultaría en un viaje efectivo más rápido que la luz. Los objetos no pueden acelerar a la velocidad de la luz dentro del espacio-tiempo normal; en cambio, la unidad Alcubierre desplaza el espacio alrededor de un objeto para que el objeto llegue a su destino más rápido que la luz en el espacio normal sin infringir ninguna ley física.

Pero “Warp Drive” o cualquier otro término para viajar más rápido que la luz aún permanece en el nivel de la especulación. Hay muchas teorías “absurdas” que se han hecho realidad a lo largo de los años de investigación científica. Pero para el futuro cercano, la unidad de deformación sigue siendo un sueño.

Si desea saber cómo funciona la unidad de deformación, vaya al siguiente enlace:

Una explicación del Alcubierre-White Warp Drive | AsteronX

Answer 7

Albert Einstein construyó una teoría completa, llamada relatividad especial, en torno a la idea de que la velocidad de la luz es la misma para todos los que la miden, sin importar qué tan rápido se muevan en relación con la luz. Para acomodar este comportamiento para la luz, la teoría de Einstein predijo que el tiempo y el espacio tendrían que estirarse o contraerse a medida que alguien viajaba a mayor velocidad. Y de la relatividad especial surgió un límite de velocidad cósmica: nada podría superar la velocidad de la luz.
La relatividad es una piedra angular de toda la física moderna, y no tenemos ninguna razón para dudarlo, nadie ha observado que un objeto se mueva más rápido que la luz. En realidad, es necesaria una pequeña aclaración aquí: el límite de velocidad de Einstein es la velocidad de la luz en el vacío . La luz disminuye cuando se mueve a través de un material como el agua o el vidrio, y luego es perfectamente posible superar esta velocidad reducida de la luz, hasta su velocidad en el vacío, por supuesto. Cualquier cosa que se mueva más rápido que la luz en el agua o el vidrio produce el equivalente luminoso de un auge sónico, llamado radiación Čerenkov. Es lo que le da a los reactores nucleares bajo el agua su atractivo brillo azul.

Pero sobre esa unidad de deformación …

De todos los intentos de salir del límite de velocidad de Einstein, probablemente el más plausible es el “impulso warp” del físico teórico Miguel Alcubierre. La propuesta de Alcubierre no viola el límite de velocidad cósmica, sino que la rodea. Intente llenar una sartén con agua y luego coloque una gota de jabón en la sartén. La grasa volará a los lados de la sartén.

La unidad warp de Alcubierre hace lo mismo con el espacio mismo . Alcubierre demostró que mediante una distribución adecuada de materia, puedes reducir el espacio frente a tu nave espacial y estirarlo detrás de la nave espacial, creando una pequeña burbuja alrededor de la nave que se mueve tan rápido como quieras. Debido a que el espacio se está contrayendo en frente de la nave, la nave no se movería oficialmente más rápido que la velocidad de la luz. De hecho, la nave estaría realmente en reposo en relación con la burbuja de la disformidad, y la gente dentro de la nave ni siquiera sentiría ninguna aceleración. ¡Hablemos de un viaje suave!

Answer 8

El mayor problema es una cosa llamada la ecuación del cohete. ¿Ha notado cómo un cohete convencional es enorme en comparación con la poca carga útil que envían a la órbita? Eso se explica por la ecuación del cohete. Así es como funciona.

Supongamos que desea aumentar la velocidad de su cohete en velocidad, v. Suponga que el escape de su cohete se mueve con la velocidad w. La relación de masa, r, es entonces

r = exp (v / w)

La relación de masa es el peso del cohete original dividido por la carga útil. Dado que los mejores cohetes químicos solo tienen w de 2 o 3 km / s, conseguir v> 10 requerirá un ENORME cohete para lanzar un satélite muy pequeño. Juega con esto en Excel y verás que incluso v = 100 es ridículo. No importa v = 290,000 km / s

Por supuesto, puedes mejorar esto si usas un escape más rápido. Los propulsores de iones pueden alcanzar hasta 100 km / s en el laboratorio, por lo que al menos eso nos permitiría obtener sondas de hasta 300 km / s algún día, pero eso aún está muy lejos de la velocidad de la luz.

Para velocidades muy altas, la ecuación del cohete usa la velocidad en lugar de la velocidad. La rapidez es el arcangulento hiperbólico de la velocidad como una fracción de la velocidad de la luz. Asi que

r = exp (atan (v / c) / w)

Pero vas a necesitar un escape de cohete muy rápido antes de que necesites esa ecuación.