Dado que los seres humanos no pueden viajar a la velocidad de la luz, ¿es casi imposible para la humanidad abandonar nuestro sistema solar? ¿Cómo podríamos hacerlo (teóricamente)?

Answer 1

Matteo: el gran problema con los viajes interestelares es simple: incluso para las estrellas “cercanas”, las distancias involucradas son inmensas casi más allá de la comprensión. La velocidad de la luz en sí misma no es un factor limitante en absoluto. El gran problema es encontrar la energía que se necesita para llegar de aquí para allá en tiempos de vuelo aceptables.

Hace poco un lector planteó la pregunta:

¿Cuáles son algunas de las formas en que los humanos pueden viajar por el espacio, no de manera convencional sin realmente viajar en el espacio tiempo a una velocidad máxima cercana a la velocidad de la luz? ¿Podemos llegar a planetas como Kepler-452b utilizando estas técnicas?

Esta fue mi respuesta a él:

Desafortunadamente, a partir de nuestra comprensión actual, no hay manera de viajar largas distancias y, al mismo tiempo, evitar los tiempos de viaje largos y las altas velocidades.

Kepler-452b está a unos 1400 años luz de la Tierra.

Caso 1: Viaje de baja velocidad y larga duración. Si construimos un cohete con suficiente combustible para acelerar una carga útil para, por ejemplo, 0.01 c, recorrer la mayor parte de la distancia, y luego desacelerar hasta detenerse en Kepler-452b, la duración del viaje sería de aproximadamente 140,000 años. Los astronautas tendrían que ser congelados o colocados en algún tipo de animación suspendida, vigilada por una computadora [¿Recordar a HAL desde 2001, una Odisea del espacio? ¡No estoy seguro de que me guste esa idea!], Y luego revivió sin problemas al llegar. ¿Alguien realmente cree que tendremos una versión infalible de esa tecnología en cualquier momento dentro de los próximos siglos?

Caso 2: alta velocidad, viajes de corta duración. ¿Por qué no construir un cohete que puede acelerar una tripulación continuamente desde la Tierra a 1 g, la aceleración de la gravedad de la Tierra, durante la mitad del viaje [700 años luz] y desacelerar por igual en la mitad restante? Como se ve desde la Tierra, ese viaje llevaría 1402 años. Pero para los astronautas, el punto medio se alcanzaría en solo 7.05 años, y estarían en Kepler-452b en 14.1 años, según sus relojes. Y es interesante observar que, gracias a la aparente contracción de Lorentz, en el punto intermedio los astronautas verían pasar las estrellas a la velocidad efectiva de 724 c .

Los inconvenientes: para una nave espacial de 10,000 toneladas, el único combustible concebible es la aniquilación de materia y antimateria. Suponiendo un motor 100% eficiente [no es probable, incluso para el combustible de antimateria], la cantidad total requerida de combustible para cohetes sería de 21 mil millones de toneladas, la mitad de las cuales sería de antimateria [probablemente anti-hidrógeno]. ¿Y de dónde sacamos esta antimateria? La única fuente que conocemos son los aceleradores de partículas de alta energía, que son notoriamente ineficientes. Pero incluso si la tecnología futura puede producir un generador de antimateria 100% eficiente, todavía hay un problema: si toda la energía eléctrica generada en los Estados Unidos hoy se dedicara a crear y almacenar antimateria, ¡el tiempo de generación sería de 15 mil millones de años!

Hay un problema más con los viajes espaciales de alta velocidad: el medio interestelar. El espacio entre las estrellas no es un vacío perfecto, pero contiene partículas [principalmente átomos de hidrógeno]. La densidad espacial se estima en aproximadamente 1 partícula por centímetro cúbico. La velocidad del cohete en el punto medio visto en el sistema Earth-Kepler452b sería .999999045 c. El poder resultante de la colisión continua con el medio sería de aproximadamente 2,2 gigavatios por pie cuadrado de área de sección transversal del cohete, suficiente calor y radiación para derretir el cohete y matar a la tripulación.

Por lo tanto, a menos que alguna tecnología que aún no haya sido utilizada nos permita crear y acceder a los agujeros de gusano del espacio-tiempo o algo igualmente especulativo, seremos ciudadanos de nuestro sistema solar durante mucho tiempo.

Answer 2

Oh, es simple, aprovechando la dilatación del tiempo. Teóricamente, si pudiéramos hacer una nave en constante aceleración, podríamos alcanzar velocidades muy altas y el tiempo de viaje para los viajeros sería muy pequeño desde su perspectiva, al igual que en la paradoja gemela. Por supuesto esto no cambia sin embargo el tiempo visto desde la tierra. Esto significa que, teóricamente, los humanos podrían obtener, durante su vida, prácticamente en cualquier lugar (no del todo, pero sí lo suficiente como para ir a cualquier lugar de nuestra galaxia), pero aquí en la Tierra podrían pasar miles de años (ver Esta respuesta). Para mejorar esto y reducir ambas veces, la única solución sería la tecnología similar a una unidad de deformación mencionada en las otras respuestas.

Answer 3

A2A. Jesse Taylor tiene razón, la única teoría que conozco para un viaje más rápido o equivalente a la luz sería la unidad de deformación. Como ya te dio la tesis general de la teoría, solo te indicaré algunas fuentes para que puedas aprender más sobre ella. Visite los siguientes sitios para obtener una mejor comprensión del tema:

Alcubierre en coche
La NASA presenta un diseño increíble para la nave espacial Warp Drive
¿Qué tan cerca estamos de la propulsión de Star Trek? – Lo escencial
Factor de deformación

Answer 4

A2A. Irse no es un problema particular. La nave espacial Voyager 1 partió, en dos sentidos importantes: (i) superó las órbitas de todos los planetas (más el pobre viejo Plutón), y (ii) superó la influencia del viento solar y comenzó a detectar el medio interestelar. Solo tomó 35 años y si nos lo proponemos, seguramente podríamos enviar un humano, siempre y cuando no les importe el aspecto de no volver.

El problema es que una vez que te has ido, es muy aburrido para un largo camino, así que no tiene mucho sentido. Y me temo que no estoy al tanto de ninguna opción plausible para hacerlo radicalmente mejor.

Answer 5

Quizás haya varios escenarios posibles, pero a menos que claramente valga la pena, hay demasiados luditas contra el aburrido. Para que valga la pena, necesita un objetivo razonable: hay un progreso lento allí. En segundo lugar, debe ser capaz de mantener la vida en vuelo (aún hay algunos obstáculos allí), luego está el dinero y, por supuesto, la suerte. Segundo, sería un avance inesperado en la física, y eso es un poco inesperado hasta que sucede. Tercero, una raza alienígena podría explicar cómo, y eso no es predecible. Cuarto: transmisión de suficiente información para convertir a un humano en un alienígena receptivo, así que cuando dices que es un hecho que los humanos no pueden viajar a la velocidad de la luz, es verdad física, pero la información para hacer uno puede hacerlo. Varios libros de ciencia ficción sobre ese …

Answer 6

En principio, puedes viajar a cualquier velocidad finita; desde su propio marco de referencia. Puede obtener su membresía que viaja lo suficientemente rápido como para llevarlo de aquí a Alpha Centauri en diez segundos A USTED. Sin embargo, para un observador externo, siempre sería más lento que la luz.

Answer 7

Podemos irnos, el problema es que cualquier destino está tan lejos que la planificación de un viaje para que cualquier persona llegue con vida es impensable.

No tenemos la tecnología para la hibernación real en las escalas requeridas, pero tal vez algún día la desarrollemos.

Podríamos enviar embriones congelados en una “nave espacial agrícola” que podría desarrollarse al llegar a un destino, que es teóricamente plausible, pero es dudoso que podamos desarrollar enfermeras artificiales capaces de hacer crecer embriones humanos en adultos humanos sin ninguna intervención humana real. Pero sí, quién sabe.

Answer 8

Con la tecnología existente, probablemente podríamos enviar una sonda automática para llegar a una estrella cercana en aproximadamente un siglo. Pero sería enormemente caro.

Enviar seres humanos es poco probable en el corto plazo. Las sondas automáticas son mucho más baratas, no tienen que regresar y no es una gran tragedia o escándalo cuando uno se pierde.

Las tecnologías severas ofrecen la posibilidad de alcanzar cerca de la velocidad de la luz. Estos incluyen una vela solar impulsada por un láser basado en la Tierra. O podríamos encontrar alguna manera de aprovechar la energía del punto de vacío, permitiendo una gran aceleración y haciendo posible un viaje de ida y vuelta.

Answer 9

Generación de naves masivas auto contenidas en mundos.
robot más probable con embriones congelados

Este es un problema para 500 a 1,000 años a partir de ahora.

Estamos empezando a salir cerca de la tierra. la luna estaba a SOLO 250,000 millas y pocos días de distancia.

Answer 10

Teóricamente, podrías hacerlo si tuvieras suficiente energía. El problema es después de que giraste alrededor de la galaxia en .9999c por un tiempo y regresaste a casa a la Tierra, habrían pasado unos 10,000 años y todo lo que una vez supiste que se acabaría.

En realidad escribí sobre eso aquí. Puedes viajar más rápido que la velocidad de la luz

Invitaría a la crítica.

Answer 11

Solo si encontramos una manera de doblar el espacio y el tiempo alrededor de una nave espacial (mira esto: unidad de Alcubierre como un ejemplo)

Answer 12

La única teoría en la que puedo pensar que se ajusta a estos requisitos es la idea de compactar el espacio frente a su nave y demostrar que, mientras viaja a una velocidad más lenta, al final cubrirá una gran distancia como si hubiera viajado a una gran distancia. mayor velocidad

Esta es la teoría detrás de la unidad Warp que probablemente nunca se creará, pero prefiero seguir esperando que así sea.