FIZYKA PODRÓŻY MIĘDZYGWIEZDNYCH Część 2 – Nieprzekraczalna bariera
Jeden z postulatów teorii względności głosi, że wraz ze wzrostem prędkości rośnie masa poruszającego się obiektu. Innymi słowy im szybciej się poruszamy, tym więcej ważymy. W życiu codziennym nie dostrzegamy tego efektu, ponieważ przyrost masy jest zaniedbywalnie mały. Aby miał on praktycznie znaczenie, prędkość obiektu musi być znaczącym ułamkiem prędkości światła. Oczywiście dziś osiąganie prędkości podświetlnych jest nierealne, ale w literaturze i filmach sci-fi statki kosmiczne szybsze od światła nie są czymś niezwykłym, więc problem ten wymaga szerszego wyjaśnienia.
Wzór opisujący relatywistyczny przyrost masy szybko poruszającego się obiektu przedstawiony jest na obrazku dołączonym do wpisu.
We wzorze tym m0 to masa obiektu w spoczynku, v jest prędkością obiektu, a c prędkością światła. Łatwo sprawdzić, że masa obiektu zaczyna znacząco rosnąć dopiero po osiągnięciu prędkości bliskiej prędkości światła. I tak przy prędkości 0.1c wzrost masy wynosi zaledwie 0,5%. Gdy rozpędzimy się do połowy prędkości światła, nasza masa wzrośnie o około 15%. Gdy prędkość wzrośnie do 90% prędkości światła, będziemy ważyć już ponad dwukrotnie więcej niż w stanie spoczynku. Im bardziej będziemy się zbliżać do prędkości światła, tym szybciej będzie rosła nasza masa. A czy możliwe jest osiągnięcie prędkości światła lub przekroczenie tej granicy? Ze wzoru wynika, że nasza masa w momencie osiągnięcia prędkości światła osiągnie nieskończoną wartość. Przyspieszenie ciała o nieskończonej masie wymagałoby nieskończonej energii, a tyle nie ma nawet w całym Wszechświecie. Stąd prosty wniosek: osiągnięcie prędkości światła (nie mówiąc już o jego przekroczeniu) jest niemożliwe.
Z tym ograniczeniem wiąże się poważny problem. Odległości w kosmosie są ogromne, a skoro nie możemy poruszać się szybciej od światła, potrzebujemy mnóstwo czasu na pokonanie dużego dystansu. Podróż do najbliższej gwiazdy zajmie nam co najmniej 4,22 lat, powrót tyle samo, więc cała podróż będzie trwała nie krócej niż ok 8.5 lat. Wyprawa na drugą stronę galaktyki to już czas rzędu 100 000 lat, podróż do Galaktyki Andromedy – ponad 2 mln lat.
Teoria względności pozostawia jednak jedną otwartą furtkę do pokonywania odległości z prędkościami większymi niż prędkość światła. Temat ten zostanie poruszony w jednym z najbliższych wpisów.
Galeria zdjęć
