Czy można dolecieć do Proximy Centauri w tydzień ?
Ponieważ szczególna teoria względności nakłada ograniczenie na maksymalną prędkość równą prędkości światła, wielu ludzi skłonnych jest sądzić, że loty, do odległych o tysiące lat świetlnych gwiazd, trwać muszą całe epoki.
Jednakże zapominają oni o innych aspektach tej teorii, mianowicie dylatacji czasu i relatywistycznemu skróceniu. W istocie oddalająca się od Ziemi rakieta ulega obserwowanemu skróceniu. Jednakże efekt jest zupełnie symetryczny i z punktu widzenia rakiety skróceniu ulegnie wszystko, co jest względem niej w ruchu. Efektowi temu ulegnie więc zarówno Ziemia, gwiazda docelowa, jak i droga do przebycia.
Odległość z Ziemi do Proximy w układzie Ziemi to trochę więcej niż cztery lata świetlne. Jednakże dla rakiety poruszającej się z v=0,9999887c, odległość ta skróci się do tygodnia świetlnego, dzięki czemu doleci ona na Proximę w tydzień czasu pokładowego. Czy nie ma tu jednak jakiegoś paradoksu? Skoro w układzie Ziemi rakieta pokonuje cztery lata świetlne w tydzień, to znaczy, że porusza się z prędkością równą 208c (tyle tygodni mają 4 lata). A wcześniej założyliśmy, że porusza się z v=0,9999887c. Otóż prawdziwa jest ta druga prędkość. Z tego wniosek, że w układzie Ziemi rakieta nadal potrzebuje czterech lat, aby dotrzeć na Proximę. Rolę gra tutaj dylatacja czasu. Po prostu w rakiecie, obserwowanej z Ziemi, czas płynie dokładnie 208 razy wolniej, wiec po czterech latach lotu minie tam zaledwie tydzień. Czyli dzięki szczególnej teorii względności możemy dolecieć dowolnie daleko w dowolnie krótkim czasie pokładowym. Możemy w sekundę zwiedzić inną galaktykę i wrócić na Ziemię, jednak wtedy miną na niej miliony lat. Problemem pozostają jednak koszty energetyczne i przeciążenia.
W chwili obecnej wydaje się niemożliwym uzyskać źródło energii pozwalające dostatecznie zbliżyć się do c (a im jesteśmy bliżej, tym trudnej przyspieszyć). Najefektywniejszym sposobem magazynowania energii jest równa ilość materii i antymaterii. Nawet jeśli uda się wytworzyć tak ogromne ilości energii i zbudować silnik fotonowy, to masy paliwa potrzebnego na międzygwiezdny lot, w rozsądnym czasie, będą sięgały tysięcy mas samego statku. Warto tutaj zwrócić uwagę na dwie rzeczy:
Po pierwsze omawiane efekty są efektami rzeczywistymi. Niektórym ludziom wydaje się, że to jedynie efekt obserwacji przy pomocy fal elektromagnetycznych - tzn. złudzenie optyczne. Nie jest to prawdą. Efekty te są jak najbardziej realne i weryfikowalne w dowolnym doświadczeniu, niekoniecznie elektromagnetycznym.
Po drugie - można by zapytać: skoro wszystkie układy są równouprawnione i symetryczne, to czy nie powinno być tak, że z punktu widzenia rakiety to na Ziemi czas ulega spowolnieniu, więc w momencie dotarcia do Proximy po tygodniu, na Ziemi powinno upłynąć zaledwie 50 minut (skoro Ziemia oddala się z prędkością v=0,9999887c to czas płynie na niej 208 razy wolniej niż w rakiecie!)? Daje to oczywisty paradoks, skoro na Ziemi upływają 4 lata. Odpowiedź to - i tak, i nie. Rozumowanie to jest poprawne, ale nie do końca, gdyż układy nie są równoważne. Rakieta przyspiesza i hamuje i wtedy dodatkowo podlega, już niesymetrycznej względem Ziemi, dylatacji czasu. Okazuje się, że gdy uwzględnić te efekty, to wszystko do siebie pasuje.
text źródłowy: http://baza.polsek.org.pl/
