* Rymdskeppets massa: Ju tyngre rymdskeppet, desto mer energi tar det för att påskynda det.
* Starthastigheten: Om rymdskeppet redan har viss hastighet tar det mindre energi att nå 90% av ljusets hastighet.
* relativistiska effekter: När ett objekt närmar sig ljusets hastighet ökar massan på grund av Einsteins relativitetsteori. Detta innebär att det krävs exponentiellt mer energi för att påskynda den ytterligare.
Här är ett förenklat tillvägagångssätt för att förstå konceptet:
1. kinetisk energi: Den energi som krävs för att påskynda ett objekt beräknas med hjälp av formeln för kinetisk energi:KE =1/2 * MV^2, där M är massa och V är hastighet.
2. Relativistisk kinetisk energi: Vid hastigheter nära ljusets hastighet bryts den klassiska kinetiska energiformeln ner. Vi måste använda den relativistiska kinetiska energiformeln:
KE =(y - 1) MC², där y är Lorentz -faktorn (ett mått på hur mycket tid och utrymme är förvrängda med relativistiska hastigheter), M är massan och C är ljusets hastighet.
3. Lorentz -faktorn: Lorentz -faktorn (y) beräknas som y =1 / sqrt (1 - (V² / C²)). Vid 90% ljusets hastighet är Lorentz -faktorn ungefär 2,3.
Exempel:
Låt oss säga att rymdskeppet har en massa på 1000 kg.
1. klassisk kinetisk energi: Detta skulle ge oss ett stort antal, men det är felaktigt i så höga hastigheter.
2. Relativistisk kinetisk energi:
* Ke =(2.3 - 1) * 1000 kg * (3 x 10⁸ m/s) ²
* Ke ≈ 1,3 x 10⁷ Joules
Viktiga anteckningar:
* Denna beräkning beaktar endast den energi som krävs för att * nå * 90% av ljusets hastighet. Det står inte för den energi som behövs för att upprätthålla den hastigheten, som skulle vara betydande på grund av drag från interstellar gas och andra partiklar.
* Praktiska överväganden: Att påskynda ett rymdskepp till 90% av ljusets hastighet är för närvarande utanför våra tekniska förmågor. Mängden energi som krävs är enorm och teknikutmaningarna är enorma.
Sammanfattningsvis skulle det kräva en enorm mängd energi för att påskynda ett rymdskepp till 90% av ljusets hastighet. Den exakta mängden beror på rymdskeppets massa och starthastigheten, och beräkningen kräver övervägande relativistiska effekter.
