Astronomie fără telescop - masa este energie

Pin
Send
Share
Send

Unii spun că motivul pentru care nu puteți călători mai repede decât lumina este că masa dvs. va crește pe măsură ce viteza dvs. se apropie de viteza luminii - așa că, indiferent de cantitatea de energie pe care o poate genera unitatea stelară, ajungeți la un punct în care nicio cantitate de energie nu poate suplimenta accelerează-ți nava spațială deoarece masa ei se apropie de infinit.

Această linie de gândire este, în cel mai bun caz, o descriere incompletă a ceea ce se întâmplă cu adevărat și nu este un mod deosebit de eficient de a explica de ce nu te poți mișca mai repede decât lumina (chiar dacă chiar nu poți). Cu toate acestea, povestea oferă o perspectivă utilă de ce masa este echivalentă cu energia, în conformitate cu relația e = mc2.

În primul rând, iată de ce povestea nu este completă. Deși cineva care se întoarce pe Pământ ar putea observa creșterea masei navei dvs. spațiale pe măsură ce vă apropiați de viteza luminii - pilotul nu va observa deloc schimbarea dvs. În interiorul navei dvs. spațiale, veți putea totuși să urcați scări, să sari coarda - și dacă ați avea un set de cântare de baie de-a lungul călătoriei, veți cântări în continuare la fel ca înapoi pe Pământ (presupunând că nava dvs. este echipată cu cea mai recentă tehnologie gravitațională artificială care imită condițiile din nou pe suprafața Pământului).

Schimbarea percepută de un observator de pe Pământ este justă relativist masa. Dacă te lovești de frâne și te-ai întoarce la o viteză mai convențională, toată masa relativistă ar dispărea și un observator al Pământului te va vedea păstrând același lucru propriu-zis (sau odihnă) masa pe care nava spațială și tu ai avut-o înainte de a părăsi Pământul.

Observatorul Pământului ar fi mai corect să ia în considerare situația dvs. în ceea ce privește energia de moment, care este un produs al masei și vitezei voastre. Așadar, pe măsură ce pompezi mai multă energie către sistemul de acționare a stelelor, cineva de pe Pământ vede cu adevărat impulsul tău - dar îl interpretează ca o creștere în masă, deoarece viteza ta nu pare să crească deloc odată ce este în jur de 99% din viteza luminii. Apoi, când încetiniți din nou, deși s-ar putea să pară că pierdeți în masă, descărcați într-adevăr energia - poate transformați energia cinetică a mișcării în căldură (presupunând că nava dvs. spațială este echipată cu cea mai recentă tehnologie relativistă de frânare).

Din perspectiva observatorului de pe Pământ, puteți formula că câștigul de masă relativistă observat atunci când călătorești aproape de viteza luminii este suma masei / energiei de odihnă a navei spațiale, plus energia cinetică a mișcării sale - toate împărțite la c2. Din asta poți (pășind în jurul unor matematici moderat complexe) să obții că e = mc2. Aceasta este o constatare utilă, dar nu are prea mult legătură cu de ce viteza navei spațiale nu poate depăși viteza luminii.

Fenomenul de masă relativistă urmărește o relație asimptotică similară, deși inversă, asimptotică. Așadar, pe măsură ce te apropii de viteza luminii, timpul tău relativist se apropie de zero (ceasurile lente), dimensiunile tale spațiale relativiste se apropie de zero (contractul de lungimi) - dar masa ta relativistă crește spre infinit.

Dar, așa cum am fost deja acoperit, pe nava spațială nu experimentați nava dvs. spațială câștigând masă (nici nu pare să se micșoreze, nici ceasurile ei să încetinească). Așadar, trebuie să interpretați creșterea energiei de impuls ca o creștere autentică a vitezei - cel puțin în ceea ce privește o nouă înțelegere pe care ați dezvoltat-o ​​despre viteză.

Pentru tine, pilotul, când abordezi viteza luminii și continui să pompezi mai multă energie în sistemul de acționare, ceea ce găsești este că îți continui mai repede destinația - nu atât pentru că ești mișcându-se mai repededar, deoarece timpul estimat, te-ar duce să parcurgi distanța de la punctul A la punctul B devine perceptibil mult mai mic, într-adevăr, distanța dintre punctul A și punctul B devine, de asemenea, mult mai mică. Așadar, nu spargeți niciodată viteza luminii, deoarece distanța în timp a parametrilor vitezei dvs. se schimbă într-un mod care vă asigură că nu puteți.

În orice caz, considerarea masei relativiste este probabil cea mai bună modalitate de a obține relația e = mc2 deoarece masa relativistă este un rezultat direct al energiei cinetice a mișcării. Relația nu se lasă ușor în considerare (să zicem) o explozie nucleară - deoarece o mare parte din energia exploziei provine din eliberarea energiei de legare care ține un atom greu. O explozie nucleară se referă mai mult la transformarea energiei decât la transformarea materiei în energie, deși la nivel de sistem reprezintă încă o conversie autentică de masă în energie.

În mod similar, puteți considera că ceașca de cafea este mult mai masivă atunci când este caldă și devine mult mai puțin masivă atunci când se răcește. Materia, în termeni de protoni, neutroni, electroni ... și cafea, este conservată în mare parte pe parcursul acestui proces. Dar, pentru un timp, energia termică se adaugă cu adevărat la masa sistemului - deși este o masă de m = e / c2, este o cantitate foarte mică de masă.

Pin
Send
Share
Send