Il "gemello" della Terra.

[Fox-Astrolfo]

Le astronavi generazionali non funzionano

Essenzialmente il lasso di tempo è troppo elevato, si rischia una sostanziale deriva della civiltà. E poi 4000 e passa anni perduti nel niente è una sfida tecnologica oltre le possibilità umane. Se si rompe qualcosa? In 4000 anni succede sicuramente miliardi di volte. La nostra civiltà industriale ha meno di 200 anni, e poco o nulla è sopravvissuto questo lasso di tempo, figuriamoci sulla scala dei millenni.

Si potrebbe impostare il discorso in maniera diversa. Se fossimo in grado di raggiungere il 20% della velocità della luce un viaggio di andata-ritorno da Proxima Centauri durerebbe 40 anni. Questo si sarebbe abbordabile per una missione di una sonda automatica in grado anche di riportare campioni o dati non trasmissibili su distanze tanto elevate, e forse poi di una missione umana. 40 anni sono gestibili, 4000 no.

Ma si sapevo che era impossbile, facevo un pò d'ironia riguardo alla fantascienza

[Mr Yod]

in realtà non c'è nemmeno bisogno di carburante.
pare che con una vela in grado di captare il vento solare larga qualche chilometro quadrato si otterrebbe una spinta sufficiente per andare piuttosto veloci. Una volta raggiunta la velocità di crociera. il problema sarebbe fermarsi...

ma le vele solari non erano fantascienza?

[B3B0™]

per capire il funzionamento di un razzo bisogna pensare alla legge di conservazione della quantità di moto

un razzo nello spazio aperto può essere considerato come un sistema isolato (per ora non consideriamo le acceleraizoni dovute ai campi gravitazionali del sole e dei pianeti, anche xhcè quest sono minime quando ci troviamo nello spazio interstellare)

la forza con cui il razzo espelle il propellente è una forza interna al sistema quindi non può variare la quantità di moto che resta costante

difatti il centro di massa di un razzo non accelera, resta sempre fermo (o di moto rettilineo uniforme)

allora comemai il razzo lo vediamo accelerare?

xchè il centro di massa del razzo è il centro di massa dell'intero sistema, razzo + propellente già espulso

se si va a calcolare la posizione del centro di massa si può vedere che esso non si è minimamente spostato o per lo meno non ha minimamente accelerato

la quantità di moto del sistema "razzo + propellente espulso" rimane costante, ma si tratta di una somma vettoriale quindi poichè il propellente espulso ha guadagnato quantità di moto in una direzione deve essere che il razzo ha guadagnato quantità di moto nella direzione opposta in modo che (in modulo):

q di moto (razzo) = q di moto (propellente espulso)

ma la quantità di moto altri non è che il prodotto della massa per la velocità

ed eccoci arrivati al centro della questione:

se noi vogliamo che il razzo acceleri a velocità molto elevate dobbiamo aumentare la quantità di moto del propellente espulso, e questo in ultima analisi vuol dire aumentare o la massa di propellente espulso, o la velocità con questo propellente viene espulso o entrembe le cose insieme

se vogliamo far andare il razzo al doppio della velocità dobbiamo espellere il doppio din massa di propellente oppure dobbiamo espellere il propellente al doppio della velocità

aumentare però la massa del propellente espulso vuol dire aumentare anche la massa del razzo col risultato che la relazione tra di propellente espulso e velocità guadagnata dal razzo non è più lineare

molto meglio sarebbe aumentare la velocità con cui il propellente viene espulso, ma per far ciò bisogna generare pressioni e temperature elevatissime all'interno della camera di combustione e questo è prima di tutto difficile da ottenere per problemi strutturali

insomma volendo potremmo anche pensare di piazzare dentro la camera di combusitone una bomba atomica, in tal modo le temperature e pressioni raggiunte sarebbero tali che la velocità di espulsione del propellente sarebbe elevatissima e basterebbe poco propellente per ottenere spinte elevatissime

il problema però è che una esplosione nucleare te la distrugge la camera di combustione...non esistono materiali abbastanza resistenti e al tempo stesso tanto leggari da poter essere utilizzati per questo

un'altra (ben più saggia) idea sarebbe sempre legata al tentativo di aumentare la velocità di espulsione del propellente ma di dosarla lentmente, ma ancora non siamo molto bravi in questo

fin qui tutto chiaro, è quello che sapevo pure io. Sono intervenuto perchè credevo che quello 0.02% fosse il risultato di qualche formula matematica o dell'applicazione di qualche legge fisica della quale ignoravo l'esistenza.
comunque grazie, siete stati tutti molto chiari

[alternat]

ma le vele solari non erano fantascienza?

boh

[B3B0™]

http://en.wikipedia.org/wiki/Solar_sail
l'idea c'è, non so quanto sia realizzabile..

[Automatic Jack]

quindi, teoricamente, avendo abbastanza propellente questo 0.02% potrebbe essere sorpassato senza ulteriori problemi?

La velocità raggiunta dalla helios2 non è dovuta solamente al suo motore, ma da una serie di fiondate gravitazionali, essenzialmente, questo valore dello 0,02% è tecnicamente superabile, a patto, come giustamente ha spiegato rigel, di riuscire a fornire una "forza" sufficiente. Sia questa ottenuta attraverso motori o attraverso fionde gravitazionali.

Il problema dell'attrito c'è eccome. Il mezzo interstellare è diverso da quello che si trova all'interno del sistema solare. I pianeti, soprattutto quelli massivi, e il sole, hanno catturato gran parte del pulviscolo e delle particelle, lasciando uno spazio "vuoto" in cui le sonde che noi abbiamo lanciato in questi anni si sono mosse senza problemi.

nelle distanze tra stella e stella però nubi di polveri e materia, ancorchè rarefatta non sono l'eccezione, anzi. E bisogna tener conto che aumentando la velocità di una sonda, l'attrito che queste polveri generano è considerevole e va calcolato. Allo stesso modo gli urti di polveri, anche fini, a velocità subluminali sono importanti, e bisogna che il progetto ne tenga debitamente conto. un percorso misurabile in anni luce, siano i 4 che ci separano da Proxima centauri siano i 20 che ci separano da Gliese, sono una quantità di spazio in cui queste sollecitazioni potrebbero diventare proibitive.

[dygez]

La velocità raggiunta dalla helios2 non è dovuta solamente al suo motore, ma da una serie di fiondate gravitazionali, essenzialmente, questo valore dello 0,02% è tecnicamente superabile, a patto, come giustamente ha spiegato rigel, di riuscire a fornire una "forza" sufficiente. Sia questa ottenuta attraverso motori o attraverso fionde gravitazionali.

Il problema dell'attrito c'è eccome. Il mezzo interstellare è diverso da quello che si trova all'interno del sistema solare. I pianeti, soprattutto quelli massivi, e il sole, hanno catturato gran parte del pulviscolo e delle particelle, lasciando uno spazio "vuoto" in cui le sonde che noi abbiamo lanciato in questi anni si sono mosse senza problemi.

nelle distanze tra stella e stella però nubi di polveri e materia, ancorchè rarefatta non sono l'eccezione, anzi. E bisogna tener conto che aumentando la velocità di una sonda, l'attrito che queste polveri generano è considerevole e va calcolato. Allo stesso modo gli urti di polveri, anche fini, a velocità subluminali sono importanti, e bisogna che il progetto ne tenga debitamente conto. un percorso misurabile in anni luce, siano i 4 che ci separano da Proxima centauri siano i 20 che ci separano da Gliese, sono una quantità di spazio in cui queste sollecitazioni potrebbero diventare proibitive.

Si ma che palle però. "Io vojo vedere altri mondi, wahhhhh!" :(

[geman]

domanda niubba: perchè un manufatto non può raggiungere velocità superiori? nel vuoto, teoricamente, non dovrebbero esserci molti meno limiti?

Perchè, per viaggiare alla velocità della luce, un corpo deve trasformarsi in energia...

[B3B0™]

Perchè, per viaggiare alla velocità della luce, un corpo deve trasformarsi in energia...

e fin lì ci siamo... avevo interpretato male il post di AJ e mi chiedevo se lo 0.02% fosse un limite a tutti gli effetti dovuto a qualche causa a me sconosciuta...

[Automatic Jack]

Mi sono espresso male, intendevo dire che per ora il "coso" più veloce che siamo riusciti a costruire raggiunge i 250mila km/h, non che questa velocità fosse un limite. Per andare più veloce, e magari senza fionde gravitazionali, bisogna inventarsi altri modi.

[Thaipan]

se solo riuscissimo a sfruttare l'energia punto zero

[*Vazkor*]

per capire il funzionamento di un razzo bisogna pensare alla legge di conservazione della quantità di moto

Io ho smesso di leggere qua

[Automatic Jack]

vazzo, se non ti impegni...

[Jedi Knight]

già.
tenuto conto che per ora non ci sono sistemi propulsivi che garantiscano di raggiungere nemmeno un centesimo di questa velocità, vedi te quanto tempo ci vuole per arrivare fin laggiù...

Ma viaggiando alla velocità della luce il tempo rallenta , giusto Quindi un anno luce è un "nostro" anno alla velocità della luce ? E quanto dura invece il viaggio effetti alla velocità della luce ?
Ciao e grazie

[rigel]

man mano che ti avvicini alla velocità della luce il tempo per teche sei nell'astronave diventa più lento rispetto al tempo sulla Terra

se viaggi a una velocità vicina a quella della luce il per 30 anni per te sono passati solo 2 mesi ma per la gente sulla Terra sono passati 30 anni

il rapporto tra i due tempi dipende da quanto più ti avvicini alla velocità della luce

ad esempio se vai ancora più vicino alla velocità della luce quei 30 anni per te sono solo 2 minuti

se vai ancora più vicino alla velocità della luce quei 30 anni sono solo 2 secondi... etc...

al limite, se potessi andare davvero alla velocità della luce per te il tempo non passerebbe e quindi un viaggio che per la gente rimasta a Terra sembra durato 30 anni per te è durato meno di un'istante

[Mr Yod]

al limite, se potessi andare davvero alla velocità della luce per te il tempo non passerebbe e quindi un viaggio che per la gente rimasta a Terra sembra durato 30 anni per te è durato meno di un'istante

il problema è quando freni che ti spiattelli sul parabrezza della tua astronave (sempre che tu non ti sia spiattellato contro il baule durante l'accelerazione per raggiungere tale velocità)

alla fine dei conti il problema non è raggiungere o superare la velocità della luce, ma farlo in tempo utile rimanendo intatti

non mi va di fare i calcoli per cui riporto a memoria quello che lessi sul libro "la fisica di star trek": per raggiungere metà della velocità della luce con un'accelerazione costante non nociva (diciamo 3g) si impiegherebbero 2 mesi e mezzo circa

[alternat]

non so se sottoporsi a due mesi e mezzo di accelelrazione a 3g sia esattamente da classificarsi come "non nocivo"...

[rigel]

a un breve calcoli direi circa 4 mesi a 3g

comunque non mi pare poi tanto, anche tenendo conto di andare a 1g ci si mette circa un'anno ma si tratta ancora di tempi ragionevili per un'equipaggio, missioni di 2 anni non sono così fuori dal mondo come può esserlo una missione generazionale di millenni

il problema vero è che non è possibile arrivare a c...

[Jedi Knight]

man mano che ti avvicini alla velocità della luce il tempo per teche sei nell'astronave diventa più lento rispetto al tempo sulla Terra

se viaggi a una velocità vicina a quella della luce il per 30 anni per te sono passati solo 2 mesi ma per la gente sulla Terra sono passati 30 anni

il rapporto tra i due tempi dipende da quanto più ti avvicini alla velocità della luce

ad esempio se vai ancora più vicino alla velocità della luce quei 30 anni per te sono solo 2 minuti

se vai ancora più vicino alla velocità della luce quei 30 anni sono solo 2 secondi... etc...

al limite, se potessi andare davvero alla velocità della luce per te il tempo non passerebbe e quindi un viaggio che per la gente rimasta a Terra sembra durato 30 anni per te è durato meno di un'istante

Quindi ogni viaggio , di qualsiasi lunghezza , allla velocita' della luce , è istantaneo per me che viaggio ?

[gmork]

in pratica si potrebbe dire che dio e' un astronauta che viaggia sempre alla velocita' della luce

[rigel]

Quindi ogni viaggio , di qualsiasi lunghezza , allla velocita' della luce , è istantaneo per me che viaggio ?

esatto

in pratica poi c'è un'altro fenomeno che si realizza quando ci si avvicina alla velocità della luce:

le lunghezze si accorciano

il che vuol dire che la distanza da te percepita tra il punto di partenza e il punto di arrivo è minore se ti muovi a velocità prossime a quelle della luce

ad esempio:

1000km misurati da una persona ferma sulla Terra sono 1000km, mentre per una persona in moto a velocità prossime a quelle della luce sono 4km

e se la sua velocità è ancora più vicina alla velocità della luce sono 2 metri

etc... al limite quando si va esattamente alla velocità della luce tutte le distanze diventano zero e quindi si può dire che se ti muovi alla velocità della luce per te è come essere istantaneamente al punto di partenza, al punto di arrivo e in tutti i punti intermedi del tuo tragitto

in pratica per te si realizza l'ubiquità

non è così x un'osservatore esterno che non si muove a c, per lui ti stai muovendo a 300mila km/s e quindi ogni istante occupi una posizione diversa nello spazio

ammetto che è complicato da comprendere... è tutta una diretta conseguenza del fatto che la velocità della luce è sempre la stessa misurata da qualsiasi sistema di riferimento, anche se in moto relativo rispetto ad essa

cioè se ti muovi a 100mila km/s in direzione opposta a quella di un raggio di luce lo vedrai avvicinarsi a te non a 400mila km/s come ti aspetteresti ma ancora a 300 mila km/s

allo stesso modo se ti muovi a 100mila km/s nella stessa direzione di un raggio di luce lo vedrai allontanarsi da te sempre a una velocità di 300mila km/s e non a 200mila km/s come ti aspetteresti

[gmork]

ummm il concetto di dio e' da sempre accostato a quello di luce, di eternita' e di ubiquita'.
ora la scenza ci dice che a velocita' luce il tempo si ferma, non esiste piu', si e' eterni in pratica e che tutte le distanze diventano zero, si e' ovunque.
mumble mumble... direi che c'e' molto su cui ragionare, no? ^^

[Lord_Barba]

Scusate se magari dico una cavolata eh, ma se una persona viaggia alla velocità della luce, il viaggio non è istantaneo sempre.

Cioè, se la luce dal sole impiega 8 minuti per arrivare, e la luce viaggia a 300k km/s circa, se io viaggiassi alla stessa velocità, impiegherei sempre 8 minuti per arrivare dal sole alla terra, no? 8 minuti non sono di certo un viaggio istantaneo.

Sbaglio qualcosa io?

[gmork]

si

[Lord_Barba]

si

Si cosa? Se sbaglio ok, ma almeno spiegami così afferro il concetto.