Что ждёт космического путешественника, который задумает разогнать свой корабль до скорости света?

Тела наши материальны и имеют массу, в отличие от сверхбыстрых фотонов – квантов света, которые не имеют массы, и которых пока никому не удалось обогнать. Это и логично, ведь, будь у фотонов хоть какая масса, они бы всё уничтожали на своём пути.

6 фото

Если вдруг кому-то удастся изобрести сверхмощный двигатель, то он должен помнить, что, несмотря на разные фантастические фильмы, где чудеса летающей техники развивают скорость, способную догнать свет, это чревато фатальными последствиями.

Ещё Альберт Эйнштейн своей Теорией Относительности установил предел нашим скоростным мечтаниям: ничто не может двигаться быстрее света! Известную формулу этого гениального физика знает каждый школьник:

Что из неё следует? Энергия тела взаимосвязана с его массой, а постоянное здесь – ускорение. Соответственно, исходя из данной формулы, чем больше ускорение, тем больше будет масса тела и тем больше нужно будет затратить энергии, чтобы это отяжелевшее от скорости тело разогнать.Разберём на простом примере. Возьмите небольшой камушек и бросьте его, особо не напрягаясь, в непрочную поверхность, которая может легко деформироваться. От удара на этой поверхности вы заметите небольшую вмятину. А теперь с такого же расстояния бросьте этот камень со всей силы! Что получится? Вмятина будет намного больше от удара, а всё по тому, что камень полетел быстрее и из-за скорости его масса увеличилась, а вам пришлось затратить намного больше сил, чтобы его разогнать. А теперь подумайте: какой же должен быть мощный двигатель, и сколько ему понадобится топлива, чтобы придать телу такую скорость!

Примерно такая картинка предстанет перед нашим взором, если мы полетим со скоростью света.

В Большом Адронном Коллайдере решили провести эксперимент: физики разогнали электрон до скорости примерно равной 250 000 км/с. Масса электрона, очень мала, но на такой скорости электрон стал весить 2 кг! А если он полетит со скоростью света, то масса увеличится и вовсе до бесконечности! Аналогичный эффект будет и с любым телом. Вечнохудеющие точно будут шокированы такой цифрой, но само тело не «разжирнеет» - когда человек остановится, в нём в состоянии покоя будет всё тот же его вес. Всё, что ему остаётся, - выдержать такую перегрузку. Но теоретически корабль до скорости света разогнать нельзя: чем больше скорость, тем больше нужно затратить энергии на его разгон, а раз масса увеличивается до бесконечности, значит, у двигателя должны быть бесконечные запасы топлива, а где мы его столько возьмём и как разместим? Поэтому, увы, догнать свет невозможно.

Большой адронный коллайдер.

Полёт со скоростью света – не особо приятное путешествие. Любой предмет, имеющий массу, будет поддаваться бесконечному сжатию (об этом тоже говорит формула Эйнштейна). Мало того, что наша масса возрастёт до бесконечности, нас ещё и сожмёт до бесконечности, что даже трудно представить, но не будем о грустном, и предположим, что мы всё ещё живы!

Часы у астронавта остановятся. Да, те, кто не хотят стареть, - добро пожаловать на борт сверхбыстрого корабля! Теория Относительности доказывает, что живём мы в четырёхмерном пространстве-времени, где три измерения пространственные, и одно – временное. Мы всегда движемся во времени, даже если просто сидим на месте и ничего не делаем. Чем быстрее скорость, тем медленнее время, так как, объект, движущийся со скоростью света, искривляет пространственно-временную ткань до бесконечности. Именно поэтому фотоны и не знают времени: Вселенная живёт около 13,8 млрд лет, но для них от момента рождения Вселенной до сегодняшнего дня всё является единым мгновением. Именно с таким эффектом, кстати, связан знаменитый «парадокс близнецов»: один брат остаётся на Земле, а другой улетел в космос и путешествует там около 20 лет со скоростью света. Вернувшись таким же молодым, как на момент расставания, он заметит, как его брат постарел на 20 лет.

Парадокс близнецов.

Наше поле зрения также искривиться из-за искривления пространственно-временной ткани: всё, что мы увидим – это тоннель, «стенки» которого сольются, будут выглядеть смазанными, а впереди мы увидим белоснежный свет. Никаких звёзд, планет и даже галактик не удастся рассмотреть на такой скорости – именно так выглядит мир «глазами» фотона. Фотон даже не может осознать, что мир вообще существует, ведь для этого нужно время, а вся его жизнь, как уже было сказано выше, - это одно мгновение.

Предположим, астронавт пережил перегрузку, но всё же догнать фотон ему помешают атомы, живущие в космосе, ведь вакуум – это не абсолютно пустое пространство. В нём тоже есть атомы элементов, например, самых распространённых – водорода и гелия. Когда космический корабль летит в космосе, его борт постоянно сталкивается с этими атомами. Но если вы «нажмёте педаль газа», то сила столкновения атомов с кораблём будет настолько велика, что они сожгут и корабль, и его пилота-путешественника.
Сейчас пока мы не знаем, из чего можно сделать такой непроницаемый корабль. Мощная ионизация, возникшая при прохождении атомов водорода сквозь организм на такой скорости, повлечёт за собой распад ДНК – это многократно превышает смертельную дозу облучения для человека. Возможно, именно радиация и является причиной тому, почему нашу Землю не посещают инопланетные гости.

Исходя из всего вышеизложенного, движение со скоростью света невозможно для нас не столько из-за отсутствия технологий, сколько из самих законов Вселенной. Но когда-то ведь и самолёт казался нам фантастикой, а теперь в них никто не видит ничего необычного и многие за свою жизнь хотя бы один раз пользовались этим видом транспорта. Человеческое тело хрупкое, а космос – опасен.

Сможем ли мы когда-нибудь бросить вызов всем перечисленным факторам, обмануть Теорию Относительности и преодолеть миллиарды километров межзвёздного пространства?
Источник