Wenn ein Mensch im Wasser wäre, könnten sie die Beschleunigung auf Lichtgeschwindigkeit überleben?

Erstens (und ich bin es * SO * leid, das zu sagen!) Kann nichts, was Masse hat, jemals die Lichtgeschwindigkeit erreichen.

Zweitens, wenn Sie genug Zeit haben, können Sie mit einer SEHR sanften Beschleunigung der Lichtgeschwindigkeit sehr nahe kommen… sagen wir 1 g.

Da Sie nicht nur 1 g überleben können, wären Sie tatsächlich gesünder als bei (sagen wir) 1/10 g – Sie können sich der Lichtgeschwindigkeit annähern, während Sie sich recht wohl fühlen.

Menschen können höhere Beschleunigungen überstehen – was Sie in viel kürzerer Zeit auf die gewünschte Unterlichtgeschwindigkeit bringen würde – aber es ist nicht notwendig.

Bei sehr hohen Geschwindigkeiten spielen die Einschränkungen des menschlichen Körpers keine Rolle. Deinem Raumschiff wird die Energie ausgehen und du wirst gezwungen, mit jeder Geschwindigkeit, die du tatsächlich LANG erreicht hast, entlang zu rollen, bevor du schneller werden könntest. Sie können also genauso gut mit einem komfortablen Gewicht von 1 g beschleunigen, solange Sie Kraftstoff haben. Fahren Sie dann mit der Geschwindigkeit, die Sie letztendlich erreicht haben, an Ihr Ziel.

Das GROSSE Problem ist, dass wir keine praktische Energiequelle kennen, die sogar 1 g lang genug aufrechterhalten könnte, um mehr als etwa 10% der Lichtgeschwindigkeit zu erreichen.

Der einzige bekannte Weg, um mehr als 10% von ‘c’ zu erreichen, besteht darin, Ihr Fahrzeug mit Antimaterie zu versorgen. Diese können wir auf keine uns bekannte Weise herstellen oder in nützlichen Mengen speichern fahren “wie der„ EmDrive “- der, soweit wir das beurteilen können, nicht wie behauptet funktioniert (und auch nicht kann), weil er gegen einige der grundlegendsten Gesetze der Physik verstößt. Orbitallaser und ein Sonnensegel könnten Sie schneller zum Laufen bringen – aber ohne die Möglichkeit, langsamer zu werden, wenn Sie dorthin kommen, wo Sie gehen, ist das nicht sehr nützlich. Sie könnten in 20 Jahren zum nächsten Stern gelangen – dann haben Sie ein paar Stunden Zeit, um die inneren Planeten zu bewundern, bevor Sie wieder in den Weltraum aufbrechen.

Um auf 10% der Lichtgeschwindigkeit zu kommen und dort langsamer werden zu können, sind eine wirklich verrückte Technik und ein Raumschiff mit einem Gewicht von vielleicht 4 Millionen Tonnen erforderlich, das von explodierenden Atombomben angetrieben wird!

Grundsätzlich sieht es so aus, als ob Menschen auf keinen vernünftigen Weg zu den Sternen gelangen können.

Aber die vermeintlichen „Gefahren“ hoher Beschleunigung und hoher Geschwindigkeit sind nicht das Problem.

Vielleicht kennen Sie das Sprichwort “Es ist nicht die Geschwindigkeit, die Sie umbringt, es ist das plötzliche Anhalten am Ende”. Das plötzliche Anhalten am Ende bedeutet nur eine große Beschleunigung. Ob es eine Beschleunigung ist, die Ihre Geschwindigkeit relativ zu etwas erhöht oder eine, die sie verringert, spielt keine Rolle, es ist immer noch eine Beschleunigung.

Die zweite Erkenntnis ist, dass Beschleunigung und Schwerkraft praktisch ein und dasselbe sind. Dies ist eine der fundamentalen Ideen hinter der allgemeinen Relativitätstheorie. Das Sitzen in einem Raumschiff mit einer Beschleunigung von 9,81 m / s [math] ^ 2 [/ math] würde sich nicht anders anfühlen, als hinter Ihrem Computer zu sitzen. Dies kann Ihnen helfen, eine Vorstellung davon zu bekommen, was bei hoher Beschleunigung passieren würde. Stellen Sie sich vor, Sie würden die Schwerkraft der Erde hundertfach ankurbeln. Alles um dich herum (dein Körper eingeschlossen) würde zu einem klebrigen Pfannkuchen zertrümmert werden. Was wäre, wenn Sie in einem Wassertank wären? Spielt keine rolle Die Schwerkraft wirkt auf dich und alles um dich herum. Sie würden nicht nur zertrümmert, es würde auch eine riesige Menge Wasser auf Sie pressen, die Sie plötzlich mit einem weitaus größeren Druck beaufschlagt. Wasser hilft nicht. Nichts wird.

Und schließlich ist die Lichtgeschwindigkeit ziemlich groß. Bei einer nicht tödlichen Beschleunigung würde es sehr lange dauern, bis eine mit der Lichtgeschwindigkeit vergleichbare Geschwindigkeit erreicht wäre. Um ein Drittel der Lichtgeschwindigkeit (ungefähr 100 000 000 m / s) zu erreichen, die mit 5 g beschleunigt wird (fast 50 m / s [math] ^ 2 [/ math]), bräuchten Sie fast einen Monat. Sie könnten 5 g für ein paar Sekunden überleben, vielleicht sogar Minuten als ungeübte Person. Eine Stunde wäre tödlich. Tage werden es sicherlich sein.

Der einzig vernünftige Weg, um eine große Geschwindigkeit zu erreichen, ist das Beschleunigen mit genau 1 g oder 9,81 m / s [math] ^ 2 [/ math]. Dies ist einfach die Beschleunigung, unter der wir uns entwickelt haben. Alles andere wird auf lange Sicht unangenehm und möglicherweise schädlich, wenn nicht sogar tödlich sein. Ob Sie sich im Wasser oder in der Luft befinden, spielt keine Rolle.

Beachten Sie, dass ich nicht ein Problem Ihrer Frage angesprochen habe: Es ist nicht möglich, dass ein massereiches Objekt (jedes Objekt mit Ruhemasse) die Lichtgeschwindigkeit erreicht. Photonen sind massenlos. Es gibt keinen Ruhezustand eines masselosen Teilchens – wenn es einen gäbe, hätte das Teilchen keine Ruhemasse (es ist masselos) und es hätte keine kinetische Energie (es ruht in seinem eigenen Ruhezustand); Das Teilchen hätte weder Potenzial noch kinetische Energie, es würde einfach aufhören zu existieren. Das ist ein Paradox, weil wir davon ausgegangen sind, dass es überhaupt existiert. Licht muss sich also immer um [math] c [/ math] relativ zu einem trägen Beobachter bewegen. Und das bedeutet auch, dass jedes massive Objekt niemals [math] c [/ math] erreichen kann. [Math] c [/ math] zu erreichen würde bedeuten, dass es all seine Masse loswerden müsste, es würde aufhören zu existieren. Wieder ein Paradoxon. Sie können also beliebig viele Tage, Jahre und Jahrtausende lang mit einer beliebigen Beschleunigung beschleunigen, und Sie würden immer noch langsamer als mit Lichtgeschwindigkeit fahren. Sie nähern sich ihm zwar immer näher, aber Sie werden es nie erreichen.

Ich glaube, Sie fragen sich, ob jemand eine höhere Beschleunigung überstehen könnte, wenn er im Wasser schwebt. Die Beschleunigungsrate und die Endgeschwindigkeit sind etwas unabhängige Faktoren. Mit keiner bestimmten Geschwindigkeit ist ein Überlebensproblem verbunden. Die Lichtgeschwindigkeit ist keine, die ein Mensch erreichen kann, da wir uns aus Materie zusammensetzen und die Lorentz-Gleichungen zeigen, wie das Hinzufügen von Energie zum Erreichen einer Beschleunigung bei sehr hohen Geschwindigkeiten weniger effizient wird. Immer mehr der hinzugefügten Energie wird stattdessen in relativistische Masse umgewandelt.

Was jedoch die Beschleunigungsdämpfung durch Wasser angeht, so ist es nicht der Punktdruck, der beim Menschen bei hohen G-Kräften zum Tod führt, sondern die unterschiedliche Blutansammlung. Dieser Effekt würde durch Suspendieren in Wasser nur geringfügig gemildert. Die maximal überlebbare g-Kraft würde bei 5 g oder ca. 50 m / s ^ 2 bleiben – und das nur für eine begrenzte Zeit.

Ohne Berücksichtigung der relativistischen Effekte kann berechnet werden, dass man sich der Lichtgeschwindigkeit innerhalb von etwa 70 Tagen kontinuierlicher Beschleunigung bei 5 g nähern könnte, aber das ist weitaus länger, als ein Mensch jemals eine solche Beschleunigung erlebt hat.

Wenn Sie sich jedoch an eine Beschleunigung von 1 g halten, die Menschen in Vollzeit erfahren, können Sie sich der Lichtgeschwindigkeit in weniger als einem Jahr nähern, ohne die Lorentz-Transformation zu berücksichtigen.

Nein, die Kraft, die ein Mensch benötigt, um im Wasser auf Lichtgeschwindigkeit zu beschleunigen, würde den Menschen gegen das Wasser selbst drücken. Wasser ist nicht fest, aber dennoch viel dichter als Luft. Unabhängig davon ist die Fahrt mit Lichtgeschwindigkeit in jedem Medium mit Materie, auch in einem Medium mit Luft, tödlich, da der Mensch unter dem Druck des Widerstands stechen muss. Wenn der Mensch in einem Vakuum reisen muss, ohne dass die Schwerkraft auf ihn einwirkt, dann würde dies nicht funktionieren, da ein Mensch Luft zum Atmen benötigt. Gleiches gilt für das Wasser. Angenommen, sie haben einen Anzug an, der ihnen Sauerstoff gibt, würde ich immer noch nein sagen, außer komisch, dass dies…

Dies bedeutet, dass keine bestimmte Komponente, die einen Teil des Menschen oder des Anzugs ausmacht, mehr Kraft zum Beschleunigen benötigt als eine andere Komponente. Ich weiß nicht, ob ihr Herz in der Lage wäre, Blut erfolgreich zu pumpen, aber da sie und ihr Anzug mit nur einer Kraft gleichermaßen beschleunigt würden, könnte es für einen Menschen möglich sein, zumindest die Lichtgeschwindigkeit zu erreichen aussterben. Ich bin zwar kein Physikexperte oder Raketenwissenschaftler, aber ich bin mir sicher, dass sie eine definitivere Antwort haben würden.

Nein, Wasser würde nichts ändern, denn die Kraft, die auf Ihren Körper ausgeübt wird, wäre immer noch zu groß, wenn Sie diese Geschwindigkeit schnell erreichen würden. Wenn Sie die Beschleunigung überleben würden, müssten Sie sich sehr lange an eine wachsende Kraft anpassen (ich sage einige Jahre nur als Benchmark). Ein Mensch kann ungefähr 5 G Kraft überleben, bevor er in der Regel ohnmächtig wird. Angenommen, Sie waren über mehrere Monate hinweg einem langsamen Anstieg dieses G ausgesetzt, wenn nicht sogar über Jahre hinweg, dann würden Sie sich daran anpassen. Was passiert, wenn diese ganze Kraft aufhört? Ich bin mir nicht ganz sicher, aber es wäre wahrscheinlich, als würde sich ein Flugzeug plötzlich mit der Druckänderung auf dem Grund des Ozeans befinden. (Das heißt, Ihr Körper würde wahrscheinlich brechen)

Die einfache Antwort lautet: Nein, denn der Mensch hat eine begrenzte Lebensspanne und es würde unendlich viel Zeit (und Energie) brauchen, um die Lichtgeschwindigkeit zu erreichen (das heißt: Ein Körper mit ruhender Masse kann niemals die Lichtgeschwindigkeit erreichen ).

Wasser hat nichts damit zu tun… Sie können in 100 Jahren sehr, sehr langsam auf Lichtgeschwindigkeit beschleunigen (vorausgesetzt, Sie leben und haben das richtige Antriebssystem) oder Sie können in einer Sekunde beschleunigen und sich dabei in Photonen verwandeln 🙂

Überprüfen Sie noch einmal die Definition für “Beschleunigung” und versuchen Sie möglicherweise, Ihre Frage zu korrigieren.

Natürlich tun sie das nicht. Selbst in einem Raum, in dem ungefähr Vakuum herrscht, sind noch einige Moleküle vorhanden. Diese Moleküle werden ausreichen, um Ihnen den Kopf abzustoßen. Was wäre, wenn es in Wasser wäre?

F: Wenn ein Mensch im Wasser wäre, könnten sie die Beschleunigung auf Lichtgeschwindigkeit überleben?

Wenn der Mensch mit 1 g beschleunigt, würde es ungefähr ein Jahr dauern, bis er fast Lichtgeschwindigkeit erreicht, und sie könnten es nicht einmal bemerken.

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