Один из подписчиков недавно прислал мне следующий вопрос:
Если время замедляется на околосветовых скоростях, а на скорости света вообще останавливается, то как много времени займёт путешествие до ближайшей звезды на космическом корабле летящем со скоростью света с точки зрения экипажа самого корабля?
Утверждение о том, что для космического корабля движущегося со скоростью света время остановится является в лучшем случае упрощением. Если мы подставим в формулу релятивистского замедления времени скорость света, то мы вовсе не получим ноль. Мы получим деление на ноль, т.е. понятие времени для такого корабля не будет иметь смысла.
Более того, космический корабль, как объект обладающий массой в принципе не может двигаться со скоростью света.
Принимая это во внимание, что же случится с космическим кораблём, движущимся со скоростью очень близкой к скорости света? Для экипажа путешествие к ближайшей звезде будет очень коротким по времени. Насколько коротким? В принципе оно может быть сколь угодно коротким если допустить, что мы можем придать кораблю сколь угодно близкую к скорости света скорость мгновенно и корабль сможет также мгновенно затормозить.
Если сделать такое допущение, то для экипажа корабля путешествие к ближайшей к нам звезде может занять час, минуту, секунду, микросекунду и т.д. В зависимости от того, насколько близка к скорости света стартовая скорость.
Как это возможно?
Дело в том, что помимо релятивистского замедления времени существует еще один аспект относительности: лоренцово сокращение длины.
Для движущегося наблюдателя расстояния в направлении движения будут сокращаться. Для очень быстрых наблюдателей образно выражаясь световые годы превратятся в километры. Таким образом космический корабль движущийся со скоростью очень близкой к скорости света достигнет ближайшей звезды за считанные часы, минуты, секунды потому, что расстояния для него сократятся.
При этом с точки зрения нас, находящихся на Земле, у космического корабля всё равно уйдут годы на то, чтобы достичь точки назначения. Если бы у нас был мощный телескоп, а на борту корабля были бы часы, то глядя в телескоп мы бы увидели, как ход часов замедляется и как движения астронавтов становятся плавными как в замедленном кино.
При этом важно понимать, что в реальности мы не можем придать космическому кораблю скорость мгновенно, равно как и корабль не может мгновенно затормозить. Более того, мы даже не можем разгонять корабль с большими ускорениями — экипаж погибнет от перегрузок. Поэтому в реальности даже если мы снарядим корабль, способный достичь скорости света, то большая часть времени у него уйдёт на разгон и торможение.
К примеру корабль ускоряющийся с ускорением 19.6 м/с2 (2g) до 0.999 скорости света, затем летящий часть пути с этой скоростью и затем тормозящий до нуля, будет лететь до ближайшей к нам звезды (4.22 световых года) примерно 2 года, 3 месяца и 16 дней, а для наблюдателей находящихся на земле пройдет примерно 5 лет, 1 месяц и 8 дней.
Ставьте палец вверх чтобы видеть в своей ленте больше статей о космосе и науке!
Подписывайтесь на мой канал здесь, а также на мой канал на youtube. Каждую неделю там выходят видео, где я отвечаю на вопросы о космосе, физике, футурологии и многом другом!