Достаточно часто мы получаем один вопрос от наших подписчиков:
Известно, что на около световых скоростях замедляется время, а при достижении скорости света оно останавливается. Сколько времени пройдёт для экипажа космического корабля, если он будет лететь к ближайшей звезде со скоростью света?
То что на скорости света время останавливается известно многим, однако, это утверждение не совсем корректно. Если взглянуть на релятивистскую формулу замедления времени (см. ниже), где t0 это время, которое ощущают космонавты на корабле, то мы увидим, что при достижении кораблём скорости света в формуле возникает деление на ноль. То есть при достижении скорости света само понятие времени потеряет всякий смысл.
Да и сам корабль в принципе не может разогнаться до скорости света, поскольку он имеет массу покоя, а не является безмассовой частицей, но он может очень разогнаться до скорости очень близкой к скорости света.
С учётом вышесказанного сколько же займёт путешествие до ближайшей звезды с около световой скоростью, с точки зрения экипажа? Если предположить, что корабль мгновенно разгоняется и мгновенно тормозит, а также может достичь скорости сколь угодно близкой к световой, то и путешествие для экипажа будет чрезвычайно коротким. Оно может занять день, минуту, наносекунду и это время ограничено только близостью скорости корабля к световой.
Как это возможно?
Специальная теория относительности (СТО) изобилует различными интересными эффектами и один из них: лоренцово сокращение длины.
Согласно СТО в движущейся системе отсчёта расстояния между объектами в направлении её движения будут уменьшаться. При достаточно высоких скоростях световые годы сожмутся до считаных километров или даже метров. Благодаря этому корабль, летящий на около световой, может достигнуть цели за доли секунды.
Однако с точки зрения наблюдателя, оставшегося на Земле, кораблю понадобятся годы, для того чтобы долететь до ближайшей звезды. Существуй на Земле чрезвычайно мощный телескоп, чтобы через него можно было наблюдать за происходящим на корабле, то мы бы увидели как все процессы на корабле замедляются, космонавты движутся как в замедленной съёмке, а часы на корабле отсчитывают время значительно медленнее, чем у нас на Земле.
В реальности разогнаться до около световой скорости мгновенно невозможно, также как невозможно мгновенно его остановить. Кораблю даже нельзя дать большое ускорение, иначе весь экипаж просто погибнет от перегрузки, из-за этого при полёте к ближайшим звёздам на около световой скорости большая часть полёта уйдёт на разгон и торможение, а не будет происходить с около световой скоростью.
Так если корабль, имея ускорение 2g или 19,6 м/с2, будет ускоряться до 0,999 скорости света, затем некоторое время лететь с этой скоростью, а потом с тем же ускорением тормозить до нуля, то путешествие до ближайшей к Солнцу звезды (4,22 св. года) для экипажа займёт 2 года, 3 месяца и 16 дней. А вот на Земле при этом пройдёт 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 мои каналы в телеграме и на youtube . Там вы можете почитать большое количество интересных материалов, а также задать свой вопрос. Поддержать наш канал материально можно через patreon .