Ταχύτητα του Φωτός

Γνωρίζουμε όλοι, ακόμα και τα μικρά παιδιά, πως η μέγιστη ταχύτητα που υπάρχει στο σύμπαν είναι η ταχύτητα του Φωτός. Έτσι τουλάχιστον μας λένε οι Φυσικοί. Βέβαια το δεχόμαστε αδιαμαρτύρητα χωρίς να το αμφισβητούμε, αν και δεν κάνουμε το ίδιο και για τα εμβόλια, διότι σκεφτόμαστε πως για να το λένε οι επιστήμονες, τότε μάλλον έχουν δίκιο… και ποιοί είμαστε εμείς που θα ανατρέψουμε τις θεωρίες των ειδικών;

Όμως κανένας ποτέ δεν μας είπε για ποιο λόγο να πρέπει να έχει το σύμπαν μια μέγιστη ταχύτητα και γιατί να είναι η συγκεκριμένη τιμή της ταχύτητας η μέγιστη και όχι κάποια άλλη τιμή. Δεν μας εξήγησαν ποτέ με απλά λόγια τι θα συνέβαινε άραγε αν δεν υπήρχε ένα άνω φράγμα στο πόσο γρήγορα μπορούμε να κινηθούμε. Ούτε καν ξέρουμε πόσο σίγουροι είναι οι Φυσικοί πως πράγματι η θεωρία τους περί μέγιστης ταχύτητας είναι με ασφάλεια σωστή. Ενδιαφέρουσα ερώτηση είναι αν η πεποίθηση μας περί της ταχύτητας του φωτός έχουμε ενδείξεις πως ισχύει σε ολόκληρο το σύμπαν ή ισχύει μόνο σε αυτό το 5% του υποτίθεται γνωστού σύμπαντος;  περιλαμβάνει τις έννοιες της σκοτεινής ύλης και της σκοτεινής ενέργειας; ή απλά δεν έχουμε ιδέα τελικά όσον αφορά την καθολικότητα της γνώσης μας.

Μετά την παραπάνω εισαγωγή ή αλλιώς ‘Περί άγνοιας’ ή αλλιώς ‘Περί μερικής γνώσης’ μου γεννήθηκε η εξής απορία. Μπορούμε άραγε να ταξιδέψουμε οι άνθρωποι με την ταχύτητα του Φωτός ή έστω με μια κοντινή σε αυτήν ταχύτητα και να επισκεφτούμε άλλα άστρα. Ας θεωρήσουμε πως έχουμε ανεξάντλητες πηγές ενέργειας για να επιταχύνουν ένα διαστημικό όχημα και τα υλικά που θα άντεχαν ένα τέτοιο ταξίδι. Ας υπερβούμε όλες τις τεχνικές δυσκολίες και τις δυσκολίες που θέτει η φυσική για τα ταξίδια που προσεγγίζουν αυτές τις ασύλληπτες ταχύτητες, το κεντρικό ερώτημα που θα προσπαθήσω να υπολογίσω και να απαντήσω με απλές γνώσεις Φυσικής Β΄γυμνασίου είναι: α)μπαίνοντας σε ένα τέτοιο όχημα και πατώντας το γκάζι, μετά από πόσο χρόνο θα έγραφε το κοντερ του οχήματος μας την τιμή της ταχύτητας του Φωτός και β) Πόση απόσταση θα είχε διανύσει μέχρι εκείνη την στιγμή το όχημα μας,  για πόσο δηλαδή θα τρέχαμε με το γκάζι πατημένο και την πλάτη κολλημένη στο κάθισμα από την επιτάχυνση.

Καταρχήν θα πρέπει να ορίσουμε ποια θα είναι η επιθυμητή επιτάχυνση σε ένα τέτοιο αστρόπλοιο. Ξέρουμε πως οι πιλότοι των μαχητικών αεροσκαφών όταν κάνουν τις μανούβρες τους φτάνουν τα 5g – 6g,  από εκεί και πέρα ακόμα και αυτοί έχουν λιποθυμικά επεισόδια και ας είναι εξαιρετικής φυσικής κατάστασης. Ακόμα και αυτά τα νούμερα τα πιάνουν για ελάχιστα δευτερόλεπτα. Θα ορίσουμε λοιπόν με βάση τα παραπάνω και αυθαίρετα με τις ελάχιστες γνώσεις μας πως μια επιτάχυνση του μεγέθους των 3g είναι μια αποδεκτή επιτάχυνση, αρκετά μικρή έτσι ώστε να αντέχεται από τους επιβάτες για πολύ μεγάλο χρόνο και αρκετά μεγάλη ώστε κάποια στιγμή να καταφέρουμε να φτάσουν επιτέλους οι μηχανές μας την μέγιστη ταχύτητα. (Μικρή την λέμε χαριτωμένα. Δεν την λες και μικρή επιτάχυνση 3G, αναλογιστείτε απλά πως η καλύτερη ferrari στο πλανήτη σου δίνει μια αίσθηση 1,1g- 1,2g)

Πάμε λοιπόν να λύσουμε την πολύ απλή ασκησούλα.

3g σημαίνει επιτάχυνση 30 μέτρα/δευτερ2 . Ο τύπος που συνδέει την ταχύτητα με την επιτάχυνση είναι U = g*t, έτσι ήταν τουλάχιστον όταν εγώ πήγαινα στο γυμνάσιο, δεν ξέρω αν έχει αλλάξει και αυτό, αυτοί οι φυσικοί τα αλλάζουν όλα συνεχώς. Αντικαθιστώντας έχουμε 300.000.000 = 30 * t, επομένως t = 10.000.000. Επομένως το αστρόπλοιο μας θα πιάσει την ταχύτητα του φωτός μετά από 10.000.000 δευτερόλεπτα, δηλαδή μετά από 115 μέρες. Σταματήστε ένα λεπτό και σκεφτείτε. Επι 115 συνεχόμενες μέρες, μέρα και νύχτα με το πόδι πατημένο στο γκάζι, και παρόλο που θα επιταχύναμε με μια εκρηκτική επιτάχυνση, θα χρειάζονταν 4 μήνες μόνο και μόνο για να φτάσει στην μέγιστη ταχύτητα το αστρόπλοιο μας!!! Φοβερό;;;;

Πάμε στο δεύτερο ερώτημα, έχουμε το τύπο S=(1/2)* g*t2. Αντικαθιστώντας βρίσκουμε πως η απόσταση που θα έχει διανύσει το αστρόπλοιο μας αυτές τις 115 μέρες μόνο και μόνο προσπαθώντας να φτάσει την μέγιστη ταχύτητα του είναι: 1.500.000.000.000 χιλιόμετρα!!!! 1.5 τρις χιλιόμετρα για να το κάνουμε λιανά. Σκεφτείτε πως η απόσταση της Γης από την σελήνη είναι 300.000 χιλιόμετρα. Δηλαδή θα πρέπει να διανύσουμε 5 εκατομμύρια φορές την απόσταση Γη – Σελήνη, μόνο και μόνο για να φτάσουμε την ταχύτητα μας.

Ωραία ως έδω, ζαλιστήκαμε με τα νούμερα. Ας πούμε και ένα τελευταίο. Πόση απόσταση θα έχουμε διανύσει αυτές τις 115 μέρες σε σχέση με την απόσταση που απαιτείται για να φθάσουμε στο άστρο που βρίσκεται πλησιέστερα στον ήλιο μας; Λέω απευθείας την απάντηση χωρίς τύπους και ζαλάδες, αρκετά ντεπόν πήραμε. Αν λοιπόν κατευθυνόμασταν προς το Proxima Centauri που θεωρείται το κοντινότερο άστρο, όλο αυτο το διάστημα θα είχαμε διανύσει μόλις το 3,7% της συνολικής απόστασης και θα χρειαζόμασταν περίπου άλλα 4 χρόνια ταξίδι!!!

Δημοσιεύθηκε στην Φυσική. Αποθηκεύστε τον μόνιμο σύνδεσμο.

Αφήστε μια απάντηση