FIZYKA W STAR WARS

1. FIZYKA W STAR WARS PRĘDKOŚĆ NADŚWIETLNA

2. Zagadnienie • W IV części Gwiezdnych Wojen „Nowa Nadzieja” pojawia się statek kosmiczny o nazwie Sokół Milenium. Jego kapitan, Han Solo twierdził, że statek może osiągnąć prędkość 1,5c oraz potrafi poruszać się nadprzestrzeni, jak można się było później przekonać. Chciałbym dowieść, ze nie możliwe jest osiągnięcie takiej prędkości, ani korzystanie z tuneli czasoprzestrzennych.

3. Argumenty: • Szczególna Teoria Względności Einsteina • Transformacja Lorentza • Tunele czasoprzestrzenne

4. STW • Postulat: „We wszystkich inercjalnych układach odniesieniach i we wszystkich kierunkach światło rozchodzi się w próżni z tą samą prędkością c.” • Żadne cząstka posiadająca masę i przenosząca energie nie może przekroczyć prędkości c. • Żadna cząstka mająca masę nie może osiągnąć prędkości c.

5. Dowód STW E=γmc2 γ=1/√1-(v/c)2 Współczynnik Lorentza Dla v zbliżonej do c, γ→∞, czyli E →∞. Oznacza to, że żadna cząstka posiadająca niezerową masę nie może zostać rozpędzona do c, ani jej przekroczyć.

6. Dowód STW Przyrost masy: m=m0/√1-(v/c)2 Dla v zbliżonej do c, γ→∞, czyli przyrost m →∞. Każda cząstka posiadająca masę początkową będzie mieć masę końcową bliską nieskończoności. Niemożliwe jest takie zdarzenie (co za tym idzie, nie można osiągnąć v>c).

7. DYLATACJA CZASU γ=1/√1-(v/c)2 Δt=γ*t0 Wiedząc, ze dla v zbliżonej do c, czas w takim układzie biegnie inaczej, oraz znając wzór na dylatacje czasu można dojść do następujących wniosków: dla v→c, czas będzie coraz dłuższy, dla v=c powinien być równy nieskończoności. Dlatego tez można stwierdzić, że cząstka o niezerowej masie, nie może osiągnąć v>=c.

8. TUNELE CZASOPRZESTRZENNE • W Gwiezdnych Wojnach poruszany jest też temat podróży w nadprzestrzeni. • Co ciekawe tunele czasoprzestrzenne są dopuszczane w szczególnej teorii względności. • Jednym z głównych modeli jest tzw. Most Einsteina-Rosena

9. MOST EINSTEINA-ROSENA • Umożliwia on poruszanie się między dwoma lub więcej obszarami wszechświata, choć również między wszechświatami.

10. MOST EINSTEINA-ROSENA • Most Einsteina-Rosena powstaje przy połączeniu czarnej dziury- można się dostać do środka, ale nie można się wydostać; oraz hipotetycznej białej dziury (dawniej utożsamiana z kwazarem) która umożliwia wyjście.

11. MOST EINSTEINA-ROSENA Czyżby możliwe było poruszanie się między dowolnymi punktami wszechświata szybciej niż światło??

12. MOST EINSTEINA-ROSENA • W 1916 roku, kilka miesięcy po sformułowaniu przez Einsteina jego słynnych równań, Schwarzschild obliczył pole grawitacyjne nieruchomej gwiazdy o dużej masie. • Rozwiązanie Schwarzschilda ma duże znaczenie dla mostu Einsteina-Rosena. • Każdy obiekt, który zbliży się na pewną odległość od czarnej dziury (promień Schwarzschilda) zostanie złapany i zmiażdżony.

13. MOST EINSTEINA-ROSENA • Po drugie gdyby taki obiekt trafił do wnętrza obszaru zakreślonego przez promień Schwarzschilda znalazłby się twarzą w twarz z „lustrzanym wszechświatem”. Na dodatek obiekt znajdujący się tam natrafiłby na nieskończoną krzywiznę (pole grawitacyjne=∞) i uległby zniszczeniu. • Stwierdzono, że mimo, iż zapiski matematyczne Schwarzschilda są poprawne, to ze względów fizycznych nie będziemy w stanie zaobserwować takiego zjawiska.

14. MOST EINSTEINA-ROSENA • Jednak mimo to, w 1963 roku Roya Kerr odkrył, że wirująca gwiazda o dużej masie nie zapada się do punktu, lecz przyjmuje kształt pierścienia i gdyby wystrzelić np. sondę w sam środek tego pierścienia, siła grawitacji nie byłaby nieskończona. • Wydaje się, że taka podróż jest bardzo trudna, lecz możliwa.

15. MOST EINSTEINA-ROSENA • Konflikt w latach 60 rozwiązali John Wheeler i Robert Fuller udowadniając, że mosty Einsteina-Rosena są niestabilne i zapadłyby się same w sobie, zanim cokolwiek mogłoby je przemierzyć.

16. Źródła: • „Hiperprzestrzeń” Michio Kaku • „Podstawy Fizyki t.” David Halliday, Robert Resnick, Jearl Walker • wikipedia • Tło pobrane z: www.digart.pl