* 우주선의 질량 : 우주선이 무거울수록 가속화하는 데 더 많은 에너지가 필요합니다.
* 시작 속도 : 우주선이 이미 약간의 속도를 가지고 있다면 빛의 속도의 90%에 도달하는 데 에너지가 적습니다.
* 상대 론적 효과 : 물체가 빛의 속도에 접근함에 따라 아인슈타인의 상대성 이론으로 인해 질량이 증가합니다. 이는 기하 급수적으로 더 많은 에너지가 필요하다는 것을 의미합니다.
여기에는 개념을 이해하기위한 단순화 된 접근법이 있습니다 :
1. 운동 에너지 : 물체를 가속하는 데 필요한 에너지는 운동 에너지의 공식을 사용하여 계산됩니다. ke =1/2 * mv^2, 여기서 m은 질량이고 V는 속도입니다.
2. 상대 론적 운동 에너지 : 빛의 속도에 가까운 속도로 고전적인 운동 에너지 공식이 분해됩니다. 상대 론적 운동 에너지 공식을 사용해야합니다.
ke =(γ -1) mc², 여기서 γ는 로렌츠 인자 (상대 론적 속도로 얼마나 많은 시간과 공간이 왜곡되는지), m은 질량, c는 빛의 속도입니다.
3. 로렌츠 요인 : 로렌츠 인자 (γ)는 γ =1 / sqrt (1- (v² / c²))로 계산됩니다. 빛의 속도의 90%에서 Lorentz 계수는 약 2.3입니다.
예 :
우주선의 질량이 1000kg이라고 가정 해 봅시다.
1. 고전 운동 에너지 : 이것은 우리에게 막대한 숫자를 줄 것이지만, 그러한 고속으로는 잘못입니다.
2. 상대 론적 운동 에너지 :
* ke =(2.3-1) * 1000 kg * (3 x 10⁸ m/s) ²
* Ke ≈ 1.3 x 10¹⁷ 줄라스
중요한 메모 :
* 이 계산은 빛 속도의 90%에 도달하는 데 필요한 에너지 만 고려합니다. 그것은 속도를 유지하는 데 필요한 에너지를 설명하지 않으며, 이는 성간 가스 및 기타 입자의 항력으로 인해 상당합니다.
* 실제 고려 사항 : 우주선을 조명 속도의 90%로 가속화하는 것은 현재 우리의 기술 능력을 넘어선 것입니다. 필요한 에너지의 양은 엄청나고 엔지니어링 문제는 엄청납니다.
결론적으로, 빛의 속도의 90%로 우주선을 가속화하려면 막대한 양의 에너지가 필요합니다. 정확한 양은 우주선의 질량과 시작 속도에 따라 다르며 계산에는 상대 론적 영향을 고려해야합니다.
