* La massa dell'astronave: Più pesante è l'astronave, più energia ci vuole per accelerarlo.
* La velocità iniziale: Se l'astronave ha già una certa velocità, ci vuole meno energia per raggiungere il 90% della velocità della luce.
* Effetti relativistici: Man mano che un oggetto si avvicina alla velocità della luce, la sua massa aumenta a causa della teoria della relatività di Einstein. Ciò significa che ci vuole esponenzialmente più energia per accelerarla ulteriormente.
Ecco un approccio semplificato per comprendere il concetto:
1. Energia cinetica: L'energia richiesta per accelerare un oggetto viene calcolata usando la formula per l'energia cinetica:ke =1/2 * MV^2, dove M è in massa e V è la velocità.
2. Energia cinetica relativistica: A velocità vicine alla velocità della luce, la classica formula di energia cinetica si rompe. Dobbiamo usare la formula di energia cinetica relativistica:
Ke =(γ - 1) mc², dove γ è il fattore Lorentz (una misura di quanto tempo e spazio sono distorti a velocità relativistiche), M è la massa e C è la velocità della luce.
3. Il fattore Lorentz: Il fattore Lorentz (γ) viene calcolato come γ =1 / SQRT (1 - (V² / C²)). Al 90% la velocità della luce, il fattore Lorentz è di circa 2,3.
Esempio:
Diciamo che l'astronave ha una massa di 1000 kg.
1. Energia cinetica classica: Questo ci darebbe un numero enorme, ma non è corretto a velocità così elevate.
2. Energia cinetica relativistica:
* Ke =(2.3 - 1) * 1000 kg * (3 x 10⁸ m/s) ²
* Ke ≈ 1.3 x 10¹⁷ joules
Note importanti:
* Questo calcolo considera solo l'energia richiesta per * raggiungere * il 90% della velocità della luce. Non spiega l'energia necessaria per mantenere quella velocità, che sarebbe sostanziale a causa della resistenza da gas interstellare e altre particelle.
* Considerazioni pratiche: L'accelerazione di un'astronave al 90% della velocità della luce è attualmente oltre le nostre capacità tecnologiche. La quantità di energia richiesta è immensa e le sfide ingegneristiche sono enormi.
In conclusione, ci vorrebbe un'enorme quantità di energia per accelerare un'astronave al 90% della velocità della luce. L'importo esatto dipende dalla massa dell'astronave e dalla velocità iniziale e il calcolo richiede di considerare gli effetti relativistici.
