Номер 4, страница 210 - гдз по физике 10 класс учебник Касьянов

Параграф 44. Замедление времени. 7. Релятивистская механика. Механика - номер 4, страница 210.

Условие.

4. Можно ли использовать эффект замедления времени для длительных космических полётов?

Решение.

4. Можно ли использовать эффект замедления времени для длительных космических полётов?

Да, теоретически можно. Эффект замедления времени является одним из следствий специальной теории относительности Альберта Эйнштейна и заключается в том, что для объекта, движущегося с большой скоростью, время течет медленнее по сравнению с неподвижным наблюдателем. Этот эффект становится значительным при скоростях, близких к скорости света ($c$).

Связь между промежутком времени в покоящейся системе отсчета (например, на Земле), $\Delta t$, и промежутком времени в движущейся системе (на космическом корабле), $\Delta t_0$, описывается формулой:

$\Delta t = \frac{\Delta t_0}{\sqrt{1 - \frac{v^2}{c^2}}}$

где $v$ — скорость корабля, а $c$ — скорость света.

Для длительных космических полётов, например, к другим звёздным системам, это означает, что пока на Земле пройдут сотни или даже тысячи лет, для экипажа корабля, летящего с околосветовой скоростью, пройдёт всего несколько лет или десятилетий. Таким образом, астронавты могли бы совершить путешествие к далёким звёздам и вернуться на Землю в течение своей жизни. Этот парадокс известен как "парадокс близнецов".

Однако на практике существуют огромные технологические трудности:

1. Энергия: Для разгона массивного корабля до скоростей, при которых эффект замедления времени становится существенным, требуются колоссальные затраты энергии, недостижимые для современных технологий.

2. Безопасность: На околосветовых скоростях столкновение даже с мельчайшими частицами межзвёздной пыли будет иметь разрушительную силу, сравнимую со взрывом. Также необходимо создать надёжную защиту от жёсткого космического излучения.

3. Двигатели: На сегодняшний день не существует двигателей, способных разогнать корабль до таких скоростей и поддерживать их.

Таким образом, хотя с точки зрения физики использование замедления времени для космических путешествий возможно, технологически человечество к этому ещё не готово.

Ответ: Да, теоретически эффект замедления времени можно использовать для длительных космических полётов, чтобы субъективное время для экипажа текло медленнее. Однако практическая реализация этого в настоящее время и в обозримом будущем невозможна из-за огромных технологических трудностей, в первую очередь связанных с необходимостью достижения скоростей, близких к скорости света.