Lastaamme avaruusalukseen ydinkäyttöisen majakan ja laitamme tämän kiertämään aurinkokuntaa suurella nopeudella (kymmeniä prosentteja valonnopeudesta?). Suuntaamme valon aina peileillä sinne missä maa on. Voimme imeä loputtomasti ilmaista energiaa tästä majakasta, koska valo kokee suhteellisuusteorian ansiosta sinisiirtymän ja sen energia lisääntyy. Tai ei nyt loputtomiin mutta huomattavasti enemmän kuin mitä kyseinen ydinkäyttöinen majakka maanpinnalla tuottaisi.
Toimiiko vai eikö, jos ei toimi niin miksi?
Toimiiko vai eikö, jos ei toimi niin miksi?
Vastaukset 9
Vanhimmat
Niin aluksenhan tietysti pitäisi olla elliptisellä radalla, jotta sinisiirtymä saadaan aikaiseksi. Ja punasiirtymävaiheessa majakka sammutetaan, jotta energiaa ei mene hukkaan.
Ei toimi. Kun alus ohittaa etäisimmän pisteen, saapuu maahan vielä punasiirtynyttä valoa niin kauan kuin valon kestää tulla maahan (sieltä kaukaa). Tällöin rutistunutta valoa tulee lyhyemmän aikaa kuin venähtänyttä valoa. Energian säilymislaki pätee tässäkin (tietenkin). Jos majakka sammutetaan punasiirtymän ajaksi ei auta, koska sinisiirtymän aika on jokatapauksessa lyhyempi.
Ylen riemastuttava ajatuksenakin tuo "kymmeniä prosentteja valonnopeudesta" kiertoradasta Aurinkokunnassa. Onko sinulla hajuakaan taivaanmekaniikasta tai edes kiertoratojen määriytymisestä?
Paljonko veisi energiaa kiihdyttää kappale nopeuteen 0,2c?
Kukaan ei kai sanonut että se olisi KÄYTÄNNÖLLINEN energialähde. Teoriassa lienee mahdollinen mutta ehkä nyt kuitenkin ensin yritetään sitä fuusioreaktoria tehdä... ja sitten vaikka Dysonin palloa vielä ennen tällaisia.
100 t painavan raketin (suuren matkustajalentokoneen paino) liike-energia 0,2c nopeudessa olisi noin 5 milj. TWh. Suomen sähköntuotanto on tuollaiset 80 TWh vuodessa joten ilman fuusiovoimaa tai antimateriaa tuollaisiin nopeuksiin ei päästä.
No ei se nyt teoriassakaan ole mahdollinen. Jos raketti kulkee esim. 0.2c nopeutta, maahan alkaa tulla valoa vasta kun raketti on kulkenut maata kohti 20% paluumatkasta. Siis maahan saadaan enintään se määrä energiaa kuin on tuotettu. Ota hyvä ihminen huomioon, että valon kestää tulla maahan t = s/c, jossa s on etäisyys maasta.
Majakassa on tietysti rakettimoottirit pitämässä se aukirnkokunnassa!
Niinpä niin.
Pakonopeus aurinkokunnasta on maan radan etäisyydellä vajaa 43 km/s
Kiertoratojen dynamiikka on sellainen että elliptisen radankaan millään kohdalla nopeus ei voi olla pakonopeutta suurempi.
Aurinkokunnan vetovoima on lähes yksinomaan auringon aiheuttamaa ja pakonopeus auringon pinnalla on jotain 650 km/s, maan etäisyydellä tuo edellä mainittu ja Neptunuksen etäisyydellä selvästi alle 8,5 km/s, joten aurinkokuntaa kiertävän kappaleen nopeus ei voi edes teoriassa olla em. suurempi ilman erillistä liikkeeseen vaikuttavaa voimaa.