Egy anyag-antianyag hajtóműből akár fénysebességgel is haladhat a kiáramló anyag ami gyorsítja az űrhajót?

Igen... csak tudod, úgy néz ki, hogy a keletkező két foton ellenkező irányba megy.

Pontosan hogy oldod meg ezt a problémát?

Az anyag-antianyag hajtóművek elméletben rendkívül hatékonyak lehetnek, mivel az anyag és antianyag annihilációja során az energia teljes egészében sugárzás formájában szabadul fel. Ez az energia magas hatásfokú meghajtási rendszerekhez vezethet. Nézzük meg részletesen az ilyen hajtóművek elméleti lehetőségeit és korlátait:

Anyag-Antianyag Annihiláció

Energiafelszabadulás:

Amikor egy részecske és annak antirészecskéje találkozik, teljes tömegük energiává alakul E = mc² szerint. Ez az energia gamma-sugárzás formájában szabadul fel, ami rendkívül nagy energiasűrűséget eredményez.

Hatásfok:

Az anyag-antianyag hajtóművek elméleti hatásfoka sokkal nagyobb lehet, mint bármely kémiai vagy fúziós hajtóműé. Az anyag-antianyag reakciók energiafelszabadulása akár 100%-os hatásfokot is elérhetne, ha a sugárzást megfelelően át lehetne alakítani mozgási energiává.

Effective Exhaust Velocity

Az effective exhaust velocity, azaz a hajtóműből kiáramló anyag sebessége, rendkívül fontos tényező az űrhajó gyorsulása és végsebessége szempontjából. Az anyag-antianyag hajtóműveknél elméletileg nagyon magas értékeket lehetne elérni.

Exhaust Velocity és Fénysebesség:

Az annihiláció során keletkező gamma-sugárzás fénysebességgel halad. Azonban a sugárzás közvetlenül nem használható kiáramló anyagként, mivel a sugárzás nem rendelkezik tömeggel. Ehelyett az energiát valamilyen formában, például plazmaként, kellene kiáramoltatni, amely közelítheti a fénysebességet.

Gyorsítás és Technológiai Kihívások:

Ahhoz, hogy a gamma-sugárzást plazmává alakítsuk és kontrollált módon kiáramoltassuk, rendkívül fejlett technológiára lenne szükség. Jelenlegi technológiai ismereteink szerint ez egyelőre megoldatlan probléma.

Jelenlegi és Jövőbeli Hajtóművek

Kémiai Hajtóművek:

Maximum exhaust velocity: 5-6 km/s.

VASIMR (Variable Specific Impulse Magnetoplasma Rocket):

Maximum exhaust velocity: 100-400 km/s.

Nukleáris Hajtóművek:

Fúziós hajtóművek esetén akár 10-15%-os fénysebesség is elérhető lehet (30,000-45,000 km/s).

Összefoglalás

Elméletileg az anyag-antianyag hajtóművek lehetőséget biztosíthatnának rendkívül magas exhaust velocity elérésére, potenciálisan közel a fénysebességhez. Azonban a gyakorlati megvalósítás számos technológiai kihívással szembesül, különösen az energia kontrollált felszabadítása és átalakítása terén. Míg az anyag-antianyag hajtóművek elméleti lehetőségei izgalmasak, a megvalósításuk a jelenlegi technológiai fejlődés mellett még a jövő kérdése.

#4: köszönjük, chatGPT!

Ha nagyon szigorúan vesszük a definíciókat, akkor nem. A kiáramló ANYAG nem haladhat fénysebességgel, mert az anyag, mint nyugalmi tömeggel rendelkező részecske (fermion) NEM érheti el a fénysebességet, csak közelítheti azt. Ez Einstein relativitás-elméletének része.

Hogy micsoda?

Nemnulla nyugalmi tömegű dolgot nem lehet fénysebességre gyorsítani. Tudom, hogy jó fantiáziálgatni róla, de a specrelt is meg az áltrelt is kísérletek százezrei igazolták.