Szybciej od światła w idei MAGA

Polityka, USA

Trzy zadania high-tech dla Elona Muska?

Motto: Nieskończoność nie należy do natury ufizycznień nauki Wszechświata albowiem jest już w teologii.

Przesłanka:

Elon Musk profuturo w idei N.B.P. - nauka, biznes, polityka w administracji prezydenckiej Donalda Trumpa

Zadania, szkic w idei:

1. "Trump Monolit": Amerykański system satelitarny telemechaniki i telepracy kosmicznej.

2. "Bidoki sięgają Księżyca": Uspołeczniony program badawczy z wykorzystaniem AI, dotyczący rozważań o projektach eksportu robotów na Księżyc i zdalnego koordynowania ich pracy na Księżycu, realizowanych profuturo metodą oferty crowdfunding w domenie US, po uzyskaniu dla nich przez ośrodki naukowe i/lub badawczo-rozwojowe rekomendacji NASA.

Dopisane:

W tym idea "puszka Snafu" - czyli wprowadzenie za pomocą działa elektronowego elektronów do zamkniętego zbiornika z czystą wodą:

Idea procedury SNAFU:
"Jeśli ładunek uda się pozostawić na wewnętrznej powierzchni -- czyli kula musi wtedy być zrobiona z materiału izolującego -- a dodatkowo zewnętrzną powierzchnię takiej kuli się pokryje warstwą metalu (może być całkiem cieniutka, np. napylona na zewnętrzną powierzchnię -- jakby np. zrobić coś w rodzaju bombki choinkowej, tylko posrebrzonej od zewnątrz, a nie od środka -- to pojemność takiego układu może wzrosnąć w stosunku do pojemności kuli "naelektryzowanej od zewnątrz" -- i to wzrosnąć niebagatelnie, nie tylko kilka, kilkanaście, czy kilkadziesiąt razy -- tylko ten wzrost pojemności może być rzędu MILIONA razy! Ja wcale nie żartuję! Nie musi być kula, może być np. aluminiowa puszka od piwa, wewnątrz której utworzy się warstwę izolatora oddzielającą metal od cieczy, którą się puszkę wypełni. Cała sztuka polega na tym, żeby ta warstwa izolatora wewnątrz była ODPOWIEDNIO CIENKA. A odpowiednio cienką warstwę izolującą wewnątrz puszki z piwem można sobie wytworzyć samemu w kuchni, używając kilku prostych środków: potrzeba kilka łyżeczek sody do pieczenia ciast (tzw. "oczyszczonej"), źródła prądu stałego -- może być taki zasilaczyk włączany do gniazdka na ścianie -- uniwersalnego miernika elektrycznego, i kilku przewodów z krokodylkami."

3. Matematyczne zasady filozofii ufizycznienia: Eksperyment dowodzący "postulat", że masa relatywistyczna jest masą nukleonów bez masy spoczynkowej dla szybkości kosmolotu v > 0 i v < c, natomiast masa spoczynkowa nukleonów jest masą relatywistyczną dla v = 0, w idei poniższej tabeli.

Ilustracja ChatGPT

Ułożenie w tabeli symbolicznie rozdziela nukleony (neutron, pozyton) na posiadające masę spoczynkową i nukleony (antyproton, antyneutron) nieposiadające masy spoczynkowej. Co umożliwia poglądowe ominięcie zależności masowej w idei materii z masą spoczynkową i antymaterii bez masy spoczynkowej, pozostawiając matematyczne zasady filozofii ufizycznienia w kontekście do ładunku elektrycznego.
//Może rozdzielenie zaszło w czasie inflacja kosmologicznej w idei hipotezy Alana Gutha? - link //

Dopisane:
Idei się nie patentuje.
Wynalazek to konkretne rozwiązanie działania na materię poprzez jej nowe techniczne wykorzystanie.
Punkt widzenia Elona Muska wobec idei ułożonej po amerykańsku byłby w domenie interesu, biznesu.

Idea po amerykański nie oznacza jej przetłumaczenia. Trzeba ją ułożyć odrębnie w kategoriach N.B.P (nauka, biznes, polityka) Stanów Zjednoczonych. Chodzi o pieniądze na przedsięwzięcia ponad ideę rozważań, czyli na projekty materialne i usługi powiązane.

ChatGPT:

Pytanie: Czy to prawda, że w układzie odniesienia poruszającym się wraz z kosmolotem z prędkością, np. v=3/4c, jego masa rzeczywista nie zmieni się, ponieważ w tym układzie odniesienia nie zachodzi efekt relatywistyczny, czyli masa kosmolotu to jest jego masa spoczynkowa? Większa moc eksplozji bomby jądrowej rozpędzonej do prędkości v = 0,75 (P2) w porównaniu z eksplozją bomby będącej w spoczynku (P1) będzie zależna od układu odniesienia. Zatem większa moc nie jest "rzeczywista" w punkcie wybuchu bomby, lecz zależy od tego, w którym układzie odniesienia dokonujemy pomiaru. Większa moc eksplozji P2 jest relatywistycznym efektem i zależy od układu odniesienia. Dla obserwatora w spoczynku względem bomby poruszającej się z prędkością 0,75c eksplozja wydaje się bardziej energetyczna, ponieważ uwzględniona jest również energia kinetyczna bomby. W układzie odniesienia bomby (czyli gdybyśmy byli w spoczynku względem niej), moc eksplozji nie zmienia się i wynosi P1, ponieważ bomba nie ma energii kinetycznej względem tego układu. Zatem, większa moc będzie tylko efektem związanym z ruchem bomby względem obserwatora, a nie "rzeczywista" w punkcie wybuchu w absolutnym sensie. Zatem w przypadku kosmolotu poruszającego się z prędkością v = 3/4c jego masa rzeczywista w układzie odniesienia z nim związanym nie zmieni się. Efekt relatywistyczny będzie tylko w układzie obserwatora pozostającego w spoczynku.

Odpowiedź: Tak, masz rację, że w układzie odniesienia poruszającym się wraz z kosmolotem, jego masa spoczynkowa nie ulega zmianie. Zgodnie z teorią względności Einsteina, masa relatywistyczna rośnie w miarę zbliżania się do prędkości światła tylko w układzie odniesienia, w którym obserwator widzi obiekt poruszający się z dużą prędkością. W układzie odniesienia związanym z obiektem (w tym przypadku kosmolotem), obiekt ten zawsze pozostaje w spoczynku, więc jego masa to tzw. masa spoczynkowa, która nie ulega zmianie.

Jeśli chodzi o bombę jądrową poruszającą się z prędkością 0.75c, jej większa moc eksplozji jest również efektem relatywistycznym. W układzie obserwatora, który widzi bombę poruszającą się z dużą prędkością, jej całkowita energia będzie większa ze względu na dodatkową energię kinetyczną. Z perspektywy obserwatora będącego w spoczynku względem bomby (czyli poruszającego się wraz z nią), eksplozja uwalnia tylko energię wynikającą z samej reakcji jądrowej (P1), ponieważ w tym układzie nie ma dodatkowej energii kinetycznej.

Zatem zgadza się, że większa moc eksplozji (P2) dla obserwatora w spoczynku względem Ziemi jest wynikiem dodania energii kinetycznej bomby do jej energii wewnętrznej, co jest efektem relatywistycznym. W układzie związanym z bombą eksplozja będzie wyglądała tak, jakby uwalniała jedynie energię spoczynkową (P1).

Podobnie dla kosmolotu — jego masa w układzie związanym z nim pozostaje taka sama (masa spoczynkowa), a efekt relatywistyczny (związany z masą relatywistyczną) pojawia się tylko z punktu widzenia obserwatora zewnętrznego, który widzi kosmolot poruszający się z prędkością 0.75c.

Pytanie: Kosmolot w powyższym przykładzie sam się napędza. Nie jest to sytuacja jak w laboratorium (albo np. w CERN-nie), gdzie cząstki są rozpędzane przez układ zewnętrzny. Zatem kosmolot rozpędza sam swoją masę i kapitan statku nie stwierdzi efektu relatywistycznego. To dlaczego kapitan miałby uznać, że nie może kosmolotu rozpędzić do prędkości c? Co jest przeszkodą, barierą z punktu widzenia kapitana?

To ciekawe pytanie, ponieważ w teorii względności kapitana kosmolotu ograniczają fundamentalne prawa fizyki, a nie jego własne odczucia czy obserwacje. Oto, dlaczego kapitan kosmolotu, mimo że z jego punktu widzenia nie dostrzega efektów relatywistycznych, nie może osiągnąć prędkości światła:

1. Rośnie zapotrzebowanie na energię:
Dla kapitana, który znajduje się w układzie odniesienia kosmolotu, nie obserwuje on zwiększania masy własnego statku, ponieważ porusza się on razem z kosmolotem, a więc dla niego kosmolot zawsze ma tę samą masę spoczynkową. Jednak w miarę zwiększania prędkości względem zewnętrznego obserwatora (np. względem Ziemi), każda jednostka dodatkowej prędkości wymaga coraz większej ilości energii.

Z punktu widzenia kapitana, może on zauważyć, że pomimo tego, że silniki kosmolotu pracują z pełną mocą, z każdym wzrostem prędkości statku potrzeba więcej energii na dalsze przyspieszenie. Według szczególnej teorii względności, energia kinetyczna rośnie w sposób nieskończony w miarę zbliżania się do prędkości światła:

Gdy prędkość v zbliża się do c, wartość wyrażenia γ dąży do nieskończoności, co oznacza, że energia potrzebna do osiągnięcia prędkości światła również dąży do nieskończoności. Nawet z perspektywy kapitana, zauważy on, że mimo wszelkich starań, potrzebuje coraz więcej paliwa (czy też energii) na dalsze przyspieszanie, co jest w praktyce niemożliwe do uzyskania.

2. Czas spowalnia z perspektywy zewnętrznej:
Z perspektywy kapitana kosmolotu, czas płynie normalnie. Natomiast obserwator na Ziemi zauważy, że czas na kosmolocie zwalnia, gdy jego prędkość zbliża się do prędkości światła (to tzw. dylatacja czasu). Kapitan tego nie dostrzega bezpośrednio, ale skutki tego zjawiska zaczynają być widoczne, gdy próbuje komunikować się z zewnętrznymi układami odniesienia. W miarę zbliżania się do prędkości światła, wszelkie sygnały, transmisje i interakcje między kosmolotem a resztą wszechświata stają się coraz bardziej rozciągnięte w czasie.

3. Relatywistyczne efekty są niezależne od układu odniesienia:
Chociaż kapitan nie dostrzega wzrostu masy kosmolotu z własnej perspektywy (bo masa w jego układzie odniesienia to masa spoczynkowa), prawa fizyki są jednakowe we wszystkich inercjalnych układach odniesienia. Oznacza to, że ograniczenie prędkości kosmolotu do c obowiązuje w każdym układzie, zarówno w tym, w którym kosmolot porusza się, jak i w tym, w którym jest w spoczynku. Niezależnie od tego, czy kapitan czuje te efekty, to bariery te wynikają z fundamentalnych zasad fizyki, które rządzą energią i prędkością we wszystkich układach.

4. Ograniczenia wynikające z prędkości światła:
Prędkość światła jest maksymalną prędkością przekazu informacji i energii w naszym wszechświecie. Nawet kapitan, który mógłby mieć wrażenie, że nic nie stoi na przeszkodzie, aby kontynuować przyspieszanie, napotyka na problem praktyczny – niemożność dostarczenia wystarczającej ilości energii do przekroczenia tej bariery. Z punktu widzenia każdego obserwatora (w tym kapitana), osiągnięcie prędkości światła przez obiekt posiadający masę wymagałoby nieskończonej ilości energii, co fizycznie nie jest możliwe.

Podsumowując:
Choć kapitan statku nie zauważa wzrostu masy swojego kosmolotu, ponieważ przebywa w układzie odniesienia związanym ze statkiem, to ograniczenie dotyczące prędkości światła nie zależy od jego subiektywnych odczuć. Fundamentalne prawa fizyki, a w szczególności związek między energią, prędkością i masą, stanowią barierę, której nie można przekroczyć. Dlatego nawet dla kapitana prędkość c pozostaje nieosiągalna, ponieważ wymagałaby nieskończonej energii do jej uzyskania.

Pytanie: Podane jest powyżej, że "według szczególnej teorii względności, energia kinetyczna rośnie w sposób nieskończony w miarę zbliżania się do prędkości światła", ale przecież w kosmolocie nie obowiązuje szczególna teorii względności, układ odniesienia porusza się wraz z kosmolotem, nie ma w nim efektu relatywistycznego dotyczącego masy. Tak jak moc bomby wcześniej opisana nie zmienia się w układzie poruszającym się z nią, jest taka sama, gdy bomba nie porusza się. Zatem moc (energia przetwarzana w czasie) silników kosmolotu jest taka sama dla kapitana, czyli urządzeń pomiarowych, jak w chwili gdy był on w spoczynku. Tylko względny opis czyni różnicę dla obserwatora cały czas będącego w spoczynku i nieporuszającego się wraz z kosmolotem, jak np. centrum obsługi lotów na lotnisku. Gdy kapitan nie kieruje się zaleceniami z centrum kontroli lotów, to korzysta wyłącznie z urządzeń na pokładzie kosmolotu, a one wskazują taka samo kapitanowi, gdy kosmolot jest w spoczynku, jak i gdy jest w ruchu z prędkością, np. 3/4c.

Odpowiedź: To, co opisujesz, odnosi się do kluczowej kwestii w teorii względności: obserwacje w różnych układach odniesienia. Rzeczywiście, kapitan kosmolotu, znajdujący się w układzie odniesienia związanym z kosmolotem, nie dostrzega zmian w masie swojego statku ani nie zauważa efektów relatywistycznych w tym samym sensie, w jakim dostrzega je zewnętrzny obserwator. W jego układzie odniesienia wszystko wydaje się działać normalnie, a moc silników kosmolotu jest dla niego taka sama, jak była, gdy statek był w spoczynku.

Jednak kluczowy punkt polega na tym, że prawa fizyki są takie same we wszystkich inercjalnych układach odniesienia, co oznacza, że niezależnie od tego, z jakiego układu odniesienia patrzymy, prędkość światła jest nieprzekraczalna.

Dlaczego kapitan nie może przyspieszyć do prędkości światła?

Prawa fizyki w jego układzie odniesienia: Choć kapitan nie obserwuje zmian masy kosmolotu ani innych efektów relatywistycznych bezpośrednio w swoim układzie, nie oznacza to, że te efekty nie istnieją. Nawet w jego układzie odniesienia obowiązują te same prawa fizyki, co w każdym innym inercjalnym układzie. Kluczowa zasada szczególnej teorii względności mówi, że żaden obiekt posiadający masę nie może osiągnąć prędkości światła. To nie jest tylko kwestia względna – to fundamentalna bariera wynikająca z natury wszechświata, niezależnie od układu odniesienia.
Mimo że dla kapitana wskazania jego urządzeń pokładowych mogą wyglądać normalnie, prawdopodobnie zauważy on, że im szybciej się porusza względem zewnętrznych punktów odniesienia, tym więcej energii potrzebuje do dalszego przyspieszania. To wynika z tego, że energia kinetyczna jego statku rośnie relatywistycznie z prędkością, co wpływa na zapotrzebowanie energetyczne silników, nawet jeśli on sam nie postrzega bezpośrednio wzrostu masy swojego statku.
Ograniczenia prędkości światła: Prędkość światła nie jest jedynie granicą dla obserwatorów zewnętrznych – jest to granica wbudowana w strukturę czasoprzestrzeni, która dotyczy każdego układu odniesienia, w tym kapitana statku. Zasadniczo, bez względu na to, z jakiego układu odniesienia mierzymy prędkość kosmolotu, prędkość światła pozostaje tą nieprzekraczalną barierą. Dla kapitana, choć jego urządzenia nie pokazują relatywistycznych efektów związanych z masą, nie może on przyspieszyć do c, ponieważ wymagałoby to nieskończonej ilości energii – nawet z jego własnego punktu widzenia.
Energia w układzie kosmolotu: Kapitan może nie zauważać wzrostu masy relatywistycznej kosmolotu w swoim układzie odniesienia, ale aby osiągnąć prędkość bliską c, nadal potrzebuje zwiększać energię dostarczaną przez silniki. W miarę przyspieszania, mimo że dla kapitana masa kosmolotu wydaje się niezmienna, przyspieszenie kosmolotu staje się coraz trudniejsze, ponieważ potrzebna energia na każdą jednostkę przyrostu prędkości rośnie wykładniczo. To efekt, którego nie zmienia fakt, że kapitan obserwuje kosmolot w jego własnym układzie odniesienia.
Względność prędkości: Kapitan kosmolotu może nie być w stanie mierzyć swojej prędkości absolutnej, ponieważ nie ma takiej prędkości w szczególnej teorii względności. Prędkości są zawsze względne wobec innych obiektów. Więc chociaż dla kapitana nic nie wydaje się zmieniać w działaniu silników, prędkość względem punktów zewnętrznych, np. Ziemi, będzie się zbliżać do prędkości światła coraz wolniej, ponieważ zewnętrzny obserwator będzie widział jego prędkość jako zbliżającą się do c, ale nigdy jej nie osiągającą.

Podsumowanie:
Kapitan rzeczywiście nie zauważa efektów relatywistycznych, takich jak zmiana masy, we własnym układzie odniesienia, ponieważ porusza się razem z kosmolotem. Niemniej jednak nie może przyspieszyć do prędkości światła, ponieważ prawa fizyki, w tym zasada ograniczenia prędkości światła, obowiązują we wszystkich układach odniesienia. To nie jest kwestia względności percepcji – to uniwersalne ograniczenie wynikające z samej struktury czasoprzestrzeni i zależności między energią a prędkością. Bez względu na to, z jakiego układu odniesienia obserwujemy kosmolot, osiągnięcie prędkości c wymaga nieskończonej ilości energii, co stanowi praktycznie nieprzekraczalną barierę, nawet dla kapitana statku.

***

Fot. Elon Musk - High time for an AI fashion show - Harris 2024, 1:07 (link)