* De massa van het ruimteschip: Hoe zwaarder het ruimteschip, hoe meer energie het nodig heeft om het te versnellen.

* De startsnelheid: Als het ruimteschip al wat snelheid heeft, kost het minder energie om 90% van de lichtsnelheid te bereiken.

* Relativistische effecten: Naarmate een object de snelheid van het licht nadert, neemt de massa ervan toe als gevolg van de relativiteitstheorie van Einstein. Dit betekent dat het exponentieel meer energie nodig heeft om het verder te versnellen.

Hier is een vereenvoudigde aanpak om het concept te begrijpen:

1. Kinetische energie: De energie die nodig is om een ​​object te versnellen, wordt berekend met behulp van de formule voor kinetische energie:KE =1/2 * MV^2, waarbij M massa is en V snelheid is.

2. Relativistische kinetische energie: Bij snelheden die dicht bij de snelheid van het licht zijn, breekt de klassieke kinetische energieformule af. We moeten de relativistische kinetische energieformule gebruiken:

Ke =(γ - 1) mc², waarbij γ de lorentz -factor is (een maat voor hoeveel tijd en ruimte worden vervormd bij relativistische snelheden), m is de massa en C is de snelheid van het licht.

3. De Lorentz -factor: De lorentz -factor (γ) wordt berekend als γ =1 / sqrt (1 - (v² / c²)). Bij 90% is de snelheid van het licht, de Lorentz -factor is ongeveer 2,3.

Voorbeeld:

Laten we zeggen dat het ruimteschip een massa van 1000 kg heeft.

1. Klassieke kinetische energie: Dit zou ons een enorm aantal geven, maar het is onjuist met zulke hoge snelheden.

2. Relativistische kinetische energie:

* Ke =(2.3 - 1) * 1000 kg * (3 x 10⁸ m/s) ²

* Ke ≈ 1,3 x 10¹⁷ joules

belangrijke opmerkingen:

* Deze berekening houdt alleen rekening met de energie die nodig is om * 90% van de lichtsnelheid te bereiken. Het houdt geen rekening met de energie die nodig is om die snelheid te behouden, wat substantieel zou zijn vanwege slepen van interstellair gas en andere deeltjes.

* Praktische overwegingen: Het versnellen van een ruimteschip tot 90% van de lichtsnelheid is momenteel buiten onze technologische mogelijkheden. De benodigde hoeveelheid energie is enorm en de technische uitdagingen zijn enorm.

Tot slot zou het een enorme hoeveelheid energie kosten om een ​​ruimteschip te versnellen tot 90% van de lichtsnelheid. De exacte hoeveelheid hangt af van de massa van het ruimteschip en de startsnelheid, en de berekening vereist het overwegen van relativistische effecten.