Biertjes drinken op mars – relativiteit, lichtsnelheid en de wanen van Einstein

Voor filosofische vragen en persoonlijke problemen

Biertjes drinken op mars – relativiteit, lichtsnelheid en de wanen van Einstein

Een van de belangrijkste inzichten die de filosofie kan geven, is dat alles relatief is. Wat eens werd gedacht als absoluut waar, kan binnen niet al te lange tijd worden gezien als onzin.

Vreemd genoeg zijn er mensen die daaraan twijfelen. Ondanks dat elk individu in zijn leven iets vergelijkbaars meemaakt, willen sommigen graag geloven in eeuwigheden. Elk persoon was als vijfjarige van mening dat een tienjarige oud was, een twintigjarige heel oud. De vader en moeder of opa en oma waren zo ver verwijderd van de vijfjarige, dat ze buiten de leeftijdscriteria viellen. Als dezelfde persoon vijftig is geworden, dan is een vijfjarige ineens een klein kind.

De Einsteinse relativiteitstheorie is op eenzelfde manier correct. Het vervangt de voormalige Newtoniaanse wetenschap, maar kan zelf ook als een oud idee uit een vervlogen tijd worden gezien.

Het is een onderdeel van volwassen worden als mensheid. Vroeger geloofden we dat vliegen onmogelijk was, door bepaalde uitvindingen bleek dit niet zo te zijn. Nu geloven we dat sneller gaan dan de lichtsnelheid nooit zal gebeuren, omdat meer dan honderd jaar geleden iemand daar een theorie over had bedacht.

Al je in het licht van het verleden naar de toekomst kijkt, dan zie je dat de huidige heersende theorie al kleerscheuren begint te vertonen[1]. Op dit moment is het nog steeds zo dat als een deeltje de snelheid van het licht benadert, zijn massa zo groot wordt dat de tijd stopt[2]. Het is niet ondenkbaar dat een nieuwe theorie daar verandering in zal brengen, door bijvoorbeeld te begrijpen waarom dat gebeurt.

Een andere ijzeren wet van de geschiedenis is dat de vraag naar vooruitgang theoretische systemen onder druk zetten. Hier is de meerwaarde van de filosoof duidelijk te zien. Bepaalde vragen kunnen door hele simpele logica worden beantwoord, terwijl een natuurkundige snel zou verdwalen in theoretische systemen.

Een zo’n vraag is: “Wanneer gaan we nou eindelijk eens een vliegtuig bouwen dat sneller gaat dan het licht?”. Velen zullen, consistent met de heersende ideologie, antwoorden: “Nooit! Dat is onmogelijk.”, of “Zo werkt het volgens mij niet.”

Een realistischere reactie is om te kijken naar de huidige snelheid van onze ruimtevaartuigen, dit in een grafiek te zetten en op basis van de verandering over tijd een formule te maken om de exacte datum te berekenen.

Als je alle ruimtevaartsnelheidsrecords van de afgelopen 20 jaar[3] in een grafiek stopt, krijg je een lineaire formule waarin gemiddeld genomen elke jaar de snelheid met 26000 km groter wordt. De lichtsnelheid is 1 079 252 845.80 km/u. Dit gedeeld door 26 000 is 14 509 jaar.

Het zou dus 14 509 jaar duren voordat we die snelheid zullen bereiken.

Alleen, het is zeer onaannemelijk dat de grafiek lineair is. Dat zou alleen zo zijn als we komende 15 000 jaar vasthouden aan de theorie van Einstien, terwijl onze wetenschappelijke waarnemingen er nu al tegen protesteren.

Het is veel aannemelijker dat de formule exponentieel is, vergelijkbaar met bijvoorbeeld de ontwikkeling in de vliegindustrie.

Het eerste officiële snelheidsrecord van een vliegtuig was in 1903 door de gebroeders Wright[4]. Het ding ging 10 km per uur, acht keer zo langzaam als een paard(88km/u[5]). Het snelheidsrecord van de stoomtrein in 1904 was 164 km/u[6]. In een lineaire formule zou een vliegtuig nooit sneller kunnen gaan dan een stoomtrein.

Elke exponentiele grafiek lijkt in het begin lineair. Tussen 1903 en het moment dat het paard werd ingehaald in 1910, was dat ook zo voor de vliegindustrie. Op de iets langere termijn was het verhaal anders.

Al in 1965 werd het officiële record van 3331.5 km/u behaald. Op 3 oktober 1967 werd het onofficiële record van 7274 km/u gehaald door de X-15[7]. Na deze snelheid, waren er eigenlijk geen economische of praktische redenen om snellere vliegtuigen te bouwen. Een rondje om de evenaar met 7000 km/u duurt iets minder dan zes uur.

De exponentiele formule voor de snelheidsvermeerdering tussen 1903 en 1967 is: Y=27 (1.6) x. Op basis van deze formule is te berekenen hoe lang het duurt voordat de vliegindustrie de lichtsnelheid zou kunnen bereiken. De lichtsnelheid in km/u is: 1079252848.80.

De formule wordt:

1 079 252 848.80 = 27(1.06) x

1 079 252 848.80/27 = (1.06) x

39 972 327.73 = (1.06) x

X= log 39 972 327.73 /log1.06

X= 7.60175943950011/0.20419982656

X=300.395

Het duurt dus ongeveer 300 jaar voordat een vliegtuig sneller gaat dan het licht.

Met onze huidige technologie gaan onze ruimtevaartuigen al 100 000 km per uur. Het is daarom redelijk om aan te nemen dat de formule voor de ruimtevaart ander is.

We hebben nog niet echt een goede ruimtevaartmotor, toch stijgen de maximumsnelheden vanaf 2000 gemiddelde 6% per jaar. Een verglijkbare maar logsicher formule is om in plaats van 27 maal x, uit te gaan van 26 000 x (uit de lineaire grafiek).

De formule wordt daarom y= 26000 (1.06) x

Het moment dat ruimtevaartuigen de lichtsnelheid bereiken, komt met deze formule iets dichterbij:

1079252848.80 = 26000 (1.06) x

41509.72=1.06 x

X= 182 jaar.

Omdat X = 0 het jaar 2000 is, zou dus pas in het jaar 2182 de lichtsnelheid bereikt worden. Drie keer de lichtsnelheid bereiken we in het jaar 2201, 17 keer in het jaar 2231. Pas in het jaar 2301 worden de eerste reclames gemaakt met het nieuwe ruimteschip dat 1000 keer de lichtsnelheid gaat. Een reisje naar Tau Ceti duurt dan nog maar 100 uur[8].

Het jaar 2182 jaar is een beetje ver weg voor de mensen die nu leven. Leuker is de vraag: “wanneer kunnen we eindelijk eens een biertje doen op de maan?”

Het antwoord is simpel. Drie uur reizen voor “een biertje doen”, zal voor velen het maximum zijn. De maan is 384 400 km ver weg. Dit gedeeld door drie is 128 133.33.

De formule is dus: 128 133.33 = 26000 (1.06)x

4.92=1.06 x

27.37=X

Dat is het jaar 2027, over 6 jaar.

Als je kijkt naar de huidige grondprijzen op de maan, dan is nu het moment om te investeren. Over zeven jaar zal een cafeetje flinke winst kunnen maken. Misschien zelf dat je een aluminiummijntje in je tuin op de maan kan bouwen om wat bij te verdienen[9].

Een vergelijkbare analyse kan voor de planeet mars worden gemaakt. Het moment dat mensen een biertje op mars gaan doen, zal wat langer duren.

Mars is 229 000 000 km ver weg. Pas over 117 jaar (X=137) duurt een enkeltje mars drie uur. Een biertje op neptunes duurt nog weer wat langer. Deze is 4 479 000 000 ver weg en zal pas over 168 jaar een plek zijn om een biertje te doen (Irish-koffie zal daar waarschijnlijk populairder zijn bij -214C). 

Als eerste wonen op mars heeft daarentegen weer heel veel financieel voordeel, meer zelfs dan op de maan. De grondprijzen zijn vooralsnog net zo hoog en de planeet bezit ook nog meer grondstoffen[10].

Voor een verhuizing zijn mensen best bereid wat langer te reizen dan voor een biertje. Een vergelijking met de langste treinreis op aarde bijvoorbeeld. De Trans-Siberië expres heeft een reistijd van 178 uur. Dezelfde berekening 229 000 000/178 = 26000 (1.06) x. Het resultaat x=66.95. Dus over 47 jaar duurt het 178 uur om naar mars te reizen.

Net zoals er nu mensen zijn die de trans-Siberiëexpres voor hun plezier nemen, zullen er mensen zijn die best 178 uur willen reizen om een paar weken op mars in het hotel te zitten. Het ruimtevaarttoerisme zal komende decennia niet anders kunnen dan exponentieel groeien.

Het moment dat de eerste mensen naar mars gaan, zal weer wat minder lang duren. Mensen zijn bereid om voor een unieke ervaring ver te reizen. Voor een groot stuk gratis grond nog verder. Om voor altijd rijk te zijn, heel erg ver. Over 10 jaar is het nog maar 83.24 dagen naar mars. Niet zo heel veel als het gaat om een nieuw leven op te bouwen op een plek waar de grond gratis is.

Ruimtevaarttoerisme lijkt op dit moment in 2021 wellicht wat ver weg, toch is dit wat de wiskunde op basis van de huidige trend zegt. Tot nu toe is in het verleden altijd gebleken dat theoretische problemen overwonnen worden zolang er voldoende reden voor is.

De bovenstaande berekening zijn zelfs conservatief te noemen. We zitten in de ruimtevaarttechnologie op een heel laag technologisch niveau, vergelijkbaar met het begin van de vliegindustrie. We hebben ruimtevaartmotoren die een kleine versnelling geven, de grootste versnelling komt nog steeds door de baan van de planeten zelf.

Aangezien er commerciële, militaire en ideologische druk achter zit, zou het heel goed een stuk sneller kunnen gaan.[11] NASA is bezig met het ontwikkelen van nieuwe ruimtevaartmotoren[12], China ook[13].

Een ruimterace met commerciële belangen, niet alleen de toeristen, maar ook de ongelooflijke natuurlijke rijkdom van mars; het kan binnen hele korte tijd grote innovatie veroorzaken.

In ieder geval is het op dit moment geen slecht idee om wat geld achter te houden voor de mogelijkheid om een stukje grond op de maan of mars te kopen, of nog toegankelijker, wat aandelen in ruimtevaarttoerismebedrijven.

Zolang we wachten tot we een biertje op de maan kunnen drinken, is er altijd nog Texel en Ameland. Ongeveer net zo ver, vooralsnog iets veiliger en goedkoper.


[1] https://www.express.co.uk/news/science/1158337/ewton-wrong-science-dismiss-isaac-newton-theory-gravity-albert-einstein-black-hole

[2] https://cosmosmagazine.com/physics/why-can-t-anything-travel-faster-light

[3] https://en.wikipedia.org/wiki/List_of_vehicle_speed_records#Spacecraft

[4] https://nl.wikipedia.org/wiki/Wright_Flyer

[5] https://nl.wikipedia.org/wiki/Paard_(dier)#Snelheid_en_leeftijd

[6] https://en.wikipedia.org/wiki/Pennsylvania_Railroad_7002

[7] https://en.wikipedia.org/wiki/North_American_X-15

[8] https://www.sciencemag.org/news/2012/12/another-earth-just-12-light-years-away

[9] https://www.outerspaceuniverse.org/what-mineral-resources-found-on-the-moon.html

[10] https://en.wikipedia.org/wiki/Mineralogy_of_Mars

[11] https://www.news.com.au/technology/science/space/nasa-engine-capable-of-travelling-at-nearly-the-speed-of-light-detailed-in-new-report/news-story/7044fb29fda05f5a402ef696b3abeed9

[12] https://www.nasa.gov/vision/space/travelinginspace/future_propulsion.html

[13] https://sputniknews.com/asia/201709121057317007-china-engine-space/

 

Geef een reactie

Het e-mailadres wordt niet gepubliceerd. Vereiste velden zijn gemarkeerd met *

Follow by Email
Facebook
WhatsApp