¿Existe un límite de aceleración cósmica teórica, de manera similar al límite de velocidad cósmica, o cualquier otro práctico?

Answer 1

La máquina más poderosa jamás construida, el LHC (Large Hadron Collider) es capaz de acelerar un protón desde el reposo hasta 0.99999999 de c (299,792,455 m / s) en aproximadamente 26 minutos, durante fases sucesivas de un acelerador a otro. Esto equivale a una aceleración promedio de alrededor de 19,569 g, con un pico de 190,000,000 g. Esa es una cantidad increíble de delta v. Los pilotos de combate bien entrenados, que usan un traje de g y se sujetan a un asiento reclinable (para reducir la diferencia de presión entre el corazón y la cabeza) pueden lidiar con aproximadamente 9 g antes de que se desmayen. Una aceleración sostenida de 16 g y más por más de un minuto será mortal para cualquier humano.

Así que hay un límite práctico para los humanos con las tecnologías actuales. La materia inanimada tiene límites de fuerza de aceleración mucho más altos, pero esto depende del tamaño y la complejidad de la materia que se acelera. Cuanto más complejo y sensible es el objeto, menos tolerante es la alta fuerza de g. Eso supone que el objeto todavía debe estar en un estado de trabajo después de que se eliminó la fuerza de aceleración. No hay límite al límite de aceleración de las partículas fundamentales. Después de todo, los fotones se aceleran de manera inexistente a 299,792,458 m / s instantáneamente, resultando en una aceleración infinita.

Answer 2

Probablemente no, pero, como ocurre con la posibilidad de una naturaleza cuántica del espacio y el tiempo, no lo sabemos con seguridad. La aceleración más alta medida hasta ahora es del orden de 10 ^ 21 m / s ^ 2 Órdenes de magnitud (aceleración) con aceleración de plasma Aceleración de plasma. Eso no se ve como un límite.

Victor Toth mencionó el intervalo de tiempo desconocido para la producción de un fotón que se mueve a la velocidad de la luz. Habría un problema similar con los neutrinos. Como ahora sabemos que los neutrinos tienen masa, no se mueven a la velocidad de la luz, pero los neutrinos producidos en las supernovas se mueven tan rápido en cuadros locales que sus velocidades aún no pueden diferenciarse de la velocidad de la luz. Se producen a partir de la interacción débil, que tiene un tiempo característico del orden de 10 ^ -10 s. Eso establece un límite superior al tiempo de aceleración de un neutrino e indicaría una aceleración mínima del orden de 10 ^ 18 m / s ^ 2. Sin embargo, los neutrinos se producen en un proceso de dos partes en la desintegración beta, y el intervalo de tiempo para la aceleración de los neutrinos es probablemente mucho menor que 10 ^ -10 s. Si se supone que los neutrinos en la desintegración beta se producen dentro de un protón o neutrón y alcanzan casi la velocidad de la luz en distancias características del tamaño de dichas partículas, el intervalo de tiempo sería mucho más corto. La distancia sería del orden de 10 ^ -15 m, y el tiempo para recorrer esa distancia a una velocidad del orden de 10 ^ 8 m / s sería de 10 ^ -23 s. Eso sugiere una aceleración de al menos 10 ^ 31 m / s ^ 2 y hasta 10 ^ 32 m / s ^ 2.

Si hay una aceleración limitante, no hay indicios de ello en nuestros experimentos o en la naturaleza.

Answer 3

No, no hay límite teórico / geométrico en la aceleración. Al menos no en la teoría clásica.

En la teoría cuántica, las cosas son algo diferentes. Aceleración significa el intercambio de energía cinética. Usted imparte demasiada energía cinética en una partícula y en lugar de acelerarla, termina creando nuevos pares de partículas antipartículas. Aun así, esto no significa un límite geométrico en la aceleración. El límite de Planck solo es aplicable indirectamente aquí. Por ejemplo, supongamos que creas un fotón. Un fotón libre siempre viaja a la velocidad de la luz, independientemente de su energía cinética. Pero cuando nos fijamos en el momento de la creación del fotón, cuanto más corto es el intervalo de tiempo, mayor es la probabilidad de que el fotón esté en un estado “virtual”, “fuera de la capa de masa”, por lo que su velocidad no es la velocidad de vacío de la luz. . Esto crea una incertidumbre cuando se trata de su capacidad para medir la ubicación / velocidad exactas del fotón, por lo que, en consecuencia, nunca puede concluir que la aceleración del fotón fue infinita. Pero esto no significa que exista un límite superior, es simplemente un reflejo del principio de incertidumbre cuando se trata de observables clásicos como la aceleración clásica.

Answer 4

Nada puede acelerarse más rápido que con la aceleración a la que la temperatura de Unruh alcanza la temperatura de Planck, que es de 1.416785 × 10 ^ 32 K.

La temperatura Unruh viene dada por la siguiente fórmula:

[math] T = \ frac {\ hbar a} {2 \ pi c k_ \ text {B}} [/ math]

En este punto, la resistencia a aumentar aún más la aceleración será infinita.

Answer 5

c / El tiempo de Planck no suena irrazonable, ya que se supone que el tiempo de Planck es la unidad de tiempo divisible más pequeña (descargo de responsabilidad: no se ha estudiado en detalle). Tiene sentido que si un objeto alcanza la velocidad más alta en el menor tiempo, esa es la máxima aceleración. Dicho esto, tampoco es irrazonable que la aceleración ocurra en un período infinitesimal dentro de la unidad de tiempo de Planck, haciendo que la aceleración sea infinita. (o tal vez es irrazonable!)

Answer 6

No hay límite a la aceleración, de acuerdo con la teoría actual. Los tiempos de Planck no proporcionan un límite físico (a diferencia del límite de velocidad para partículas que tienen masa en reposo en relatividad). El tiempo de Planck nos da un límite a nuestra capacidad de comprensión. En ese corto tiempo, nuestra capacidad de cálculo ya no puede mantenerse.

Tenga en cuenta que el tiempo de Planck y los problemas que crea se basan en el supuesto de que la relatividad general está cuantificada y aún se mantiene en el límite del campo fuerte. Ninguno de esos supuestos ha sido verificado experimentalmente. Si cualquiera de esos supuestos es incorrecto, entonces el tiempo de Planck puede no ser relevante.

Answer 7

No hay un límite real. El límite de fuerza es c ^ 5 / G, por lo que debería suponer que c ^ 5 / GM podría hacer el truco aquí para la aceleración.

No estoy seguro de cómo encaja la constante de Planck, ya que las unidades SI no incluyen que involucra un término angular.

Pero estos son valores terriblemente altos, y no puedo imaginar que se trataría de algo más que una acción de imbécil.

Uno podría notar que c / g = 354 días, donde g = la aceleración de la gravedad de la tierra.