Como o Avalon (aparentemente) chegou a Arcturus tão rapidamente se eles estão viajando a apenas 0,5 da velocidade da luz?

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Assumindo spoilers sobre Passageiros daqui, mas na verdade isso não tem nada a ver com o enredo, então ...

Há vários pontos minúsculos para criticar no filme, mas o que eu estou realmente inventando é a matemática sobre onde eles estão e como.

Acho que sabemos essas coisas:

  • O navio está a caminho da Terra há 30 anos
  • O navio quando encontramos o elenco está se movendo a ~ 50% de velocidade da luz
  • Aos 31 anos o navio passa Arcturus
  • Arcturus é uma estrela gigante vermelha ~ 37 anos-luz da Terra e não estará muito mais próxima do que nunca antes de finalmente completar sua viagem pelo plano de nossa galáxia e desaparecer.

Então eles viajaram cerca de 37 anos-luz em trinta anos? Eu senti falta de algo?

    
por Christopher Peterson 31.12.2016 / 05:08

4 respostas

A combinação de velocidade, tempo de viagem e distância de viagem é impossível.

Em 0,5 c (velocidade da luz), da perspectiva das pessoas na Terra, a viagem a Arcturus levaria 74 anos. Em 0,5 c há uma dilatação do tempo relativista de 0,866 (0,5 SQR (3)). Isso reduziria o tempo do navio para 64 anos.

Para alcançar o tempo de viagem de um navio a velocidade teria que ser 0.76652 c . Da perspectiva da Terra, a viagem levaria 48,27 anos. A dilatação do tempo é de 0,64222 e isso resulta no tempo de viagem de um navio de 31 anos.

Cálculos:

NOTA: Presumi que a velocidade de deslocamento é mantida durante toda a viagem e alcançada após um tempo insignificante após a partida. Se este não for o caso, a velocidade média / máxima deve ser maior.

    
31.12.2016 / 18:19

No universo dos 'Passageiros', Arcturus está a apenas (aproximadamente) 20 anos-luz da Terra.

Podemos estar certos do tempo de voo do navio porque a sala do mapa nos diz

Jim: Wait. How long ago did we leave Earth?

Maproom computer: Approximately 30 years ago.

e podemos ter certeza da localização do navio, porque quando Jim usa o Terminal de Comms (baseado em laser) para entrar em contato com a Terra, ele nos diz

Computer terminal: Message will arrive in 19 years.

e sabemos que o navio está viajando a aproximadamente 5 da velocidade da luz porque o Engenheiro de Voo do navio nos diz

Gus: We're doing 50% of lightspeed.

Dado que Jim está acordado por aproximadamente um ano antes de acordar Aurora e Aurora está acordado por aproximadamente um ano antes de Gus acordar, no máximo eles poderiam ter viajado mais 1-2 anos-luz antes do estilingue do navio em torno de Arcturus .

Dito isto, é possível que a nave tenha acelerado drasticamente (veja abaixo) depois de consertar os computadores de bordo. Isso teria permitido que eles alcançassem o verdadeiro Arcturus em um período mais curto.

O navio deve ter viajado a uma velocidade maior antes de Jim acordar.

Sabemos que o navio deve estar viajando a uma velocidade superior a 75% da velocidade da luz na primeira etapa de sua jornada (para ter viajado 19 anos-luz em apenas 30 anos) e que o Avalon provavelmente está desacelerando Para baixo, possivelmente devido ao magnético Ramscoop encontrando poeira espacial para alimentar os motores ou possivelmente como resultado do acidente que acordou Jim. Isso também explicaria a necessidade de um estilingue no meio do caminho para aumentar sua velocidade.

Mundo real

Obviamente, nenhum dos itens acima se refere ao que o escritor do filme, Jon Spaihts, disse sobre a precisão da física do filme.

Q: There was one reference to a star that the spaceship was making a slingshot maneuver around – Arcturus, I think? Filmgoers might be thinking to themselves, ‘Now, how far away is that?’

A: “It’s about the right distance away. [36.7 light-years from Earth.] I think the dodgiest thing about the slingshot maneuver is, I don’t know how much velocity you can steal from a body you’re passing that does not have substantial proper motion with respect to a transit perpendicular to your direction of travel.

“If it’s pretty stationary with respect to you, I don’t think you can steal a lot of velocity from it, especially if you’re traveling 0.5 c before you get there. So it’s more of a showy move. It might be a way of changing your trajectory.”

How screenwriter Jon Spaihts worked the physics of starship travel into ‘Passengers’

No mínimo, isso implica que a velocidade do navio é altamente inconsistente, mas é mais provável que seja apenas um erro do escritor.

Ele admitiu ter tomado algumas liberdades com nossa "vizinhança local". Talvez esta seja uma dessas mudanças.

"I did investigate our general galactic neighborhood. Traveling at a fraction of the speed of light for 120 years can't actually get [a ship] very far; there's really just a basket of stars that they could be going to," Spaights said. "I had a general notion of where they might have found the habitable planet, and maybe stretched a little bit how far they might have gone [to get there]."

Real Science Inspires Voyage to the Stars in 'Passengers'

Você pode querer notar que no roteiro original a estrela foi simplesmente descrita como " um Gigante Vermelho ", ao invés de ser nomeada como Arcturus.

A STAR looms ahead of the ship: a RED GIANT. The Excelsior rockets toward the star. The passage takes less than a minute. The Red Giant swells in the windows. The ship shudders. The engines howl. Aurora falls into Jim’s arms. The ship bathed in red light.

e a posição do navio foi muito mais explicitamente confirmada.

COMMUNICATIONS BOOTH: We are nineteen light years from Earth. By the time your message arrives, we will be thirty-six lightyears from Earth. We apologize for the delay."

    
31.12.2016 / 20:07

Acho que você está perdendo a dilatação do tempo. Em 0,5c, o tempo está se movendo 15% mais devagar no navio. link

Portanto, é possível cobrir distâncias maiores em menos tempo (nossa visão). Ou a distância é comprimida das pessoas do ponto de vista do navio.

No entanto, o número não se alinha muito bem. 32 anos (tempo de nave) seria melhor por 37 anos-luz ... mas isso não leva em tempo para acelerar para 0.5c. O que não parece plausível com o design do navio.

    
31.12.2016 / 05:48

Eu acredito que outra coisa deve ser levada em conta: na minha opinião, o navio não está voando a uma velocidade constante de 0,5c. Durante o filme, vemos que o motor do navio está constantemente em operação, por isso acredito que devemos assumir a velocidade de 0,0c no início da jornada (em relação à Terra, acredito que podemos esquecer da velocidade orbital ou da Terra, é insignificante) e a velocidade de 0,5c após 30 anos (provavelmente o tempo do navio). O cálculo do fator relativista se tornaria muito mais difícil, já que mudaria constantemente (não posso fazê-los, mas tenho certeza de que alguém aqui poderia).

Eu acredito que deve ser assumido que o navio aceleraria até alcançar a velocidade mais próxima de 1c, então virar e aplicar pausa até alcançar a órbita de Homestead II. Quanto aos números exatos, não sei matemática suficiente para responder. Corrigir-me se estou errado.

    
01.01.2017 / 20:21