How kom Avalon (till synes) till Arcturus så fort om de bara reser på .5 av lightpeed?

11

Anta spoilers om passagerare härifrån, men det här har ingenting att göra med plottet så ...

Det finns ett antal små poäng att kritisera i filmen, men vad jag verkligen kommit upp tom på är matematiken om var de är och hur.

Jag tror att vi känner till dessa saker:

  • Fartyget har varit på kurs från jorden i 30 år
  • Fartyget när vi träffar gjutet rör sig vid ~ 50% lightspeed
  • Vid 31 år passerar skeppet Arcturus
  • Arcturus är en röd jätte stjärna ~ 37 ljusår från jorden och kommer inte vara mycket närmare än någonsin innan den äntligen fullbordar sin resa över galaxens plan och går bort.

Så åkte de runt ~ 37 ljusår på trettio år? Missade jag något?

    
uppsättning Christopher Peterson 31.12.2016 05:08

4 svar

11

Kombinationen av hastighet, körtid och reseavstånd är omöjligt.

Vid 0.5 c (ljussteg), ur folkperspektivet skulle resan till Arcturus ta 74 år. Vid 0.5 c finns en relativistisk tidsutvidgning av 0.866 (0.5 SQR (3)). Detta skulle minska fartygets tid till 64 år.

För att uppnå fartygets körtid måste hastigheten vara 0.76652 c . Från jordens perspektiv skulle resan ta 48,27 år. Tidutvidgningen är 0,64222 och det resulterar i ett fartygs körtid på 31 år.

Beräkningar:

OBS: Jag har antagit att körhastigheten upprätthålls under hela resan och nått efter en försumbar tid efter avgång. Om detta inte är fallet bör medel / maxhastigheten vara högre.

    
svaret ges 31.12.2016 18:19
11

I 'Passagerarnas universum är Arcturus endast (ungefär) 20 ljusår från jorden.

Vi kan vara säkra på skeppets flygtid eftersom kartrummet berättar för oss

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

Maproom computer: Approximately 30 years ago.

och vi kan vara säkra på skeppets plats, för när Jim använder den (laserbaserade) Comms Terminal för att kontakta Earth, berättar den oss

Computer terminal: Message will arrive in 19 years.

och vi vet att skeppet reser vid ca. 5 av ljussteg, eftersom skeppets flygingenjör säger oss

Gus: We're doing 50% of lightspeed.

Med tanke på att Jim är vaken i ungefär ett år innan vaken är Aurora och Aurora vaken i ungefär ett år innan Gus vaknar, hade de mest kunnat räcka ytterligare 1-2 ljusår innan fartyget slingrar runt Arcturus .

Det sägs att det är möjligt att fartyget accelererar dramatiskt (se nedan) efter att de fixat inbyggda datorer. Detta skulle ha gjort det möjligt för dem att nå den verkliga Arcturus på kortare tid.

Fartyget måste ha åkt i högre hastighet innan Jim vaknade.

Vi vet att fartyget måste ha färdat med en hastighet som överstiger 75% av ljushastigheten för den första delen av resan (för att ha rest 19 ljusår på bara 30 år) och att Avalon förmodligen saktar ner, möjligen på grund av den magnetiska ramskivan som stöter på utrymme damm för att mata motorerna eller möjligen till följd av olyckan som vaknade Jim. Detta skulle också förklara behovet av en mid-course slingshot för att öka sin hastighet.

Verklig värld

Det är uppenbart att ingen av ovanstående talar med vad filmens författare, Jon Spaihts, sa om noggrannhet av filmens fysik.

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’

Detta innebär i alla fall att fartygets hastighet är mycket inkonsekvent men mer sannolikt är det bara en rak uppkastning av författaren.

Han erkände att han tagit några friheter med vårt "lokala grannskap". Kanske är detta en av de förändringarna.

"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'

Du kanske vill notera att i det ursprungliga skriptet var stjärnan helt enkelt beskrivet som " a Red Giant ", snarare än att bli namnet 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.

och fartygets ståndpunkt var mycket tydligare bekräftat.

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."

    
svaret ges 31.12.2016 20:07
5

Jag tror att du saknar tidsutvidgning. Vid 0.5c går tiden 15% långsammare på fartyget. länk

Så det är möjligt att täcka större avstånd på kortare tid (vår åsikt). Eller avståndet komprimeras från personer på fartygets synvinkel.

Men numret stämmer inte så bra. 32 år (skeppstid) skulle vara bättre i 37 ljusår .... men det går inte i tid för att accelerera till 0,5c. Det verkar inte troligt med skeppsdesignen.

    
svaret ges 31.12.2016 05:48
1

Jag tror att en annan sak bör beaktas: enligt min mening flyger inte fartyget med konstant 0,5c hastighet. Under filmen ser vi att fartygets motor är ständigt i drift, därför tror jag att vi bör anta hastigheten på 0,0c i början av resan (i förhållande till jorden tror jag att vi kan glömma orbitalhastighet oraund jord, är det försumbart) och hastigheten 0,5c efter 30 år (förmodligen skeppens tid). Den relativistiska faktorkalkylen blir då mycket svårare, eftersom den skulle förändras ständigt (jag kan inte göra dem, men jag är säker på att någon här kan).

Jag tror att det borde antas att fartyget skulle accelerera tills det nått hastighet närmare 1c, vänd sedan runt och applicera paus tills de nått omloppet av Homestead II. När det gäller de exakta siffrorna vet jag inte tillräckligt med matematik att svara på. Bekämpa mig om jag har fel.

    
svaret ges 01.01.2017 20:21