Experimento mental de viaje interestelar

Últimamente he estado haciendo un pequeño experimento mental en mi cabeza. Y me pregunto si alguien más informado sobre el tema puede compartir sus pensamientos.

Comencemos con la premisa de que la tecnología de cohetes/propulsión continúa desarrollándose a algún ritmo. No exponencialmente, pero sería lógico suponer que dentro de 100 años los cohetes serán más rápidos de lo que son hoy (menos cualquier escenario del fin del mundo).

Digamos que solo por el bien del experimento mental, tenemos la tecnología para criocongelar a los pasajeros hasta que lleguen. (Esto no es realmente relativo a esta "Paradoja", pero hace que el experimento mental sea más identificable)

Digamos que a partir de hoy, comenzamos a enviar un cohete a la estrella más cercana, Próxima Centauri, cada 50 años.

En el lapso de, digamos, 10.000 años, habríamos enviado 200 cohetes. Pero, ¿no significaría esto que, debido a los continuos avances tecnológicos, el cohete número 200 llegaría primero y el primer cohete llegaría el último?

Entonces, hasta que alcancemos un umbral de velocidad (por ejemplo, la velocidad de la luz), no tendría sentido enviar múltiples cohetes a una estrella, ya que pase lo que pase, la gente en el futuro llegará allí antes que tú.

  1. ¿Tiene sentido esta lógica? ¿Alguien ha pensado en esto antes?

  2. ¿Qué tan rápido se requiere una tasa de desarrollo de la velocidad para que esto suceda?

  3. ¿Qué tan lenta se requiere una tasa de desarrollo de la velocidad para que NO suceda?

Por supuesto, la solución realmente buena es enviar un barco que pueda actualizarse por sí mismo en el camino :-)
En un nivel realista, estoy bastante seguro de que hemos fabricado cohetes (químicos) lo más rápido posible. A menos que se invente una nueva forma radical de crear empuje, el viaje interestelar se realizaría utilizando motores iónicos en vehículos robóticos.
"No exponencialmente, pero sería lógico suponer que en 100 años los cohetes serán más rápidos de lo que son hoy (menos cualquier escenario del fin del mundo)". No si los últimos 50 años son una indicación.
@RonJohn sí, pero si decidiéramos invertir recursos en un proyecto de cohete tripulado interestelar, definitivamente no nos conformaríamos con cohetes químicos. Los motores de iones alimentados por reactores nucleares son bastante factibles ahora, y probablemente podríamos desarrollar cohetes nucleares de agua salada si decidiéramos que valdría la pena el riesgo y la contaminación.
Ya hay un gran problema con la premisa. Por ejemplo, tome la aviación. Hemos tenido aviones durante 116 años. Ahora tome los primeros 58 años y utilícelos para "predecir" el progreso. En esos primeros 58 años pasas de los hermanos Wright al X-15. ¿Qué predeciría eso para 2021?

Respuestas (1)

¿Tiene sentido esta lógica? ¿Alguien ha pensado en esto antes?

Sí, se ha considerado. En la literatura se le conoce como la "trampa de incentivos".

Hay un par de artículos académicos al respecto, en particular el Viaje interestelar de 2006 de Andrew Kennedy: el cálculo de espera y la trampa de incentivos del progreso y la generalización relativista de la trampa de incentivos de los viajes interestelares de René Heller con aplicación a Breakthrough Starshot , pero la idea es bastante antigua. , remontándose al menos al cuento Far Centaurus de van Vogt de 1944 .

Según un comentario sobre otra pregunta en el sitio , Robert Zubrin sugiere una regla general de 50 años: si está contemplando un viaje espacial de 50 años o más, debe esperar las mejoras tecnológicas.

¿Qué tan rápido se requiere una tasa de desarrollo de la velocidad para que esto suceda? ¿Qué tan lenta se requiere una tasa de desarrollo de la velocidad para que NO suceda?

Es efectivamente imposible de decir. El desarrollo tecnológico no ocurre de manera predecible.

El "golpe de dinero" en el artículo de Heller es este gráfico, que parece mostrar un aumento exponencial en la velocidad máxima con el tiempo:

ingrese la descripción de la imagen aquí

Sin embargo, no me convence esta trama. La "línea de ajuste" punteada se basa tanto en datos de trenes de principios del siglo XIX como en cohetes modernos.

Para las tecnologías con muchos puntos de datos en la gráfica (es decir, los automóviles en verde y los aviones en azul), las "subcurvas" que describen muestran un rápido aumento inicial seguido de una caída pronunciada en la escala logarítmica, es decir, lineal . progreso. Solo cuando aparecen modos de viaje completamente diferentes, obtenemos el progreso exponencial general, y no está claro si se pueden encontrar "modos" de viaje adicionales. (Varios motores nucleares, cinéticos nucleares y de fusión continuarían con los avances de rendimiento del modo cohete, pero no constituirían un nuevo modo).

Y, de hecho, no existe, nunca ha existido ni existirá tal cosa como el crecimiento exponencial eterno en ningún dominio , a pesar de que muchas personas casi muy inteligentes señalan las cosas y dicen "¡es exponencial!" durante las últimas décadas. De lo que tenemos muchos ejemplos es del crecimiento sigmoidal , que se parece mucho al crecimiento exponencial desde el principio.

Si acepta la premisa de un aumento exponencial continuo en las velocidades de viaje, puede calcular en qué punto debe comenzar su viaje a Próxima para llegar allí lo antes posible, pero eso es una fantasía teórica. La estimación de Kennedy para un viaje de 6 años luz a la estrella de Barnard, un poco más lejos que Próxima, era comenzar en 635 años y hacer un viaje de 145 años al 4% de la velocidad de la luz.

También se aplica a otras situaciones, como algunos problemas de cálculo pesados. Antes, cuando las velocidades de la CPU realmente aumentaban cada año, se sugería que si quería resolver algún problema numérico particularmente difícil, en lugar de gastar todo el tiempo de computadora que pudiera comprar y tomar 20 años antes de obtener su resultado, simplemente haga nada durante 10 años, entonces compre tiempo de su computadora y obtenga una solución más rápida y económica. (Pero luego podría esperar otros 5 años sin hacer nada, ganar tiempo en la computadora y aún así obtener la respuesta más rápido y más barato que cuando comenzó.
He usado estrategias similares para postergar la optimización del código de síntesis de audio.
Modo adicional que ya sabemos que existe: cohetes nucleares. Pero puede ser la última excepción a las mejoras de ingeniería que aún no sabemos si son físicamente posibles.
Ese no es un modo nuevo; eso es una mejora incremental en un modo existente.
¿La energía anual total generada/utilizada por los seres humanos no está creciendo a un ritmo exponencial? Y si eso es cierto, ¿estaría impulsando las velocidades potenciales del cohete de Heller con el tiempo? Para un ejemplo absurdo, si llegamos al punto en el que generamos suficiente energía para producir antimateria almacenable, permitiría naves espaciales propulsadas por antimateria. Menos absurdo podría ser generar energía positiva a partir de reacciones de fusión, etc.
@SafeFastExpressive No existe, nunca existió y nunca existirá un crecimiento exponencial eterno: notará que el universo no está compuesto de bacterias de pared a pared. De lo que tenemos muchos ejemplos es del crecimiento sigmoidal , que se parece mucho al crecimiento exponencial desde el principio.
Y hay otros modos que no son FTL. A pesar de que Breakthrough Starshot es la fantasía de un físico fumeta, las velas de luz impulsadas por láser dejan la fuente de energía y la "masa" de reacción en casa.
@RussellBorogove ... ¡con implicaciones obvias en la capacidad de frenado! Honestamente, ¿de qué sirve llegar a cualquier sistema estelar si solo estás pasando a toda velocidad a una velocidad increíble, sin ningún medio para entrar en órbita (ignorando el litofreno por razones obvias)?
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