Az a gondolat, hogy egy nap egy másik csillagrendszerbe utazzanak, és megnézhessék, mi van, már az emberek álmodozott álma már jóval azelőtt, hogy az első rakétákat és űrhajósokat az űrbe küldték. De az űrkorszak kezdete óta elért minden előrelépés ellenére a csillagközi utazás csak így marad - megdöbbentő álom. Noha az elméleti koncepciókat javasolták, a költségek, az utazási idő és az üzemanyag kérdése továbbra is rendkívül problematikus.
Jelenleg nagyon sok remény merül fel az irányított energia és fényjelzők felhasználásával, hogy az apró űrhajókat a relativista sebességre állítsák. De mi lenne, ha volt mód arra, hogy a nagyobb űrhajókat elég gyorsan elkészítsék a csillagközi utak elvégzéséhez? David Kipping, a Columbia Egyetem Cool Worlds laboratóriumának vezetője, professzor szerint a jövőbeli űrhajók támaszkodhatnak egy Halo meghajtóra, amely egy fekete lyuk gravitációs erejét használja a hihetetlen sebesség eléréséhez.
Kipping professzor leírja ezt a koncepciót egy nemrégiben készült online tanulmányban (az előzetes nyomtatás elérhető a Cool Worlds weboldalán is). Ebben Kipping foglalkozott az űrkutatás által okozott legnagyobb kihívásokkal, nevezetesen az, hogy mennyi idő és energia szükséges ahhoz, hogy egy űrhajót küldessen egy küldetésre, hogy felfedezzék a Naprendszerünket.
Ahogy Kipping elmondta a Space Magazine-nak e-mailben:
„A csillagközi utazás az egyik legnagyobb kihívást jelentő műszaki vonzerő, amelyet el tudunk képzelni. Miközben arra számíthatunk, hogy több millió év alatt elcsúsznak a csillagok között - ami jogszerűen csillagközi utazás -, hogy az évszázados vagy annál kevesebb időtartamú utazások eléréséhez relativista hajtást igényelnek. ”
Ahogy Kipping állította, a relativista meghajtás (vagy a fénysebesség egy részének felgyorsítása) energia szempontjából nagyon drága. A meglévő űrhajóknak egyszerűen nincs üzemanyagkapacitása ahhoz, hogy meg tudják felelni az ilyen sebességnek, és rövidek legyenek a robbanómozgásokkal, hogy lendületet hozzanak - à la Project Orion (fenti videó) - vagy építsenek fúziós nyomatékot - à la Daedalus projekt - nincs sok lehetőség.
Az utóbbi években a figyelem eltolódott azon a gondolatban, hogy a fénycsöveket és a nanokötőket csillagközi küldetések végrehajtására használják. Erre egy közismert példa Áttörés Starshot, egy olyan kezdeményezés, amelynek célja egy okostelefon méretű űrhajó elküldése az Alpha Centauri-ba életünk során. Erőteljes lézercsoport alkalmazásával a fényvitorla a fénysebesség akár 20% -áig gyorsulhat fel - így 20 év alatt megteheti az utat.
"De még itt is több energia-džaulról van szó, amelyek a lehető legkisebb (gramm tömegű) űrhajóra vonatkoznak" - mondta Kipping. „Ez az atomerőművek összesített energiakibocsátása hetekig a végén (ami egyébként nem is képes annyi energiát tárolni)! Szóval ezért nehéz. "
Ehhez Kipping javasolja a „Dyson slingshot” néven ismert módosított változatát, amelyet egy tisztelt elméleti fizikus Freeman Dyson (a Dyson gömb mögött álló elmélet) javasolt. Az 1963-as könyvben Csillagközi kommunikáció (12. fejezet: „Gravitációs gépek”) Dyson ismertette, hogy az űrhajók miként csúsztathatják el a kompakt bináris csillagokat, hogy jelentős sebességnövekedést érjenek el.
Ahogyan Dyson leírta, egy hajó, amelyet egy kompakt bináris rendszerbe (két neutroncsillag kering, amelyek keringnek egymással) küldik oda, ahol elvégzi a gravitációsegítő manővert. Ez azt jelentené, hogy az űrhajó felveszi a sebességet a bináris intenzív gravitációjából - hozzáadva a fordulatszám kétszeresének egyenértékét a sajátjához -, mielőtt kiszabadulna a rendszerből.
Míg a Dyson idején (és még mindig is) nagyon elméleti volt az a lehetőség, hogy ezt a fajta energiát meghajtás céljából kihasználják, Dyson két okot kínál fel, amelyek miatt érdemes megvizsgálni a „gravitációs gépeket”:
Először is, ha fajaink exponenciális mértékben tovább bővítik populációjukat és technológiájukat, akkor a távoli jövőben eljön az idő, amikor csillagászati méretekben megvalósítható és szükséges technikák is megvalósíthatók. Másodszor, ha olyan technológiailag fejlett élet jeleit keressük, amelyek már léteznek az univerzum másutt, akkor érdemes megfontolni, hogy milyen megfigyelhető jelenségek képesek egy igazán fejlett technológiát előidézni. "
Röviden: a gravitációs gépeket érdemes tanulmányozni, abban az esetben, ha valaha lehetségesvé válnak, és mivel ez a tanulmány lehetővé tenné számunkra, hogy felfedezzük a lehetséges földi földön kívüli intelligenciákat (ETI-k) az ilyen gépek által létrehozott műszaki aláírások révén. Ezt kibővítve Kipping megvizsgálja, hogy a fekete lyukak - különösen a bináris párokban találhatóak - még erősebb gravitációs pattanásokat képezhetnek.
Ez a javaslat részben a Lézerinterferométer Gravitációs Hullámú Megfigyelőközpont (LIGO) közelmúltbeli sikerein alapul, amely több gravitációs hullám jelet vett fel azóta, hogy az elsőt 2016-ban felfedezték. Az ezen észleléseken alapuló legfrissebb becslések szerint 100 millió fekete lyuk csak a Tejút galaxisban.
Ahol bináris fájlok fordulnak elő, hihetetlen mennyiségű forgási energiával rendelkeznek, ami a centrifugálásuk és az egymáshoz való gyors keringés eredménye. Ezen túlmenően, amint azt Kipping megjegyzi, a fekete lyukak gravitációs tükörként is működhetnek - ahol az eseményhorizont szélére irányított fotonok meghajlanak és egyenesen a forrásnál jönnek vissza. Ahogy Kipping mondta:
„Tehát a bináris fekete lyuk valójában egy pár óriási tükr, amelyek potenciálisan nagy sebességgel köröznek egymás körül. A halo-meghajtó ezt kihasználja, amikor a fotonokat a „tükörről” lepattanja, miközben a tükör közeledik, a fotonok visszapattannak, elhajítanak téged, de ellopják az energia egy részét a fekete lyukból álló bináris anyagból is (gondolkodj el azon, hogyan dobott egy pingpongolyót) egy mozgó falhoz gyorsabban tér vissza). Ezzel a beállítással kinyerhető a bináris fekete lyuk energiája a meghajtáshoz. ”
Ez a meghajtási módszer számos nyilvánvaló előnyt kínál. A kezdőknek ez a lehetőséget kínál a felhasználók számára, hogy relativista sebességgel haladjanak üzemanyag nélkül, amely jelenleg a hordozógép tömegének legnagyobb részét teszi ki. Ugyancsak létezik a Tejút egészében sok-sok fekete lyuk, amelyek hálózatként szolgálhatnak a relativista űrutazáshoz.
Sőt, a tudósok már láthatták a gravitációs csúzli képességét a hipersebességű csillagok felfedezésének köszönhetően. A Harvard-Smithsonian Asztrofizikai Központ (CfA) kutatása szerint ezek a csillagok galaktikus összeolvadások és hatalmas fekete lyukakkal való kölcsönhatás eredménye, ami miatt őket galaxisukból egy tized-egyharmad sebességgel robbanták ki. fény - ~ 30 000 - 100 000 km / s (18 600 - 62 000 mps).
De természetesen a koncepció számtalan kihívással és néhány hátránnyal jár. Azon űrhajók építésén kívül, amelyek képesek a fekete lyuk eseményhorizontja köré repülni, szintén óriási pontosság szükséges - különben a hajó és a személyzet (ha van ilyen) a végén széthúzódhat. a fekete lyukból. Ráadásul az egyszerű elérés kérdése:
„A dolognak óriási hátránya van nekünk abban, hogy először meg kell jutnunk e fekete lyukak egyikébe. Hajlamosak úgy gondolkodni, mint egy csillagközi autópálya-rendszer - egyszeri díjat kell fizetnie az autópálya eléréséhez, de ha egyszer megteheted, akkor annyira utazhatsz a galaxison, amennyit csak akar, anélkül, hogy több üzemanyagot költene.
Az a kihívás, hogy az emberiség hogyan járhat el a legközelebbi megfelelő fekete lyuk elérésével, Kipping következő tanulmányának tárgya lesz - jelezte. És bár egy ilyen ötlet számunkra olyan távoli, mint a Dyson Sphere építése vagy a fekete lyukak felhasználása a csillaghajók hatalmához, ez remek izgalmas lehetőségeket kínál a jövő számára.
Röviden: a fekete lyuk gravitációs gép fogalma az emberiség számára valószerű utat mutat a csillagközi fajgá váláshoz. Időközben a koncepció tanulmányozása a SETI kutatóinak további lehetséges technikai aláírást biztosít. Tehát amíg el nem jön a nap, amikor kipróbálhatunk valamit ilyesmi magunk számára, megtudhatjuk, vajon más fajok már beleszúrtak-e és működésbe hozták!
