Idėja vieną dieną keliauti į kitą žvaigždžių sistemą ir pamatyti, kas ten yra, lėmė žmonių svajonę dar ilgai, kol pirmosios kosminės raketos ir kosmonautai buvo išsiųsti į kosmosą. Tačiau nepaisant visos pažangos, kurią padarėme nuo kosminio amžiaus pradžios, tarpžvaigždinės kelionės tebėra tokia - užgesusi svajonė. Nors buvo pasiūlytos teorinės koncepcijos, išlaidos, kelionės laikas ir kuras tebėra labai problemiški.
Šiuo metu daug vilčių siejama su nukreiptos energijos ir šviesoforų panaudojimu, norint pakelti mažyčius kosminius aparatus reliatyvistiniu greičiu. O kas būtų, jei būtų būdas didesnį erdvėlaivį padaryti pakankamai greitą, kad būtų galima atlikti tarpžvaigždinius reisus? Anot profesoriaus Davido Kippingo - Kolumbijos universiteto „Cool Worlds“ laboratorijos vadovo - būsimasis kosminis laivas galėtų pasikliauti „Halo Drive“, kuris naudoja juodosios skylės gravitacinę jėgą, kad pasiektų neįtikėtiną greitį.
Profesorius Kippingas apibūdino šią koncepciją naujausiame tyrime, kuris pasirodė internete (išankstinį spausdinimą taip pat galima rasti „Cool Worlds“ svetainėje). Jame Kippingas atkreipė dėmesį į pačius didžiausius iššūkius, susijusius su kosmoso tyrinėjimais, ty didžiulį laiko ir energijos kiekį, reikalingą erdvėlaivio siuntimui į misiją tyrinėti už mūsų Saulės sistemos ribų.
Kaip Kippas papasakojo „Space Magazine“ el. Paštu:
Tarpžvaigždinės kelionės yra vienas sudėtingiausių techninių žygdarbių, kokį tik galime įsivaizduoti. Nors per milijonus metų galime numatyti dreifą tarp žvaigždžių - tai pagrįstai yra tarpžvaigždinė kelionė - norint pasiekti keliones šimtame ar trumpesniame laikotarpyje, reikia reliatyvistinio varymo. “
Kaip teigė Kippingas, reliatyvistinė varomoji jėga (arba įsibėgėdama iki šviesos greičio dalies) yra labai brangi energijos atžvilgiu. Esami erdvėlaiviai paprasčiausiai neturi degalų pajėgumų, kad galėtų pasiekti tokį greitį ir gali pritrūkti detonavimo šukelių, kad sukeltų trauka - à la Project Orion (vaizdo įrašas pateiktas aukščiau) arba pastatyti sintezės sraigtą - à la Projektas „Daedalus“ - galimybių nėra daug.
Pastaraisiais metais dėmesys krypsta į mintį, kad tarpžvaigždinėms misijoms vykdyti būtų naudojami švieslangiai ir nanokrameliai. Gerai žinomas to pavyzdys Proveržis „Starshot“, iniciatyva, kurios tikslas - per savo gyvenimą išsiųsti išmaniojo telefono dydžio erdvėlaivį į „Alpha Centauri“. Naudojant galingą lazerių matricą, švyturio burė būtų padidinta iki 20% šviesos greičio, taigi kelionė įvyks per 20 metų.
„Bet net ir čia jūs kalbate apie keletą minimalių (gramų masės) erdvėlaivių galimų energijos juodų energijos dalių“, - sakė A. Kippingas. „Tai yra ištisas savaites veikiančių branduolinių elektrinių sukaupta energija (kuri, beje, mes taip pat negalime sukaupti tiek daug energijos)! Taigi todėl sunku “.
Tam Kippingas siūlo modifikuotą vadinamojo „Dyson Slingshot“ versiją, kurią pasiūlė gerbiamas teorinis fizikas Freemanas Dysonas (protas už Dysono sferos). 1963 m. Knygoje Tarpžvaigždinės komunikacijos (12 skyrius: „Gravitacinės mašinos“), Dysonas aprašė, kaip erdvėlaiviai galėtų slinkinėti aplink kompaktiškas dvejetaines žvaigždes, kad galėtų žymiai padidinti greitį.
Kaip aprašė Dysonas, laivas, kuris bus išsiųstas į kompaktišką dvejetainę sistemą (dvi neutroninės žvaigždės, kurios skrieja aplink viena kitą) ten, kur jis atliks pagalbinį manevrą sunkio jėgos atžvilgiu. Tai sudarytų iš erdvėlaivio, pakeliančio greitį nuo intensyviosios dvejetainės dalies sunkio jėgos - pridedant dvigubą jų sukimosi greičio ekvivalentą savajam - prieš tai išmesdami iš sistemos.
Nors Dysono laikais (ir vis dar yra) labai tikėtina buvo panaudoti tokią energiją varomajam varikliui, Dysonas pasiūlė dvi priežastis, kodėl verta įvertinti „gravitacines mašinas“:
„Pirma, jei mūsų rūšis ir toliau sparčiai plečia savo populiaciją ir savo technologijas, tolimoje ateityje gali ateiti laikas, kai inžinerija astronominiu mastu gali būti įmanoma ir būtina. Antra, jei mes ieškome technologiškai pažengusio gyvenimo ženklų, jau egzistuojančių kitoje Visatoje, naudinga pagalvoti, kokius pastebimus reiškinius galėtų sukurti tikrai pažengusi technologija. “
Trumpai tariant, gravitacines mašinas verta mokytis, jei kada nors jos taps įmanomos, ir kadangi šis tyrimas galėtų mums padėti pastebėti galimą nežemišką intelektą (ETI) per techninius parašus, kuriuos tokios mašinos sukurs. To tęsdamas, Kippingas svarsto, kaip juodosios skylės - ypač rastos dvejetainėse porose - galėtų sudaryti dar galingesnius gravitacinius strypus.
Šis pasiūlymas iš dalies grindžiamas nesena Lazerinių interferometrų gravitacinių bangų observatorijos (LIGO), kuri rinko daugybę gravitacinių bangų signalus nuo tada, kai pirmasis buvo aptiktas 2016 m., Sėkme. Remiantis naujausiais šių aptikimų duomenimis, gali būti, kad vien Paukščių Tako galaktikoje yra 100 milijonų juodųjų skylių.
Jei atsiranda dvejetainiai elementai, jie turi neįtikėtinai daug sukimosi energijos, kuri atsiranda dėl jų sukimosi ir to, kaip jie greitai orbituoja vienas kitą. Be to, kaip pastebi Kippingas, juodosios skylės taip pat gali veikti kaip gravitacinis veidrodis - ten, kur įvykio horizonto kraštai nukreipti fotonai sulenks ir sugrįš tiesiai atgal prie šaltinio. Kaip sakė Kippingas:
Taigi dvejetainė juodoji skylė yra pora milžiniškų veidrodžių, besisukančių aplink vienas kitą greičiausiai dideliu greičiu. „Halo“ pavara tai išnaudoja nukreipdama fotonus nuo „veidrodžio“, kai veidrodis artėja prie jūsų, fotonai atsimuša atgal, stumdami jus kartu, bet taip pat vagia dalį energijos iš pačios juodosios skylės dvejetainio (pagalvokite, kaip mestas pingpongo kamuolys) prie judančios sienos greičiau grįžtų). Naudojant šią sąranką galima išgauti dvejetainės juodosios skylės energiją varikliui “.
Šis varymo būdas turi keletą akivaizdžių pranašumų. Pradedantiesiems vartotojams tai suteikia galimybę važiuoti reliatyvistiniu greičiu, nereikia kuro, kuris šiuo metu sudaro didžiąją dalį nešančiosios transporto priemonės masės. Taip pat yra daugybė juodųjų skylių, esančių visame Paukščių Take, kurios galėtų veikti kaip reliatyvistinių kosminių kelionių tinklas.
Be to, mokslininkai jau matė gravitacinio strypo galią, nes atrado hiper greičio žvaigždes. Remiantis Harvardo-Smithsoniano astrofizikos centro (CfA) tyrimais, šios žvaigždės yra galaktikų susiliejimo ir sąveikos su didžiulėmis juodosiomis skylėmis rezultatas, dėl kurio jos yra pašalintos iš savo galaktikų vienos dešimtosios iki trečdalio greičiu. šviesos - nuo ~ 30 000 iki 100 000 km / s (nuo 18 600 iki 62 000 mps).
Bet, be abejo, koncepcija turi daugybę iššūkių ir daugiau nei keletą trūkumų. Be to, kad reikia statyti erdvėlaivius, kuriuos būtų galima skraidyti aplink juodosios skylės įvykio horizontą, taip pat reikia nepaprastai daug tikslumo - priešingu atveju laivas ir įgula (jei tokį turi) gali nugrimzti į žandikaulį. juodosios skylės. Be to, reikia paprasčiausiai pasiekti vieną:
„Šis dalykas mums daro didžiulį trūkumą, nes pirmiausia turime patekti į vieną iš šių juodųjų skylių. Aš linkęs galvoti apie tai kaip tarpžvaigždinę greitkelių sistemą - norint patekti į užmiestį, turite sumokėti vienkartinę rinkliavą, tačiau kai tik jūs galėsite važiuoti per galaktiką kiek norite, neišleisdami daugiau degalų. “
Jis nurodė, kad iššūkis, kaip žmonija gali pasiekti artimiausią tinkamą juodąją skylę, bus kito Kippingo darbo tema. Ir nors tokia idėja mums yra tokia pat nutolusi kaip „Dyson Sphere“ kūrimas arba juodųjų skylių panaudojimas žvaigždžių laivams kurti, ji siūlo gana įdomių ateities galimybių.
Trumpai tariant, juodosios skylės gravitacijos mašinos koncepcija žmonijai pateikia patikimą kelią tapti tarpžvaigždine rūšimi. Tuo tarpu koncepcijos tyrimas suteiks SETI tyrėjams dar vieną galimą techninį parašą, kurio reikia ieškoti. Taigi, kol ateis diena, kai mes galime išmėginti ką nors panašaus sau, galėsime pamatyti, ar kuri nors kita rūšis jau spyriojosi ir privertė jį veikti!
