2016-ban Stephen Hawking fizikus és Yuri Milner milliárdos felfedi a csillagokra való utazási tervét. Az úgynevezett Breakthrough Starshot projekt egy 100 millió dolláros program a közeli csillagrendszer meglátogatásához szükséges technológia fejlesztésére és bemutatására. A potenciális célok között szerepel a Proxima Centauri, amely körülbelül négy fényév távolságra van, több exoplanettal, amelyek közül az egyik hasonló a Földhöz.
Áttöréses Starshot projekt
Hawking és Milner azt tervezte, hogy ezer apró, mikrochip méretű űrhajót építsen, és fényt használjon fel, hogy felgyorsítsák őket relativista sebességre - vagyis közel a fénysebességhez. A nagy flotta növeli annak esélyét, hogy legalább egyikük biztonságosan megérkezzen. Mindegyik "csillag chipet" egy tollaslabdapálya méretű könnyű vitorláshoz erősítik, majd rendkívül erős földi lézerekkel besugárzzák.
A lézermozgásnak számos előnye van. A legfontosabb dolog az, hogy az űrhajóknak nincs szükségük üzemanyagra, azaz nem szabad extra rakományt vinni magukkal. A könnyű vitorla gyorsításával a hajót a fénysebesség 20% -ára is felgyorsíthatja. Ebben a forgatókönyvben a flotta kevesebb mint 30 éven belül érkezik a Proxima Centauri-ba.
Az ilyen küldetéshez szükséges fantasztikusan nagy teljesítményű lézerek fejlesztése különösen nehéz és költséges. Nyilvánvaló kérdés merül fel: van-e más módszer a relativista sebesség elérésére?
Ma egyfajta választ kapunk, köszönhetően David Kippingnek, a New York-i Columbia University csillagászának. Kipping egy új gravitációs csúzli felvételével jött létre, ugyanazzal a technikával, amelyet a NASA használt például a Galileo űrhajó Jupiterre küldésére. Az ötlet az, hogy felgyorsítsa az űrhajót egy hatalmas tárgy, például egy bolygó közelében. Így az űrhajó el fogja távolítani a bolygó sebességének egy részét és gyorsulni fog annak segítségével.
A gravitációs hevederek nagyszerűen működnek hatalmas testeknél. Az 1960-as években Freeman Dyson fizikus kiszámította, hogy egy fekete lyuk felgyorsíthatja az űrhajót a relativista sebességre. De egy ilyen tárgyhoz közeledő űrhajó erői valószínűleg elpusztítják azt.
Promóciós videó:
Így Kipping egy okos alternatívát talált ki. Ötlete az, hogy a fotonokat a fekete lyuk körül irányítsa, majd az általuk kapott extra energiát használja fel a lámpatestek gyorsításához. "A fekete lyuk kinetikus energiája kék eltolódás formájában kerül a fénynyalábba, és visszatéréskor a fotonok nem csak felgyorsítják az űrhajót, hanem energiát adnak hozzá" - mondja Kipping.
Ez a folyamat a fekete lyuk körüli rendkívül erős gravitációs mezőtől függ. Mivel a fotonok kicsi, de mégis pihenő tömegűek, ez a mező képes körbevezetni a fényt körkörös pályán.
Kipping munkája egy kissé eltérő pályán alapszik, az űrhajó által kibocsátott fotonokat a fekete lyuk körül és vissza irányítva - egyfajta bumeráng pálya. Utazás közben a bumeráng fotonjai kinetikus energiát kapnak a fekete lyuk mozgásából.
Ez az energia képes felgyorsítani a megfelelő könnyű vitorlával felszerelt űrhajót. Kipping ötletét "halo motornak" nevezi. A halogénmotor a mozgó fekete lyuk kinetikus energiáját gravitációval továbbítja az űrhajóhoz. Ezenkívül az űrhajó nem fogyaszt saját üzemanyagot ebben a folyamatban.
Mivel a halogénmotor egy fekete lyuk mozgását használja, akkor a legjobb olyan bináris fájlokra alkalmazni, amelyekben a fekete lyuk egy másik tárgyat kering. Ezután a fotonok energiát kapnak a fekete lyuk mozgásából a pályájának megfelelő pontjain.
És egy ilyen motornak olyan tömeggel kell működnie, amely lényegesen kisebb, mint a fekete lyuk tömege. Kipping szerint vele lehetséges a bolygóméretű mechanizmus. Így egy kellően fejlett civilizáció relativista sebességgel haladhat a galaxis egyik részéről a másikra, ugrálva az egyik fekete lyukak bináris rendszeréből a másikba. "Egy fejlett civilizáció felhasználhatja a könnyű vitorla koncepcióját a relativista sebesség és a rendkívül hatékony mozgás elérésére" - mondja.
Ugyanez a mechanizmus lelassíthatja az űrhajót. Tehát ez a fejlett civilizáció valószínűleg fekete lyukakkal rendelkező bináris rendszereket keres, amelyek gyorsítóként és moderátorként fognak működni.
A Tejút körülbelül 10 milliárd bináris fekete lyukkal rendelkező rendszert tartalmaz. De Kipping megjegyzi, hogy valószínűleg csak korlátozott számú pálya létezik, amelyek összekapcsolják őket, tehát ezek a csillagközi autópályák valószínűleg nagyon értékesek.
Természetesen az ezen koncepció kiaknázásához szükséges technológia jelenleg az emberiség számára nem elérhető. De a csillagászoknak képesnek kell lenniük kitalálni, hol vannak a legjobb csillagutak, és meg kell keresni azokat a civilizációk műszaki aláírásait, amelyek kihasználhatják őket.
Ilya Khel