Jau 2016. gadā fiziķis Stīvens Hokings un miljardieris Jurijs Milners atklāja plānu ceļot uz zvaigznēm. Tā sauktais Breakthrough Starshot projekts ir 100 miljonu dolāru programma, lai attīstītu un demonstrētu tehnoloģiju, kas nepieciešama, lai apmeklētu tuvējo zvaigžņu sistēmu. Potenciālie mērķi ietver Proxima Centauri, sistēmu, kas atrodas aptuveni četru gaismas gadu attālumā, ar vairākām eksoplanetām, no kurām viena ir līdzīga Zemei.
Izrāviena Starshot projekts
Hokinga un Milnera plāns bija uzbūvēt tūkstošiem mazu mikročipu izmēra kosmosa kuģu un izmantot gaismu, lai paātrinātu tos līdz relativistiskiem ātrumiem - tas ir, tuvu gaismas ātrumam. Liela autoparks palielina iespēju, ka vismaz viens no viņiem ieradīsies droši. Katra "zvaigžņu mikroshēma" ir piestiprināta pie badmintona laukuma izmēra vieglas buras un pēc tam tiek apstarota ar īpaši jaudīgiem uz zemes bāzētiem lāzeriem.
Lāzera kustībai ir daudz priekšrocību. Vissvarīgākais ir tas, ka kosmosa kuģiem nav nepieciešama degviela, kas nozīmē, ka viņiem nevajadzētu ņemt līdzi papildu kravas. Arī paātrinot vieglo buras, jūs varat paātrināt laivu līdz 20% no gaismas ātruma. Šajā scenārijā flote ieradīsies Proxima Centauri mazāk nekā 30 gadu laikā.
Fantastiski jaudīgus lāzerus, kas nepieciešami šādai misijai, būtu īpaši grūti un dārgi izstrādāt. Rodas acīmredzams jautājums: vai ir vēl viens veids, kā sasniegt relativistiskus ātrumus?
Šodien mums ir sava veida atbilde, pateicoties Deivida Kipinga, Ņujorkas Kolumbijas universitātes astronoma, darbam. Ķipings nāca klajā ar jauna veida gravitācijas stropes - to pašu paņēmienu, ko NASA izmantoja, lai, piemēram, nosūtītu kosmosa kuģi Galileo uz Jupiteru. Ideja ir paātrināt kosmosa kuģi, norādot to netālu no milzīga objekta, piemēram, planētas. Tādējādi kosmosa kuģis atņems daļu planētas ātruma un ar tās palīdzību paātrināsies.
Gravitācijas cilpas lieliski darbojas uz masīviem ķermeņiem. Sešdesmitajos gados fiziķis Freeman Dyson aprēķināja, ka melnais caurums varētu paātrināt kosmosa kuģi līdz relativistiskam ātrumam. Bet kosmosa kuģa spēki, kas tuvojas šādam objektam, to, visticamāk, iznīcinās.
Reklāmas video:
Tātad Ķipings nāca klajā ar viedu alternatīvu. Viņa ideja ir virzīt fotonus ap melno caurumu un pēc tam izmantot papildu enerģiju, ko tie saņem, lai paātrinātu gaismas buru. "Melnā cauruma kinētiskā enerģija tiek pārnesta uz gaismas staru kūli zibspuldzes formā, un pēc atgriešanās fotoni ne tikai paātrina kosmosa kuģi, bet arī tam pieliek enerģiju," saka Ķipings.
Šis process ir atkarīgs no ārkārtīgi spēcīgā gravitācijas lauka ap melno caurumu. Tā kā fotoniem ir maza, bet joprojām mierīga masa, šis lauks spēj ieslodzīt gaismu apļveida orbītā.
Ķipinga darbs balstās uz nedaudz atšķirīgu orbītu, novirzot kosmosa kuģa izstarotos fotonus ap melno caurumu un atkal atpakaļ - sava veida bumeranga orbītā. Ceļošanas laikā bumeranga fotoni saņems kinētisko enerģiju no melnā cauruma kustības.
Tā ir šī enerģija, kas var paātrināt kosmosa kuģi, kas aprīkots ar atbilstošu vieglo buru. Ķipings savu ideju sauc par "halo motoru". Halo dzinējs pārvietojas melnā cauruma kinētisko enerģiju kosmosa kuģim, izmantojot gravitācijas spēku. Turklāt kosmosa kuģis šajā procesā patērē nevis savu degvielu.
Tā kā halogēna motors izmanto melnā cauruma kustību, to vislabāk var izmantot bināros failos, kuros melnais caurums riņķo ap citu objektu. Tad fotoni saņem enerģiju no melnā cauruma kustības attiecīgajos tā orbītas punktos.
Un šādam motoram jādarbojas ar jebkuru masu, kas ir ievērojami mazāka par melnā cauruma masu. Ķipings saka, ka ar viņu ir iespējami planētas lieluma mehānismi. Tādējādi pietiekami attīstīta civilizācija var pārvietoties ar relativistisku ātrumu no vienas galaktikas daļas uz otru, pārejot no vienas melno caurumu binārās sistēmas uz otru. "Attīstīta civilizācija varētu izmantot vieglā bura koncepciju, lai sasniegtu relativistiskus ātrumus un ārkārtīgi efektīvu pārvietošanos," viņš saka.
Tas pats mehānisms var arī palēnināt kosmosa kuģa darbību. Tātad šī uzlabotā civilizācija, visticamāk, meklēs bināro sistēmu pārus ar melnajiem caurumiem, kas darbosies kā paātrinātāji un moderatori.
Piena ceļš satur apmēram 10 miljardus bināro melno caurumu sistēmu. Bet Ķipings norāda, ka, iespējams, būs tikai ierobežots skaits trajektoriju, kas tos sasaistīs, tāpēc šīs starpzvaigžņu šosejas, visticamāk, ir ļoti vērtīgas.
Protams, tehnoloģija, kas nepieciešama šīs koncepcijas izmantošanai, patlaban ir cilvēces nepieejamā vietā. Bet astronomiem vajadzētu spēt izdomāt, kur atrodas labākie zvaigžņu lielceļi, kā arī meklēt civilizāciju tehniskos parakstus, kas tos varētu izmantot.
Iļja Khel