Идеја о једном дану да путују у други звездански систем и виде шта тамо постоји била је грозан сан људи много пре него што су прве ракете и астронаути послати у свемир. Али упркос свом напретку који смо постигли од почетка свемирског доба, међузвездна путовања и даље остају управо то - грозничави сан. Иако су предложени теоријски концепти, питања трошкова, времена путовања и горива остају веома проблематична.
Тренутно се пуно наде ослања на употребу усмерене енергије и светлосних једрилица како би сићушне свемирске летелице потиснуле на релативистичке брзине. Али шта ако постоји начин да се већа свемирска летелица учини довољно брзом за обављање међузвездних путовања? Према професору Давиду Киппингу - вођи лабораторија Цоол Ворлдс Универзитета Цолумбиа - будуће свемирске летелице могу се ослонити на Хало Дриве, који користи гравитациону силу црне рупе за постизање невероватних брзина.
Професор Киппинг описао је овај концепт у недавној студији која се појавила на мрежи (претисак је доступан и на веб локацији Цоол Ворлдс). У њој се Киппинг суочио са највећим изазовима које представља истраживање свемира, а то је сама количина времена и енергије која би јој била потребна за слање свемирског брода у мисију да истражи ван нашег Сунчевог система.
Као што је Киппинг рекао за Спаце Магазине путем е-маила:
„Међузвездна путовања су један од најизазовнијих техничких подвига које можемо да замислимо. Иако можемо да предвидимо лебдење између звезда током милиона година - што је легитимно међузвездано путовање - да би се постигла путовања временским вековима или мање, захтева релативистичко покретање. "
Као што је Киппинг рекао, релативистичко покретање (или убрзање до делића брзине светлости) је веома скупо у смислу енергије. Постојеће свемирске летелице једноставно немају капацитет горива да би могле да се подигну до таквих брзина, и кратке су детонирајуће нуклеарке за генерисање потиска - а ла Пројецт Орион (видео изнад) - или изградњу фусион рамјет-ла-ла Пројект Даедалус - нема много опција.
Посљедњих година пажња се преусмјерила на идеју о употреби свјетлосних једрилица и наноокруга за обављање међузвјезданих мисија. Добро познат пример је Бреактхроугх Старсхот, иницијатива која има за циљ да пошаље свемирски брод величине смартфона у Алпха Центаури током нашег животног века. Кориштењем моћног ласерског низа, свјетлосно свјетло би се убрзало до брзине до 20% брзине свјетлости - чиме би путовање направио за 20 година.
"Али чак и овде говорите о неколико тера-џулова енергије за најмањи могући минималистички (грам-масе) свемирски брод", рекао је Киппинг. „То је кумулативни учинак енергије нуклеарних електрана које раде недељама крајем (што успут немамо ни начин за складиштење толико енергије)! Зато је то тешко. "
На то, Киппинг предлаже модификовану верзију онога што је познато као „Дисон Слингсхот“, идеју је предложио поштовани теоријски физичар Фрееман Дисон (ум иза Дисон-ове сфере). У књизи из 1963. год. Међузвездне комуникације (Поглавље 12: „Гравитационе машине“), Дајсон је описао како се свемирске летелице могу бацати око компактних бинарних звезда како би добиле значајно повећање брзине.
Као што је то описао Дисон, брод који би био отпремљен у компактни бинарни систем (две неутронске звезде које се врте око друге) где ће изводити гравитациони маневар. То би се састојало од свемирског брода који је убрзао бинарну интензивност - додајући еквивалент дуплој брзини ротације сопственој - пре него што је излетео из система.
Иако је могућност да се ова врста енергије користи за погон била врло теоретска у време када је реч о Дисон-у (и још увек јесте), Дисон је понудио два разлога због којих је „гравитациона машина“ вредна истраживања:
„Прво, ако наша врста настави да шири своју популацију и своју технологију експоненцијалном брзином, можда ће доћи време у далекој будућности у којој би инжењеринг у астрономском обиму могао бити и изводљив и неопходан. Друго, ако тражимо знакове технолошки напредног живота који већ постоје негде другде у свемиру, корисно је размотрити какве би уочене појаве заиста напредна технологија могла да произведе. "
Укратко, гравитационе машине вриједи проучити у случају да постану могуће једног дана, и зато што би нам ово истраживање могло омогућити да уочимо могуће ванземаљске интелигенције (ЕТИ) кроз технознаке које би такве машине створиле. Проширивши се на то, Киппинг разматра како црне рупе - нарочито оне које се налазе у бинарним паровима - могу представљати још снажније гравитационе резнице.
Овај предлог се делимично заснива на недавном успеху Ласер Интерферометар гравитационо-таласне опсерваторије (ЛИГО), који је одабрао више гравитационих таласа од првог детектовања у 2016. години. Према недавним проценама на основу тих детекција, могло би се десити да чак 100 милиона црних рупа само у галаксији Млечни пут.
Тамо где се јављају бинарни подаци, они поседују невероватну количину ротационе енергије, која је резултат њиховог спиновања и начина на који се брзо врте око себе. Поред тога, као што напомиње Киппинг, црне рупе такође могу деловати као гравитационо огледало - где ће се фотони усмерени на ивицу хоризонта догађаја савијати около и враћати се право код извора. Као што је Киппинг рекао:
„Дакле, бинарна црна рупа је заиста пар џиновских огледала које круже једно око друго са потенцијално великом брзином. Хало погон то искориштава одбијањем фотона са „огледала“ док се огледало приближава, фотони се одбијају, гурајући вас, али и крадући нешто енергије из саме бинарне црне рупе (размислите о томе како баци куглу за пинг понг уз покретни зид вратио би се брже). Помоћу овог подешавања може се прикупити бинарна енергија црне рупе за погон. "
Ова метода погона нуди неколико очигледних предности. За почетак, корисницима нуди потенцијал да путују релативистичким брзинама без потребе за горивом, што тренутно чини већину масе лансирног возила. Такође постоји много, много црних рупа које постоје преко Млечног пута, а које би могле да делују као мрежа за релативистичко путовање у свемир.
Штавише, научници су већ били сведоци снаге гравитационе гране захваљујући открићу звезда хипер-брзина. Према истраживањима Харвард-Смитхсониан Центра за астрофизику (ЦфА), ове звезде су резултат галактичких спајања и интеракције са масивним црним рупама, због чега их избацују из својих галаксија брзином од једне десетине до трећине светлости - ~ 30.000 до 100.000 км / с (18.600 до 62.000 мпс).
Али, наравно, концепт има безброј изазова и више од неколико недостатака. Поред изградње свемирске летјелице која би била способна да се баци око хоризонта догађаја црне рупе, ту је и потребна огромна прецизност - у противном би се брод и посада (ако их има) могли завршити и раздвојити у чељусти црне рупе. Поврх свега, једноставно је досећи једно:
„[Т] он има велику штету за нас у томе што прво морамо да дођемо до једне од тих црних рупа. Склона сам размишљању о томе као о међузвездном аутопуту - морате платити једнократну путарину да бисте стигли на аутопут, али једном кад се возите, можете возити кроз галаксију колико год желите, а да не потрошите више горива. "
Киппинг-ов следећи рад биће изазов за то како човечанство може да достигне најближу одговарајућу црну рупу. И док је оваква идеја приближно тако удаљена за нас као што је изградња Дисон-ове сфере или коришћење црних рупа за напајање звезданих бродова, она нуди неке прилично узбудљиве могућности за будућност.
Укратко, концепт гравитационе машине с црном рупом представља човјечанство вјероватним путем до постајања међузвјездане врсте. У међувремену, студија концепта ће истраживачима СЕТИ-а пружити још једну могућу технологију да потраже. Дакле, све док не дође дан када бисмо могли да испробамо нешто такво за себе, моћи ћемо да видимо да ли је нека друга врста већ направила убод и учинила да делује!
