În 2016, fizicianul Stephen Hawking și miliardarul Yuri Milner au dezvăluit un plan de călătorie la stele. Așa-numitul Breakthrough Starshot Project este un program de 100 de milioane de dolari pentru a dezvolta și demonstra tehnologia necesară pentru a vizita un sistem de stele din apropiere. Obiectivele potențiale includ Proxima Centauri, un sistem aflat la aproximativ patru ani-lumină distanță, cu mai multe exoplanete, dintre care unul similar cu Pământul.
Breakthrough Starshot Project
Planul lui Hawking și Milner era să construiască mii de nave spațiale mici de dimensiuni mici și să folosească lumina pentru a le accelera până la viteze relativiste - adică aproape de viteza luminii. O flotă mare crește șansele ca cel puțin unul dintre ei să ajungă în siguranță. Fiecare „cip de stele” este atașat la o navigare ușoară de dimensiunea unui teren de badminton și apoi iradiat cu lasere la sol extrem de puternice.
Există multe avantaje pentru mișcarea laserului. Cel mai important este că navele spațiale nu au nevoie de combustibil, ceea ce înseamnă că nu ar trebui să ia în plus marfă cu ele. De asemenea, prin accelerarea velei ușoare, puteți accelera barca până la 20% viteza luminii. În acest scenariu, flota va ajunge la Proxima Centauri în mai puțin de 30 de ani.
Laserele fantastic de puternice necesare pentru o astfel de misiune ar fi deosebit de dificile și costisitoare de dezvoltat. Se ridică o întrebare evidentă: există o altă modalitate de a atinge viteze relativiste?
Astăzi avem un fel de răspuns, datorită lucrărilor lui David Kipping, astronom la Universitatea Columbia din New York. Kipping a venit cu o nouă formă de slingshot gravitațional, aceeași tehnică pe care a folosit-o NASA, de exemplu, nava spațială Galileo către Jupiter. Ideea este de a accelera nava spațială indicând-o lângă un obiect imens precum o planetă. Astfel, nava spațială va lua o parte din viteza planetei și va accelera cu ajutorul ei.
Slingshot-urile gravitaționale funcționează grozav pe corpuri masive. În anii 1960, fizicianul Freeman Dyson a calculat că o gaură neagră ar putea accelera o navă spațială până la viteze relativiste. Dar forțele unei nave spațiale care se apropie de un astfel de obiect este probabil să-l distrugă.
Video promotional:
Așadar, Kipping a venit cu o alternativă inteligentă. Ideea lui este să direcționeze fotonii în jurul găurii negre și apoi să folosească energia suplimentară pe care o primesc pentru a accelera rasa ușoară. "Energia cinetică a găurii negre este transferată fasciculului de lumină sub formă de blueshift, iar la întoarcere fotonii nu numai că accelerează nava spațială, ci adaugă și energie", spune Kipping.
Acest proces depinde de câmpul gravitațional extrem de puternic din jurul găurii negre. Deoarece fotonii au o masă mică, dar totuși de odihnă, acest câmp este capabil să prindă lumina pe o orbită circulară.
Lucrarea lui Kipping se bazează pe o orbită ușor diferită, direcționând fotonii emiți de navele spațiale în jurul găurii negre și înapoi - un fel de orbită de bumerang. În timpul deplasării, fotonii de pe bumerang vor primi energie cinetică din mișcarea găurii negre.
Această energie este cea care poate accelera o navă spațială echipată cu o navă ușoară adecvată. Kipping numește ideea sa un „motor halo”. Motorul halo transferă energia cinetică a unei găuri negre care se mișcă la nava spațială cu ajutorul gravitației. Mai mult, nava spațială nu își consumă niciun combustibil în acest proces.
Întrucât motorul halo folosește mișcarea unei găuri negre, cel mai bine se aplică binarelor în care o gaură neagră orbitează un alt obiect. Fotonii primesc apoi energie din mișcarea găurii negre în punctele corespunzătoare din orbita sa.
Și un astfel de motor trebuie să funcționeze cu orice masă care este semnificativ mai mică decât masa găului negru. Kipping spune că mecanismele de dimensiuni ale planetei sunt posibile cu el. Astfel, o civilizație suficient de avansată poate călători cu viteze relativiste de la o parte a galaxiei la alta, sărind de la un sistem binar de găuri negre la alta. „O civilizație avansată ar putea folosi conceptul de navigație ușoară pentru a atinge viteze relativiste și mișcare extrem de eficientă”, spune el.
Același mecanism poate încetini și nava spațială. Deci, această civilizație avansată este probabil să caute perechi de sisteme binare cu găuri negre care să acționeze ca acceleratori și moderatori.
Calea Lactee conține aproximativ 10 miliarde de sisteme binare cu găuri negre. Dar Kipping observă că probabil va exista doar un număr limitat de traiectorii care le leagă, astfel încât aceste autostrăzi interstelare sunt probabil foarte valoroase.
Desigur, tehnologia necesară pentru exploatarea acestui concept este în prezent dincolo de îndemâna umanității. Astronomii ar trebui însă să-și poată da seama unde se află cele mai bune autostrăzi stelare, precum și să caute tehnosignature ale civilizațiilor care să le poată exploata.
Ilya Khel
