Да пратим звездолет – черна дупка, към други галактики?

Теоретиците продължават да размишляват над перспективните междузвездни прелети.

В наши дни, когато дори полетът към съседна планета е доста трудна задача, съвременните технологии не са на нужното ниво, за да извършат прелети между звездите. Но двигател на сингулярност може да промени ситуацията.

Джеф Лий, американски астрофизик, който си сътрудничи с неправителствената изследователска организация Icarus Interstellar, сериозно се замислил как може да бъдат устроени двигателите на бъдещите космически кораби, пренасящи човека между планетни системи и дори галактики. Ученият е представил доклада си на конгреса на Icarus Interstellar по междузвездни прелети.

Днес още сме много далече от междузвездните прелети. Засега дори полетът на хора на Марс и връщането им на Земята е непосилна задача, а Червената планета е най-близка до нас. Ако си представим Космоса в мащаб и обозначим разстоянието от Земята до Слънцето на 2,5 сантиметра, то най-близката до Слънчевата система звезда Проксима Центавър ще се окаже отдалечена на 7 километра от Земята.

Сондата Вояджър 1 би преодоляла това разстояние за 80 000 години. За да долетим до Проксима Центавър за срок, по-кратък от продължителността на човешки живот, се изисква по-съвършен двигател, например термоядрен. Необходимо е движение с 10% от скоростта на светлинната (което е хиляда пъти повече, отколкото скоростта на „Вояджър 1“), и тогава до най-близката звезда може да се стигне „само“ за 45 години.

Енергията, за която става дума, все още е немислима за човека. Всеки половин килограм от звездолета, придвижващ се със скорост само 0,1% от светлинната, ще притежава кинетична енергия, три пъти превишаваща енергията на най-мощния ядрен взрив, сътворен от човека. Впрочем такива енергии теоретично са постижими.

През 1955 г. изследователят на феномена черни дупки и автор на този термин Джон Уилър публикувал интересна научна статия. Уилър въвел термина „кугелблиц“ (Kugelblitz), който буквално се превежда от немски като „кълбовидна мълния“, и го пояснил по следния начин:

Ако достатъчно чиста енергия може да бъде фокусирана в област от пространството, то ще се образува микроскопична черна дупка, която може да бъде описана от уравненията на Шварцшилд.

По-късно световноизвестният космолог Стивън Хокинг описал квантово-механичните ефекти, възникващи на хоризонта на събитията на черната дупка, и издигнал теорията, че някои частици все пак могат да напуснат пределите на загиналата звезда. Колкото по-малка е черната дупка, толкова по-голяма е мощността на нейното лъчение (потокът частици е получил наименованието „лъчение на Хокинг“), но е по-кратък нейният живот, тъй като тя постепенно се „изпарява“.

Обединявайки двете работи – на Хокинг и Уилър, Лий стигнал до извода,че корабите за междузвездни прелети могат да работят благодарение на енергията на кугелблиц на Шварцшилд – миниатюрна черна дупка с висока мощност на лъчение. Такъв източник на енергия трябва да има размери, по-малки от тези на протона, но неговата маса да е еквивалентна на масата на два небостъргача. Изходната мощност на такъв кугелблиц ще бъде не по-малко от 129 петавата (1петават = 1000 теравата = 1 000 000 гигавата).

За пет години функциониране кугелблиц звездолетът ще може да развие скорост, 4% от светлинната, след което източникът му на енергия ще се изчерпи. Затова идеята изисква допълнение.

Според Лий конструкцията на звездолета на бъдещето трябва да предвижда още един елемент – миниатюрна сфера на Дайсън. Този все още хипотетичен проект, предложен през 1960 година от физика Фриймън Дайсън, подразбира построяването около звездата на сфери с радиус една астрономическа единица (средното разстояние от Земята до Слънцето) за получаване на практически неизчерпаем запас енергия.

Смята се, че развита цивилизация отдавна трябва да е построила такава „шапка“ около своята звезда, а това значи, че по необикновеното топлинно излъчване от звездите може да се търсят братя по разум.

Сферата на Дайсън за кугелблиц звездолета трябва да е значително по-малка. И все пак при конструирането ѝ всичко трябва да се изчисли стриктно. Ако сферата се направи да речем от титан, то погълнатата енергия от гама-лъчите на кугелблица, ще разтопи метал на разстояние 30 км от обекта на лъчение. Но ако се разшири сферата до 33 км, то разтопяване няма да има.

Дебелината и диаметърът на сферата трябва да бъдат оптимизирани за максимално ускорение. Голямата дебелина и големият диаметър ще увеличат количеството погълнато лъчение, но ще забавят звездолета поради прекалено голямата маса на конструкцията.

А ако „покривът“ се постави прекалено далече, то той ще погълне прекалено малко лъчение и ще даде малко тяга.

Лий предлага не само писателите фантасти, но и учените и инженерите да се замислят над тази идея и да започнат работа над създаването на кугелблиц и сфери за него. Възможно е именно тази идея да доведе до това в близко бъдеще хората да могат да се отправят на междузвездно пътешествие.