Изстрелване на лазери към черни дупки: космическо пътуване със скоростта на светлината

Астроном от Колумбийския университет има ново предположение за това как хипотетични извънземни цивилизации могат да навигират без да ги виждаме в нашата галактика.

Идеята е футуристичен ъпгрейд на техника, която НАСА използва от десетилетия.

Теоретично космически апарат може да лети в нашата слънчева система, използвайки т.нар. „гравитационни кладенци“, като прашки, изстрелващи го в желаната посока.

Това става, като корабът навлиза в орбита около дадена планета или луна, приближава се възможно най-близо до нея, за да набере скорост, а след това използва тази добавена енергия, за да пътува още по-бързо към желаната дестинация.

По този начин космическият кораб изсмуква малка част от инерцията на планетата движеща се през пространството, макар че ефектът е толкова минимален, че е почти невъзможно да се забележи и измери.

Същите основни принципи действат и в интензивните гравитационни кладенци около черни дупки, които огъват не само орбитите на твърди обекти, но и светлината.

Ако фотон или частица светлина, влезе в определен район в близост до черна дупка, той ще направи една частична обиколка около черната дупка и ще се върне в същата посока от която е дошъл. Физиците наричат тези региони „гравитационни огледала“ и фотоните, които те отхвърлят обратно „фотони бумеранг“.

Фотоните бумеранг вече се движат със скоростта на светлината, така че те не набират скорост от обиколката си около черната дупка. Но те набират енергия. Тази енергия е под формата на увеличена дължина на вълната на светлината, а отделните фотонни „пакети“ носят повече енергия, отколкото са имали, когато са влезли в „огледалото“. Това отнема на черната дупка част от инерцията.

В статия, публикувана в изданието arXiv на 11 март Дейвид Кипинг, астроном от Колумбийския университет в САЩ, обяснява как междузвезден космически кораб може да изстреля лазер в гравитационното огледало на бързо движеща се черна дупка в бинарна система от черни дупки.

Когато заредените с нова енергия фотони от лазера се завърнат обратно, космическият кораб може да ги абсорбира отново и да превърне цялата тази допълнителна енергия в движение, след това отново да изстреля фотони в огледалото.

Тази система, която Кипинг нарича „ореол“, има голямо предимство пред по-традиционните теории за пътувания със скоростта на светлината, защото практически не се нуждае от масивен източник на гориво.

Сегашните предложения за теоретични пътувания със скоростта на светлината изискват повече енергия за ускоряване на космическия апарат до „релативистични“ скорости (което означава значителна част от скоростта на светлината), отколкото човечеството е произвело за цялата си история.

Със задвижване с „ореол“, цялата тази енергия може просто да бъде изсмукана от черна дупка, а не да се генерира от източник на гориво.

Този начин на задвижване би имал граници, пише Кипинг – в даден момент космическият кораб ще се движи толкова бързо от черната дупка, че няма да може да погълне достатъчно светлина, за да добави допълнителна скорост. Възможно е да се реши и този проблем, като се премести лазерът от космическия кораб на близка планета, отбелязва ученият, и точно да се насочи целта на лазера, така че да излезе от гравитационния кладенец на черната дупка, за да се върне на космическия кораб. Но без да се абсорбира лазерната светлина, планетата ще трябва да използва гориво, за да генерира непрекъснато нови лъчи, и в крайна сметка ще изчезне.

Една цивилизация може да използва подобна система, за да навигира в Млечния път дори в този момент, пише Кипинг. Със сигурност има достатъчно черни дупки, които да захранват движението на космически кораб със скоростта на светлината.

Ако е така, тази цивилизация може да изтръгне толкова много енергия от черните дупки, че да се смеси с орбитите им, а ние бихме могли да открием признаците на извънземна цивилизация от получаваните ексцентрични орбити на бинарните черни дупки.

И ако няма друга цивилизация, която да прави това сега, добавя Кипинг, може би човечеството може да бъде първата цивилизация, която да се движи по този начин … някой ден.