Još 2016. godine fizičar Stephen Hawking i milijarder Jurij Milner otkrili su plan putovanja prema zvijezdama. Takozvani projekt Breakthrough Starshot program je vrijedan 100 milijuna dolara za razvoj i demonstraciju tehnologije potrebne za posjet obližnjem zvjezdanom sustavu. Potencijalni ciljevi uključuju Proxima Centauri, sustav udaljen oko četiri svjetlosne godine, s nekoliko egzoplaneta, od kojih je jedan sličan Zemlji.
Proboj Starshot projekt
Hawkingov i Milnerov plan bio je izgraditi tisuće sićušnih svemirskih brodova mikročipa i koristiti svjetlost kako bi ih ubrzali do relativističke brzine - to jest, bliske brzini svjetlosti. Velika flota povećava šanse da će barem jedan od njih stići sigurno. Svaki "zvjezdani čip" pričvršćen je na lagano jedro veličine dvora za badminton, a zatim je ozračen izuzetno snažnim zemaljskim laserima.
Postoje mnoge prednosti laserskog kretanja. Najvažnije je da svemirski brodovi ne trebaju nikakvo gorivo, što znači da ne bi trebali sa sobom uzimati dodatni teret. Također, ubrzavanjem svjetlosnog jedra možete brod ubrzati do 20% brzine svjetlosti. Prema tom scenariju, flota će u Proxima Centauri stići za manje od 30 godina.
Posebno je teško i skupo razvijati fantastično moćne lasere potrebne za takvu misiju. Postavlja se očito pitanje: postoji li drugi način postizanja relativističke brzine?
Danas imamo svojevrsni odgovor, zahvaljujući radu Davida Kippinga, astronoma sa Sveučilišta Columbia u New Yorku. Kipping je smislio novi oblik gravitacijskog praćka, istu tehniku kojom je NASA služila za slanje, na primjer, svemirske letjelice Galileo na Jupiter. Ideja je ubrzati svemirsku letjelicu usmjeravajući je u blizini ogromnog objekta poput planete. Tako će svemirska letjelica oduzeti dio planete brzinu i ubrzati uz njegovu pomoć.
Gravitacijski pragovi izvrsno djeluju na masivnim tijelima. Šezdesetih godina, fizičar Freeman Dyson izračunao je da crna rupa može ubrzati svemirski brod do relativističkih brzina. Ali snage na svemirskom brodu koji se približava takvom objektu vjerojatno će ga uništiti.
Promotivni video:
Tako je Kipping smislio pametnu alternativu. Njegova je ideja usmjeriti fotone oko crne rupe, a zatim iskoristiti dodatnu energiju koju dobivaju za ubrzavanje svjetlosnog vela. "Kinetička energija crne rupe prenosi se u snop svjetlosti u obliku plavog pomaka, a nakon povratka fotoni ne samo da ubrzavaju svemirski brod, već mu dodaju i energiju", kaže Kipping.
Taj proces ovisi o izuzetno moćnom gravitacijskom polju oko crne rupe. Budući da fotoni imaju malu, ali još uvijek masu mirovanja, ovo je polje sposobno zarobiti svjetlost u kružnoj orbiti.
Kippingov rad zasnovan je na malo drugačijoj orbiti, usmjeravajući fotone koje svemirski brod emitira oko crne rupe i natrag - svojevrsne orbite bumeranga. Dok putuju, fotoni na bumerangu dobit će kinetičku energiju od pokretanja crne rupe.
Upravo ta energija može ubrzati svemirsku letjelicu opremljenu odgovarajućim svjetlosnim jedrom. Kipping svoju ideju naziva "halo motorom". Halo motor prenosi kinetičku energiju pokretne crne rupe u svemirski brod pomoću gravitacije. Štoviše, svemirska letjelica u ovom procesu ne troši ništa vlastitog goriva.
Budući da halo motor koristi kretanje crne rupe, najbolje je primijeniti na binarne datoteke u kojima crna rupa orbitira drugim predmetom. Tada fotoni primaju energiju iz kretanja crne rupe u odgovarajućim točkama njene orbite.
A takav motor mora raditi s bilo kojom masom koja je znatno manja od mase crne rupe. Kipping kaže da su s njim mogući mehanizmi veličine planeta. Dakle, dovoljno napredna civilizacija može putovati s relativističkim brzinama iz jednog dijela galaksije u drugi, preskačući iz jednog binarnog sustava crnih rupa u drugi. "Napredna civilizacija mogla bi upotrijebiti koncept lakog jedra za postizanje relativističkih brzina i izuzetno učinkovitog kretanja", kaže on.
Isti mehanizam može i usporiti svemirsku letjelicu. Dakle, ova će napredna civilizacija vjerojatno tražiti parove binarnih sustava s crnim rupama koji će djelovati kao akceleratori i moderatori.
Mliječni put sadrži oko 10 milijardi binarnih sustava crnih rupa. Ali Kipping napominje da će vjerojatno postojati samo ograničen broj putanja koje ih vežu, tako da će ove međuzvjezdane autoceste vjerojatno biti vrlo vrijedne.
Naravno, tehnologija potrebna za iskorištavanje ovog koncepta trenutno je izvan dosega čovječanstva. Ali astronomi bi trebali biti u stanju shvatiti gdje se nalaze najbolje zvjezdane autoceste, kao i tražiti tehnoznake civilizacija koje ih mogu iskoristiti.
Ilya Khel