Bu görselleştirme, yüksek hızı etraflarında sallanan lazer ışığını artırabilecek iki birleşen kara delikleri gösterir.
(Resim: © NASA'nın Goddard Uzay Uçuş Merkezi)
Gelecekteki uzay gemileri, yıldızları keşfetmek için kara delikleri güçlü fırlatma rampası olarak kullanabilir.
Yeni bir çalışma, bir kara deliğin etrafında eğilen ve bir uzay aracını ışık hızına yakın itmeye yardımcı olmak için ek enerji ile geri gelecek olan lazer ışınlarını ateşlemeyi öngörüyor. Gökbilimciler, yabancı medeniyetlerin çalışma dublajı gibi böyle bir "halo dürtüsü" kullandığına dair işaretler arayabilirler, kara delik çiftlerinin beklenenden daha sık birleşip birleşmediğini görerek.
İnceleme yazarı New York'taki Columbia Üniversitesi'nde astrofizikçi olan David Kipping, "oyuncunun zihniyeti" dediği şeyle hale sürüşü fikrini ortaya attı.
Kipping, Space.com'a yaptığı açıklamada, "Bazen bir bilgisayar oyununda bir 'istismar' bulursunuz, aksi takdirde oyunun kuralları tarafından yasaklanacak olan aşırı bir şey yapmanıza izin verir. "Bu durumda, oyun fiziksel dünyadır ve bir medeniyetin saf bir şekilde üstlenebileceği büyük enerji masrafı olmadan galakside göreceli bir uçuş gerçekleştirmesini sağlayacak istismarları düşünmeye çalıştım."
Uzayda uçmak için roketler kullanmanın en önemli zorluklarından biri yanlarında taşıdıkları itici güç kütlesi var. Uzun yolculuklar çok fazla iticiye ihtiyaç duyar, bu da roketleri ağırlaştırır, bu da daha fazla itici gerektirir, roketleri daha da ağırlaştırır vb. Bu problem, roket büyüdükçe katlanarak kötüleşiyor.
Bununla birlikte, itme için itici gaz taşımak yerine, ayna benzeri yelkenlerle donatılmış uzay aracı, onları dışarı itmek için lazerlere güvenebilir. 100 milyon dolar Atılım Starshot girişimi, 2016 yılında duyurulan, uzay gemisinin sürülerini en yakın yıldız sistemi olan Alpha Centauri'ye ışık hızının yüzde 20'sine kadar itmek için güçlü lazerler kullanmayı planlıyor.
Breakthrough Starshot'ın başlatmayı hedeflediği uzay aracının her biri sadece bir mikroçip büyüklüğündedir. Daha büyük uzay gemilerini göreceli hızlara - ışık hızının önemli bir kısmına - hızlandırmak için Kipping yerçekimi yardımını aradı.
Uzay aracı artık düzenli olarak bir gezegen veya ay gibi bir cismin yerçekiminin damarları uzaya fırlattığı ve hızlarını artırdığı "sapan manevraları" kullanmaktadır. 1963'te ünlü fizikçi Freeman Dyson, herhangi bir büyüklükteki uzay gemilerinin göreli hızlarda uçmak için kompakt beyaz cüceler veya nötron yıldız çiftleri etrafındaki sapan manevralarına güvenebileceğini önerdi. (Dyson, Dyson küresigelişmiş bir medeniyete güç vermek için enerjisini olabildiğince fazla yakalamak için bir yıldızı içine alan bir mega yapı.)
Bununla birlikte, bir "Dyson sapanı", aşırı yerçekimi kuvvetleri ve bu ölü yıldız çiftlerinden tehlikeli radyasyon yoluyla bir uzay aracına zarar verme riskini taşır. Bunun yerine, Kipping, yerçekiminin kara deliklerin kenarlarına ateşlenen lazer ışınlarının enerjisini artırarak uzay gemilerine yardımcı olabileceğini düşündürmektedir.
Karadelikler o kadar güçlü yerçekim alanlarına sahiptir ki, yeterince yakın olduğunda, hatta ışık olmadığında hiçbir şey onlardan kaçamaz. Yerçekimi alanları, deliklere düşmeyen ışık fotonlarının yollarını da bozabilir.
1993 yılında fizikçi Mark Stuckey, karadeliğin prensip olarak "yerçekimi aynası" gibi davranabileceğini, karadeliğin yerçekiminin kaynağında geri uçabilmesi için bir fotonu saplayabileceğini öne sürdü. Kipping, bir karadelik bir fotonun kaynağına doğru hareket ederse, "bumerang fotonunun" karadeliğin enerjisinin bir kısmını sifonlayacağını hesapladı.
Bir kara delik etrafında yaratacağı ışık halkası olarak adlandırılan "halo sürücüsü" adını verdiği şeyi kullanarak Kipping, Jüpiter'in kütlesiyle uzay gemilerinin bile göreceli hızlara ulaşabileceğini buldu. "Bir medeniyet galaktik geçiş noktaları olarak kara deliklerden yararlanabilir," diye yazdı bir çalışma British Interplanetary Society Dergisi tarafından kabul edildi ve arXiv preprint sunucusunda 28 Şubat'ta ayrıntılı çevrimiçi olarak yayınlandı.
Bir kara delik ne kadar hızlı hareket ederse, bir hale sürüşü o kadar fazla enerji çekebilir. Bu şekilde, Kipping büyük ölçüde birleşme öncesinde birbirine doğru ilerleyen kara delik çiftlerini kullanmaya odaklandı.
Gökbilimciler, yabancı uygarlıkların böyle bir motorla seyahat için kara delik çiftlerini kullandığına dair işaretler arayabilirler. Örneğin, halo sürücüler bu tür enerjiyi etkili bir şekilde çalacaktır ikili kara delik sistemleriKipping, kara delik çiftlerinin doğal olarak görmeyi beklediklerinin üzerinde birleşme oranlarını artırdığını söyledi.
Bulguları, göreli hızlarda birbirinin etrafında dönen karadelik çiftlerinin artışlarına dayanıyordu. Samanyolu'nda tahmini 10 milyon çift kara delik olmasına rağmen, Kipping, nispeten hızlı bir şekilde birleşecekleri için uzun süreler boyunca göreli hızlarda yörüngede kaldıklarını kaydetti.
Yine de, izole, dönen karadeliklerin göreceli hızlarda halo sürücülerini de başlatabileceğini belirtti ve "zaten göreceli, dönen süper kütleli karadeliklerin sayısız örneğini zaten biliyoruz."
Bir halo sürücüsünün en büyük dezavantajı, "bir kişinin en yakın kara deliğe gitmesi gerektiği" olacaktır. Diyerek şöyle devam etti: "Karayolu sistemine binmek için bir kerelik ücret ödemeniz gerekiyor. En yakın erişim noktasına ulaşmak için biraz enerji ödemeniz gerekiyor, ancak bundan sonra istediğiniz kadar ücretsiz gezebilirsiniz."
Halo tahriki sadece bir kara deliğin yakınında, kara deliğin çapının yaklaşık beş ila 50 katı kadar çalışır. Kipping, "Bu yüzden önce en yakın kara deliğe gitmelisiniz ve [neden] bunu sadece ışık yılı boyunca yapamazsınız," dedi. "Hala ilk önce karayolu sistemine binmek için yakındaki yıldızlara seyahat etmenin bir yolunu istiyoruz.
"Göreli uçuş yapmak istiyorsak, hangi tahrik sistemini kullanırsanız kullanın çok büyük enerji seviyeleri gerektirir." "Bunu atlatmanın bir yolu, kelimenin tam anlamıyla sahip oldukları için astronomik nesneleri güç kaynağınız olarak kullanmaktır astronomik enerji seviyeleri onların içinde. Bu durumda, kara delikli ikili aslında ona dokunmamızı bekleyen dev bir pildir. Fikir doğaya karşı değil doğaya karşı çalışmaktır. ”
Kipping şimdi göreli uçuş için diğer astronomik sistemlerden yararlanmanın yollarını araştırıyor. Kipping, bu tür tekniklerin "halo-drive yaklaşımı kadar etkili veya hızlı olmayabilir, ancak bu sistemler bu yolculuklar için gereken derin enerji rezervlerine sahiptir." Dedi.
- Cataclysm Avcıları: Çift Kara Delik Ara
- Kütleçekimsel Dalga Dedektörleri ile Görülen Çift Kara Delik Çarpışması
- Lazer Tahrik: Vahşi Fikir Sonunda Parlayabilir
