Už v roku 2016 odhalil fyzik Stephen Hawking a miliardár Jurij Milner plán cestovať do hviezd. Takzvaný prielomový projekt Starshot je program vo výške 100 miliónov dolárov na vývoj a demonštráciu technológie potrebnej na návštevu blízkeho hviezdneho systému. Medzi potenciálne ciele patrí Proxima Centauri, systém vzdialený asi štyri svetelné roky, s niekoľkými exoplanetami, z ktorých jeden je podobný Zemi.
Prielomový projekt Starshot
Hawking a Milner plánovali postaviť tisíce malých kozmických lodí veľkosti mikročipov a použiť svetlo na ich zrýchlenie na relativistické rýchlosti - to je blízko rýchlosti svetla. Veľká flotila zvyšuje šance, že aspoň jeden z nich dorazí bezpečne. Každý „hviezdny čip“je pripevnený k ľahkej plachte veľkosti badmintonového kurtu a potom ožiarený extrémne silnými pozemnými lasermi.
Laserový pohyb má mnoho výhod. Najdôležitejšia vec je, že kozmické lode nepotrebujú palivo, čo znamená, že by nemali so sebou brať ďalší náklad. Zrýchlením ľahkej plachty môžete loď zrýchliť na 20% rýchlosti svetla. V tomto scenári príde flotila na Proxima Centauri za menej ako 30 rokov.
Fantasticky výkonné lasery potrebné pre takúto misiu by boli mimoriadne náročné a nákladné na vývoj. Vynára sa zrejmá otázka: Existuje iný spôsob, ako dosiahnuť relativistické rýchlosti?
Dnes máme akúsi odpoveď vďaka práci Davida Kippinga, astronóma na Columbia University v New Yorku. Kipping prišiel s novou formou gravitačného praku, rovnakou technikou, ktorú NASA používala napríklad na odoslanie kozmickej lode Galileo Jupiteru. Cieľom je urýchliť kozmickú loď tak, že ju nasmerujete blízko obrovského objektu, napríklad planéty. Kozmická loď tak odnesie časť rýchlosti planéty a pomocou nej zrýchli.
Gravitačné praky fungujú skvele na veľkých telách. V 60. rokoch 20. storočia fyzik Freeman Dyson vypočítal, že čierna diera môže urýchliť kozmickú loď na relativistické rýchlosti. Sily na vesmírnej lodi, ktorá sa blíži k takémuto objektu, ho však pravdepodobne zničia.
Propagačné video:
Takže Kipping prišiel s inteligentnou alternatívou. Jeho myšlienkou je nasmerovať fotóny okolo čiernej diery a potom použiť dodatočnú energiu, ktorú dostanú, na urýchlenie svetelného toku. „Kinetická energia čiernej diery sa prenáša na lúč svetla vo forme modrého posunu a po návrate fotóny nielen urýchľujú kozmickú loď, ale tiež k nej pridávajú energiu,“hovorí Kipping.
Tento proces závisí od extrémne silného gravitačného poľa okolo čiernej diery. Pretože fotóny majú malú, ale stále pokojnú hmotnosť, je toto pole schopné zachytiť svetlo na kruhovej obežnej dráhe.
Kippingova práca je založená na trochu inej obežnej dráhe, ktorá usmerňuje fotóny emitované kozmickou loďou okolo čiernej diery a späť - druh bumerangovej obežnej dráhy. Počas cestovania dostanú fotóny na bumerangu kinetickú energiu z pohybu čiernej diery.
Práve táto energia môže urýchliť kozmickú loď vybavenú vhodnou ľahkou plachtou. Kipping nazýva jeho nápad „halo motorom“. Halogénový motor prenáša kinetickú energiu pohybujúcej sa čiernej diery do kozmickej lode pomocou gravitácie. Kozmická loď navyše pri tomto procese nespotrebuje žiadne vlastné palivo.
Pretože halo motor používa pohyb čiernej diery, najlepšie sa používa na binárne súbory, v ktorých čierna diera obieha iný objekt. Fotóny potom dostávajú energiu z pohybu čiernej diery na príslušných miestach na svojej obežnej dráhe.
A taký motor musí pracovať s hmotnosťou, ktorá je výrazne menšia ako hmotnosť čiernej diery. Kipping hovorí, že s ním sú možné planétové mechanizmy. Dostatočne pokročilá civilizácia tak môže cestovať relativistickou rýchlosťou z jednej časti galaxie do druhej a skákať z jednej binárnej sústavy čiernych dier do druhej. „Pokročilá civilizácia by mohla pomocou konceptu ľahkej plachty dosiahnuť relativistické rýchlosti a mimoriadne efektívny pohyb,“hovorí.
Rovnaký mechanizmus môže tiež spomaliť vesmírnu loď. Táto pokročilá civilizácia bude pravdepodobne hľadať páry binárnych systémov s čiernymi dierami, ktoré budú pôsobiť ako urýchľovače a moderátory.
Mliečna dráha obsahuje asi 10 miliárd binárnych systémov čiernych dier. Kipping však poznamenáva, že bude pravdepodobne iba obmedzený počet trajektórií, ktoré ich spoja, takže tieto medzihviezdne diaľnice budú pravdepodobne veľmi cenné.
Technológia potrebná na využitie tohto konceptu je, samozrejme, v súčasnosti mimo dosahu ľudstva. Astronómovia však musia byť schopní zistiť, kde sú najlepšie hviezdne diaľnice, ako aj hľadať technické podpisy civilizácií, ktoré ich môžu využívať.
Ilja Khel