어느 날 다른 별 시스템으로 여행하고 첫 번째 로켓과 우주 비행사가 우주로 보내지기 오래 전에 사람들의 열렬한 꿈이 무엇인지 알기위한 아이디어. 그러나 우주 시대가 시작된 이래로 우리가 한 모든 발전에도 불구하고, 성간 여행은 그저 열망 인 꿈으로 남아 있습니다. 이론적 인 개념이 제안되었지만 비용, 이동 시간 및 연료 문제는 여전히 문제가 많습니다.
작은 우주선이 상대적인 속도로 나아가도록 지시 된 에너지와 광선의 사용에 많은 희망이있다. 그러나 성간 항해를 수행 할 수있을만큼 더 큰 우주선을 빠르게 만들 수있는 방법이 있다면 어떨까요? 컬럼비아 대학교의 Cool Worlds 실험실의 리더 인 David Kipping 교수에 따르면 미래의 우주선은 블랙홀의 중력을 사용하여 놀라운 속도에 도달하는 Halo Drive에 의존 할 수 있습니다.
Kipping 교수는 온라인에 게재 된 최근 연구에서이 개념을 설명했습니다 (사전 인쇄는 Cool Worlds 웹 사이트에서도 제공됨). 이 곳에서 Kipping은 우주 탐사로 인해 발생하는 가장 큰 도전 과제를 해결했습니다. 우주 탐사선은 우주선을 태양계 너머로 탐험하는 데 소요되는 시간과 에너지의 양입니다.
Kipping이 Space Magazine에 이메일을 통해 말한 것처럼 :
“성간 여행은 우리가 생각할 수있는 가장 도전적인 기술 중 하나입니다. 합법적으로 성간 여행 인 수백만 년에 걸쳐 별들 사이에서 표류하는 것을 상상할 수는 있지만, 수 세기에 걸쳐 시간 여행을 달성하기 위해서는 상대 론적 추진이 필요합니다.”
키핑이 말한 것처럼 상대 론적 추진 (또는 빛의 속도의 일부로 가속)은 에너지면에서 매우 비쌉니다. 기존 우주선은 이러한 속도에 도달 할 수있는 연료 용량이없고 폭발하는 핵무기가 부족하여 추진력을 생성 할 수 없습니다. – 프로젝트 오리온 (위의 비디오) – 또는 융합 램제트 구축 – a la 프로젝트 Daedalus – 사용 가능한 옵션이 많지 않습니다.
최근에, 성간 임무를 수행하기 위해 광선 및 나노 크래프트를 사용하는 아이디어로 관심이 옮겨졌다. 이것의 잘 알려진 예는 획기적인 스타 샷평생 스마트 폰 크기의 우주선을 알파 센타 우리로 보내는 것을 목표로하는 이니셔티브입니다. 강력한 레이저 어레이를 사용하면 광선이 최대 20 %의 속도로 가속되어 20 년 안에 여행을합니다.
Kipping은“그러나 여기서도 가장 미니멀 한 (그램 질량) 우주선을위한 몇 가지 테라 줄 에너지에 대해 이야기하고있다”고 말했다. “이것은 몇 주 동안 계속되는 원자력 발전소의 누적 에너지 생산량입니다 (그런데 우리는 그렇게 많은 에너지를 저장할 방법도 없습니다)! 이것이 어려운 이유입니다.”
이를 위해 Kipping은“Dyson Slingshot”으로 알려진 수정 된 버전을 제안합니다.이 아이디어는 존경받는 이론 물리학 자 Freeman Dyson (Dyson Sphere의 정신)에 의해 제안되었습니다. 1963 년 책에서 성간 통신 (12 장 :“중력 기계”) 다이슨은 우주선이 소형 이진 별 주위에서 어떻게 속도를 크게 향상시킬 수 있는지 설명했다.
다이슨이 설명했듯이, 중력 보조 작전을 수행 할 소형 이진 시스템 (서로를 공전하는 두 개의 중성자 별)으로 보내지는 배. 이것은 시스템에서 빠져 나오기 전에 이진의 중력에서 우주선의 픽업 속도 (회전 속도의 두 배에 해당하는 속도)로 구성됩니다.
추진을 위해 이런 종류의 에너지를 활용할 전망은 다이슨 시대에 매우 이론적 인 것이었지만 여전히 다이슨은“중력 기계”가 탐험 할 가치가있는 두 가지 이유를 제시했습니다.
“먼저 우리 종이 기하 급수적으로 인구와 기술을 확장한다면 천문학적 규모의 공학이 실현 가능하고 필요할 수있는 먼 미래가 올 수 있습니다. 둘째, 우주의 다른 곳에 이미 존재하는 기술적으로 진보 된 삶의 징후를 찾고 있다면 실제로 진보 된 기술이 어떤 종류의 관찰 가능한 현상을 만들어 낼 수 있는지 고려하는 것이 유용합니다.”
요컨대, 중력 기계는 언젠가 가능 해지면 연구 할 가치가 있으며,이 연구를 통해 그러한 기계가 만들 수있는 기술을 통해 가능한 외계 지능 (ETI)을 발견 할 수 있기 때문입니다. 이를 확대하여 Kipping은 블랙홀, 특히 이진 쌍에서 발견되는 블랙홀이 어떻게 더 강력한 중력 슬링 샷을 구성 할 수 있는지 고려합니다.
이 제안은 2016 년 처음 탐지 된 이후 여러 중력파 신호를 선택한 레이저 간섭계 중력파 천문대 (LIGO)의 최근 성공을 바탕으로 한 것입니다. 이러한 탐지에 기반한 최근의 추정에 따르면, 은하계에만 1 억 개의 블랙홀이 있습니다.
이진이 발생하는 경우, 회전 에너지와 회전 속도의 결과로 엄청난 양의 회전 에너지를 보유합니다. 또한 Kipping 메모와 같이 블랙홀은 중력 거울 역할을 할 수 있습니다. 이벤트 수평선 가장자리로 향한 광자가 구부러져 소스로 곧장 돌아옵니다. Kipping은 다음과 같이 말합니다.
“이진 블랙홀은 실제로 잠재적으로 빠른 속도로 서로를 둘러싸고있는 두 개의 거대한 거울입니다. 후광 구동 장치는 거울이 사용자에게 접근 할 때 광자가 "미러"에서 튀어 오름으로써이를 활용합니다. 광자가 다시 튀어 오르면서 뒤로 밀면서 블랙홀 바이너리 자체에서 일부 에너지를 훔칩니다 (핑퐁 공 던지는 방법에 대해 생각하십시오) 움직이는 벽에 더 빨리 돌아올 것입니다). 이 설정을 사용하면 추진을 위해 이진 블랙홀 에너지를 수확 할 수 있습니다.”
이 추진 방법은 몇 가지 명백한 장점을 제공합니다. 초보자에게는 연료를 사용하지 않고도 상대 속도로 여행 할 수있는 잠재력을 제공하며, 이는 현재 발사체 질량의 대부분을 차지합니다. 은하수를 가로 질러 존재하는 많은 블랙홀이 있으며,이 공간은 상대 론적 우주 여행을위한 네트워크 역할을 할 수 있습니다.
또한 과학자들은 초고속 별의 발견으로 인해 중력 새총의 힘을 이미 목격했습니다. 하버드 스미소니언 천체 물리학 센터 (CfA)의 연구에 따르면이 별들은 은하 합병과 거대한 블랙홀과의 상호 작용의 결과로, 속도에서 10 분의 1에서 3 분의 1로 은하에서 쫓겨납니다. ~ 30,000 ~ 100,000 km / s (18,600 ~ 62,000 mps)
물론이 개념에는 수많은 도전과 몇 가지 단점이 있습니다. 블랙홀의 사건 지평을 뛰어 넘을 수있는 우주선을 건설하는 것 외에도 필요한 정밀도가 엄청나게 있습니다. 그렇지 않으면 선박과 승무원 (있을 경우)이 궁둥이로 빠져 나갈 수 있습니다 블랙홀의. 게다가, 단순히 하나에 도달하는 것의 문제가 있습니다.
“그는 우리가 먼저 이러한 블랙홀 중 하나에 도달해야한다는 점에서 우리에게 큰 단점이 있습니다. 나는 그것을 성간 고속도로 시스템처럼 생각하는 경향이 있습니다. 고속도로를 타려면 일회성 요금을 지불해야하지만 일단 연료를 소비하지 않으면 서 원하는만큼 은하계를 탈 수 있습니다.”
키핑의 다음 논문은 인류가 가장 가까운 블랙홀에 도달하는 방법에 대한 도전이 될 것이라고 지적했다. 그리고 이와 같은 아이디어는 다이슨 스피어 (Dyson Sphere)를 구축하거나 블랙홀을 사용하여 우주선에 전력을 공급하는 것만큼이나 먼 거리에 있지만 미래에 대한 흥미로운 가능성을 제공합니다.
요컨대, 블랙홀 중력 기계의 개념은 인류에게 성간 종이되는 가능한 경로를 제시합니다. 한편,이 개념에 대한 연구는 SETI 연구원들에게 또 다른 가능한 기술을 제공 할 것입니다. 따라서 우리가 스스로 이런 식으로 시도해 볼 수있는 날이 올 때까지, 다른 종들이 이미 그 종을 찌르고 그것을 작동 시켰는지 확인할 수있을 것입니다!
