Гало-двигун: як без палива за допомогою чорної діри можна досягти швидкості світла

Люди коли-небудь захочуть вивчити Чумацький Шлях, але відразу ж виникне проблема зі швидкістю руху космічного корабля. Наприкінці минулого року сонячний зонд "Паркер" зміг набрати найбільшу швидкість для штучно створених об'єктів. Вона склала 635 266 км/год. Але це всього лише 0,059% швидкості світла. Щоб дістатися з такою швидкістю до найближчої зірки Проксима Центавра, розташованої за 4 світлових роки від нас, знадобиться приблизно 7700 років. Тому вчені шукають способи, яким чином можна досягти швидкості світла (300 000 км/с) або хоча б наблизиться до неї, щоб космічні кораблі могли швидко переміщатися по галактиці. На сервері препринтів arXiv представлена стаття, яка описує роботу гало-двигуна, здатного допомогти космічним кораблям літати дуже швидко, пише IFLScience.

У Фокус. Технології з'явився свій Telegram-канал. Підписуйтесь, щоб не пропускати найсвіжіші та найзахопливіші новини зі світу науки!

Гравітаційна допомога планет під час польотів у космосі

Для того, щоб космічні апарати долетіли відносно швидко до далеких частин Сонячної системи, вони використовують гравітаційну допомогу планет. Коли такий апарат наближається до планети, то імпульс передається від планети до зонда, що трохи його уповільнює, а потім дає змогу прискоритися. Тобто апарат забирає трохи кінетичної енергії у планети. Наприклад, для дослідження Сатурна апарати NASA використовували гравітаційну допомогу Юпітера. А для вивчення цієї планети використовувалася допомога Венери і Землі.

Раніше вчені вже пропонували використати гравітаційну допомогою нейтронної зірки у подвійній системі для того, щоб космічний корабель міг досягти релятивістських швидкостей, порівнянних зі швидкістю світла. Але такий політ буде досить небезпечним. Автори статті пропонують інший спосіб — потрібно запускати промені світла біля чорної діри.

Гало-двигун

У чорних дір величезна гравітація, і навіть світло, що потрапило туди, не може вийти назовні. Але коли світло проходить через гравітаційні колодязі, то воно теж отримує енергію. Оскільки світло рухається з однією швидкістю, воно не може набирати або втрачати швидкість, потрапляючи в гравітаційний колодязь або виходячи з нього. Коли світло падає в гравітаційний колодязь, його частота стає вищою, і воно зміщується на синю частину спектра, але світло, яке виходить звідти, зміщується на червону частину спектра. Це використовує гало-двигун.

Основна ідея полягає в тому, що двигун відправляє промінь світла в околиці пари чорних дір, які обертаються навколо одна одної до злиття, або однієї чорної діри, але зі швидким обертанням. Для прискорення космічного корабля використовується світло з вищою енергією, зміщене в синю частину спектра.

За словами авторів статті, кінетична енергія чорної діри передається променю світла у вигляді синього зсуву, а після повернення перероблені фотони не тільки прискорюють, а й додають енергії космічному кораблю. У результаті швидкість корабля може становити приблизно 133% швидкості обертання чорної діри. Коли світло проходить навколо чорної діри, воно утворює гало, тому двигун отримав таку назву.

Науковці пишуть, що космічний корабель випромінює промінь енергії в бік чорної діри під ретельно обраним кутом, так що промінь повертається до космічного корабля. Частинки з гало повернуться з більш високою енергією. Потім ця енергія передається космічному кораблю, що надає йому прискорення. Потім гало-двигун передає кінетичну енергію від рухомої чорної діри космічному кораблю за допомогою гравітації.

Маса космічного корабля не має значення

Автори вважають, що позаземні цивілізації можуть використовувати такі двигуни для переміщень у космосі без палива з гравітаційною допомогою чорних дір. При цьому маса космічного корабля не має великого значення, оскільки вона набагато менша за масу чорної діри або двох чорних дір. Таким чином навіть якщо корабель буде розміром з планету Юпітер, то він все одно зможе набрати швидкість, порівнянну зі швидкістю світла.

Як уже писав Фокус, скоро світ стане свідком однієї з найрідкісніших космічних подій. Подібні події відбуваються раз на 5000 -10 000 років.

Також Фокус писав про те, що астрономи зробили відкриття, яке змінює уявлення про Сатурн. Вперше було виявлено енергетичний дисбаланс на газовому гіганті.