Kembali pada tahun 2016, ahli fizik Stephen Hawking dan jutawan Yuri Milner mendedahkan rancangan untuk pergi ke bintang-bintang. Projek Breakthrough Starshot yang disebut adalah program bernilai $ 100 juta untuk mengembangkan dan menunjukkan teknologi yang diperlukan untuk mengunjungi sistem bintang berdekatan. Sasaran berpotensi termasuk Proxima Centauri, sistem sekitar empat tahun cahaya, dengan beberapa eksoplanet, salah satunya serupa dengan Bumi.
Projek Starshot Terobosan
Rancangan Hawking dan Milner adalah untuk membangun ribuan kapal ruang angkasa bersaiz mikrocip kecil dan menggunakan cahaya untuk mempercepatnya ke kecepatan relativistik - iaitu, hampir dengan kelajuan cahaya. Armada yang besar meningkatkan kemungkinan sekurang-kurangnya satu dari mereka tiba dengan selamat. Setiap "cip bintang" dilekatkan pada layar ringan ukuran gelanggang badminton dan kemudian disinari dengan laser darat yang sangat kuat.
Terdapat banyak kelebihan untuk pergerakan laser. Perkara yang paling penting ialah kapal angkasa tidak memerlukan bahan bakar, yang bermaksud mereka tidak boleh membawa muatan tambahan dengan mereka. Juga, dengan mempercepat layar ringan, anda dapat mempercepat perahu hingga 20% kelajuan cahaya. Dalam senario ini, armada akan tiba di Proxima Centauri dalam masa kurang dari 30 tahun.
Laser yang sangat hebat yang diperlukan untuk misi seperti itu sangat sukar dan mahal untuk dikembangkan. Soalan yang jelas timbul: adakah cara lain untuk mencapai kelajuan relativistik?
Hari ini kita mendapat jawapan, berkat karya David Kipping, seorang ahli astronomi di Columbia University di New York. Kipping muncul dengan bentuk katapel gravitasi baru, teknik yang sama yang digunakan NASA untuk mengirim, misalnya, kapal angkasa Galileo ke Musytari. Ideanya adalah untuk mempercepat kapal angkasa dengan menunjuknya di dekat objek besar seperti planet. Oleh itu, kapal angkasa akan mengambil sebahagian daripada kelajuan planet dan mempercepat dengan bantuannya.
Slingshots graviti berfungsi dengan hebat pada badan yang besar. Pada tahun 1960-an, ahli fizik Freeman Dyson mengira bahawa lubang hitam dapat mempercepat kapal angkasa ke kelajuan relativistik. Tetapi kekuatan pada kapal angkasa yang menghampiri objek seperti itu cenderung menghancurkannya.
Video promosi:
Oleh itu, Kipping datang dengan alternatif yang bijak. Ideanya adalah untuk mengarahkan foton di sekitar lubang hitam dan kemudian menggunakan tenaga tambahan yang mereka terima untuk mempercepat cahaya lampu. "Tenaga kinetik lubang hitam dipindahkan ke sinar cahaya dalam bentuk pergeseran biru, dan setelah kembali, foton tidak hanya mempercepat kapal angkasa, tetapi menambahkan tenaga padanya," kata Kipping.
Proses ini bergantung pada medan graviti yang sangat kuat di sekitar lubang hitam. Oleh kerana foton mempunyai jisim kecil, tetapi masih beristirahat, medan ini mampu menangkap cahaya di orbit bulat.
Karya Kipping didasarkan pada orbit yang sedikit berbeza, mengarahkan foton yang dikeluarkan oleh kapal angkasa di sekitar lubang hitam dan kembali lagi - sejenis orbit bumerang. Semasa dalam perjalanan, foton pada bumerang akan menerima tenaga kinetik dari pergerakan lubang hitam.
Tenaga inilah yang dapat mempercepat kapal angkasa yang dilengkapi dengan layar ringan yang sesuai. Kipping memanggil ideanya sebagai "mesin halo". Enjin halo memindahkan tenaga kinetik lubang hitam yang bergerak ke kapal angkasa dengan menggunakan graviti. Lebih-lebih lagi, kapal angkasa tidak menggunakan bahan bakar sendiri dalam proses ini.
Oleh kerana mesin halo menggunakan gerakan lubang hitam, ia paling baik digunakan pada binari di mana lubang hitam mengorbit objek lain. Foton kemudian menerima tenaga dari pergerakan lubang hitam pada titik yang sesuai di orbitnya.
Enjin sedemikian mesti berfungsi dengan jisim yang jauh lebih kecil daripada jisim lubang hitam. Kipping mengatakan mekanisme berukuran planet mungkin dengannya. Oleh itu, peradaban yang cukup maju dapat bergerak dengan kelajuan relativistik dari satu bahagian galaksi ke yang lain, melompat dari satu sistem binari lubang hitam ke bahagian lain. "Peradaban yang maju dapat menggunakan konsep layar ringan untuk mencapai kecepatan relativistik dan pergerakan yang sangat efisien," katanya.
Mekanisme yang sama juga dapat melambatkan kapal angkasa. Oleh itu tamadun maju ini cenderung mencari pasangan sistem binari dengan lubang hitam yang akan bertindak sebagai pemecut dan moderator.
Bima Sakti mengandungi kira-kira 10 bilion sistem lubang hitam binari. Tetapi Kipping menyatakan bahawa kemungkinan hanya ada sejumlah lintasan yang mengaitkannya, jadi lebuh raya antara bintang ini mungkin sangat berharga.
Sudah tentu, teknologi yang diperlukan untuk memanfaatkan konsep ini pada masa ini berada di luar jangkauan umat manusia. Tetapi ahli astronomi harus dapat mengetahui di mana terletaknya lebuh raya bintang terbaik, dan juga mencari teknosignature peradaban yang dapat memanfaatkannya.
Ilya Khel
