Гало-двигатель: как без топлива с помощью черной дыры можно достичь скорости света

Люди когда-нибудь захотят изучить Млечный Путь, но сразу же возникнет проблема со скоростью движения космического корабля. В конце прошлого года солнечной зонд "Паркер" смог набрать самую большую скорость для искусственно созданный объектов. Она составила 635 266 км/час. Но это всего лишь 0,059% скорости света. Что бы добраться с такой скоростью к ближайшей звезде Проксима Центавра, расположенной в 4 световых годах от нас, понадобится примерно 7700 лет. Поэтому ученые ищут способы, каким образом можно достичь скорости света (300 000 км/с) или хотя бы приблизится к ней, чтобы космические корабли могли быстро перемещаться по галактике. На сервере препринтов arXiv представлена статья, которая описывает работу гало-двигателя, способного помочь космическим кораблям летать очень быстро, пишет IFLScience.

У Фокус. Технологии появился свой Telegram-канал. Подписывайтесь, чтобы не пропускать самые свежие и захватывающие новости из мира науки!

Гравитационная помощь планет при полетах в космосе

Для того, чтобы космические аппараты долетели относительно быстро к дальним частям Солнечной системы, они используют гравитационную помощь планет. Когда такой аппарат приближается к планете, то импульс передается от планеты к зонду, что немного его замедляет, а затем позволяет ускориться. То есть аппарат забирает немного кинетической энергии у планеты. Например, для исследования Сатурна аппараты NASA использовали гравитационную помощь Юпитера. А для изучения этой планеты использовалась помощь Венеры и Земли.

Ранее ученые уже предлагали использовать гравитационную помощью нейтронной звезды в двойной системе для того, чтобы космический корабль мог достичь релятивистских скоростей, сравнимых со скоростью света. Но такой полет будет довольно опасным. Авторы статьи предлагают другой способ – нужно запускать лучи света возле черной дыры.

Гало-двигатель

У черных дыр огромная гравитация и даже попавший туда свет не может выйти наружу. Но когда свет проходит через гравитационные колодцы, то он тоже получает энергию. Поскольку свет движется с одной скоростью, он не может набирать или терять скорость, попадая в гравитационный колодец или выходя из него. Когда свет падает в гравитационный колодец, его частота становится выше, и он смещается синюю часть спектра, но свет, который выходит оттуда, смещается в красную часть спектра. Это использует гало-двигатель.

Основная идея заключается в том, что двигатель отправляет луч света в окрестности пары черных дыр, которые вращаются вокруг друг друга до слияния, или одной черной дыры, но с быстрым вращением. Для ускорения космического корабля используется свет с более высокой энергией, смещенный в синюю часть спектра.

По словам авторов статьи, кинетическая энергия черной дыры передается лучу света в виде синего смещения, а по возвращении переработанные фотоны не только ускоряют, но и добавляют энергии космическому кораблю. В результате скорость корабля может составлять примерно 133% скорости вращения черной дыры. Когда свет проходит вокруг черной дыры, он образует гало, поэтому двигатель получил такое название.

Ученые пишут, что космический корабль излучает луч энергии в сторону черной дыры под тщательно выбранным углом, так что луч возвращается к космическому кораблю. Частицы из гало вернуться с более высокой энергией. Затем эта энергия передается космическому кораблю, что придает ему ускорение. Затем гало-двигатель передает кинетическую энергию от движущейся черной дыры космическому кораблю с помощью гравитации.

Масса космического корабля не имеет значение

Авторы считают, что внеземные цивилизации могут использовать такие двигатели для перемещений в космосе без топлива с гравитационной помощью черных дыр. При этом масса космического корабля не имеет большого значения, поскольку она намного меньше массы черной дыры или двух черных дыр. Таким образом даже если корабль будет размером с планету Юпитер, то он все равно сможет набрать скорость сравнимую со скоростью света.

Как уже писал Фокус, скоро мир станет свидетелем одного из самых редких космических событий. Подобные события происходят раз в 5000 –10 000 лет.

Также Фокус писал о том, что астрономы сделали открытие, которое меняет представление о Сатурне. Впервые был обнаружен энергетический дисбаланс на газовом гиганте.