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外星人可能会在黑洞射击激光来旅行银河系

2019-3-16@艾米

外星人可能会在黑洞射击激光来旅行银河系

哥伦比亚大学的一位天文学家对假设中的外星文明如何在我们的星系中无形地航行有了新的猜测:在二元黑洞 (相互环绕的两个黑洞) 发射激光。

这个想法是NASA几十年来使用的一种技术的未来升级。

现在,飞船已经用重力井作为弹弓在我们的太阳系中航行了。飞船本身进入围绕行星运行的轨道,将自己尽可能靠近行星或月球以提速,然后利用增加的能量更快地向下一个目的地行进。在这样做的过程中,它会在太空中带走行星动量的一小部分 – 然而影响非常小,几乎不可能注意到。

同样的基本原理也适用于黑洞周围的强引力井,黑洞不仅弯曲固体物体的路径,还弯曲光本身。如果光子或光粒子进入黑洞附近的特定区域,它将围绕黑洞进行一次局部回路,然后以完全相同的方向被抛回。物理学家将这些区域称为“引力镜”,而它们反射回来的光子为“回旋镖光子”。

回旋镖光子已经以光速移动,所以它们不会从绕黑洞的旅行中获得任何速度。但他们确实能吸收能量。这种能量采取光的波长增加的形式,并且单个光子“包”携带的能量比它们进入镜子时的能量更多。

这对黑洞来说是一个损失,消耗了它的一些动量。

在3月11 日发表在预印本期刊《arXiv》上的一篇论文中,哥伦比亚天文学家David Kipping提出,星际太空船可以在二元黑洞系统中快速移动的黑洞的重力镜上发射激光。当激光中新激发的光子反弹回来时,它可以重新吸收它们,并将所有额外的能量转换成动量 – 然后再次将光子射回镜子。(参见《科学家说,我们可以利用黑洞为星际旅行提供动力》

这个系统,Kipping称之为“光环驱动器”,比传统的光帆有很大的优势:它不需要大量的燃料来源。目前的光帆计划需要更多的能量来加速航天飞机达到“相对论”速度(意味着光速的很大一部分),这比人类在其整个历史上所产生的速度要快。

通过光环驱动,所有的能量都可以从黑洞中抹去,而不是从燃料源产生。

光环驱动器会有限制 – 在某一点上,飞船会如此迅速地远离黑洞,以至于它无法吸收足够的光能来增加额外的速度。他指出,通过将激光从宇宙飞船上转移到附近的行星上解决这个问题是可能的,只要精确地瞄准激光,它就会从黑洞的引力中冒出来,击中宇宙飞船。但是,如果没有重新吸收激光,行星将不得不燃烧燃料以不断产生新的光束,并最终会消失。

Kipping写道,一个文明可能正在使用这样的系统航行于银河系。外面肯定有足够的黑洞。如果是这样的话,那个文明可能会从黑洞中榨取这么大的动力,以至于它会扰乱它们的轨道,我们可能会从二元黑洞的偏心轨道上探测到外星文明的迹象。

如果世界上没有其他文明这样做,也许人类会是第一个。

本文源自 Live Science ,由米粮仓 艾米 基于创作共用协议(CC BY-NC)发布。

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