Поскольку солнечный зонд НАСА достигает рекордных скоростей в космосе, человечество сталкивается с колоссальными проблемами в исследованиях за пределами нашей Солнечной системы. В поисках инновационных методов движения ученые выдвигают теории о создании искусственных черных дыр в качестве потенциальных двигателей для космических кораблей с использованием излучения Хокинга.
Если оно осуществится, это смелое предложение обещает произвести революцию в межзвездных путешествиях. Однако прежде чем оно станет практической реальностью, ему предстоит столкнуться со значительными научными и технологическими препятствиями. На сервере препринтов arXiv опубликовано теоретическое исследование о возможности путешествий с искусственными черными дырами.
Текущие ограничения на скорость космических путешествий
Художественное изображение солнечного зонда НАСА «Паркер», изучающего Солнце. Фото: Лаборатория прикладной физики Университета Джонса Хопкинса (JHUAPL).
Солнечный зонд НАСА «Паркер» установил рекорд в 2023 году, достигнув скорости 635 266 километров в час. Однако эта скорость составляет всего 0,059% скорости света. При таких темпах достижение Проксимы Центавра, находящейся на расстоянии 4,2 световых лет от нас, займет примерно 7700 лет, и для исследования потребуются поколения космических кораблей или роботизированных зондов.
Чтобы исследовать звезды за пределами нашей Солнечной системы, большому космическому кораблю потребуется значительное количество топлива для достижения необходимых скоростей. Существующие методы движения недостаточны для межзвездных путешествий, что заставляет физиков рассматривать альтернативные технологии, такие как варп-двигатели и искусственные черные дыры.
Читать далее:
Концепция и применение искусственных черных дыр
Искусственные черные дыры могут приводить в движение космические корабли, используя излучение Хокинга, испускаемое с их горизонтов событий. Черные дыры обычно образуются, когда массивные звезды разрушаются под собственным весом, но эти дыры звездной массы слишком велики для практического движения космических кораблей.
Первичные черные дыры, потенциально образовавшиеся в ранней Вселенной, могли быть достаточно малы для этой цели. Однако эти черные дыры не были обнаружены, и их существование остается спекулятивным.
Иллюстрация входа космической станции в черную дыру. (Изображение: Точечный йети / Shutterstock.com)
Физики предполагают, что концентрация огромной энергии в крошечной точке может создать искусственную черную дыру — процесс, известный как кугельблиц. Жизнеспособной черной дыре потребуется радиус в несколько аттометров и масса около 1 000 000 тонн. Сбор и концентрация необходимой энергии является серьезной проблемой.
Будучи однажды созданной, черная дыра могла разогнать космический корабль до релятивистских скоростей. Энергию, излучаемую черной дырой, можно было бы использовать с помощью коллекторов или генерировать тягу посредством направленных гамма-лучей. Однако квантовые эффекты могут сделать эту концепцию невозможной.
Перспективы на будущее
Поиск первичных черных дыр, если они существуют, может быть облегчен с помощью нового римского телескопа Нэнси Грейс. Однако его жизнеспособность для космических путешествий остается неопределенной.
Концепция космических кораблей, работающих на черных дырах, хотя и интригует, сталкивается со значительными научными и логистическими проблемами, прежде чем станет реальностью.