Ави Леб — руководитель проекта “Галилео”, директор-основатель инициативы Гарвардского университета “Черная дыра”, директор Института теории и вычислений Гарвард-Смитсоновского центра астрофизики размышляет об экзотических инопланетных двигателях.
В работе 1957 года космолог Герман Бонди рассмотрел возможность того, что объект с отрицательной массой создаст отталкивающую силу гравитации. Если поместить его рядом с положительной массой, он будет отталкивать ее, но положительная масса будет притягивать отрицательную. Если две массы равны, но противоположных знаков, то такая пара будет бесконечно ускоряться в одном направлении. В то же время, общая кинетическая энергия будет равна нулю, что соответствует принципу сохранения энергии.
Если положительная масса – это планета, подобная Земле, то этот двигатель может ускоряться со скоростью 1g – комфортное ускорение, которое мы ощущаем на поверхности Земли. Наличие пассажиров из материала этой планеты, таких как люди, не требует никаких дополнительных затрат. Ускорение со скоростью 1g в течение одного года приведет к тому, что планета почти достигнет скорости света. Постоянное ускорение в течение нескольких десятилетий позволило бы такой планете пересечь всю Вселенную за время жизни одного поколения пассажиров благодаря замедлению времени, которое происходит на скоростях, близких к скорости света.
Единственным недостающим (но важным) компонентом этого двигателя, который позволил бы нам совершить межзвездное путешествие, является отрицательная масса. Физик Роберт Форвард написал в 1990 году статью о возможностях, которые открывает эта концепция двигателя. В настоящее время я являюсь соавтором работы, в которой показано, как создать объект с отрицательной массой из скалярного поля в соответствии с Общей теорией относительности Альберта Эйнштейна.
Существуют ли другие методы достижения скорости света? Менее гипотетическим подходом является использование светового паруса, а именно тонкой мембраны, толкаемой отраженным светом. В концепции Starshot, для которой я возглавляю научный консультативный совет, полезный груз массой в грамм на парусе размером с человека толкается 100-гигаваттным лазером в течение нескольких минут до доли скорости света на расстояние, в пять раз превышающее расстояние до Луны. В настоящее время НАСА разрабатывает солнечные паруса в качестве футуристического движителя для освоения космоса.
Так вот. Если бы другая цивилизация занималась лазерно-парусным движением массивных полезных грузов между пригодными для жизни планетами, такими как Земля и Марс, мы могли бы засечь вспышку света, когда две планеты ориентированы вдоль нашей линии видимости. В работе 2015 года, написанной совместно с кандидатом наук Джеймсом Гиллохоном, мы рассчитали особенности возникающей вспышки света как интересной инопланетной техно-сигнатуры.
Возможно ли, что световые паруса, подобные Starshot, пролетают рядом с Землей, а мы их не замечаем? Астрономы наводят свои телескопы на астероиды или кометы Солнечной системы, которые движутся в десять тысяч раз медленнее света. Если бы мимо пролетал зонд Starshot, обзорные телескопы, такие как Pan-STARRS, Zwicky Transient Facility или будущая обсерватория Vera C. Rubin, в лучшем случае увидели бы его один раз, и астрономы проигнорировали бы это событие за недостаточностью данных.
Более того, объект размером с человека может быть обнаружен только в том случае, если он столкнется с Землей и вспыхнет огненным шаром в результате трения с атмосферой. В недавней работе, написанной совместно с моим студентом Амиром Сираджем, мы показали, что глобальная сеть из нескольких сотен оптических камер, охватывающих все небо, с временным разрешением в десятые доли миллисекунды будет способна обнаружить метеоры Starshot, движущиеся со скоростью, близкой к скорости света.
Технологический инопланетный зонд, врезающийся в планету, потенциально может сохраниться при входе в атмосферу, если он оснащен парашютом или окружен экранирующей оболочкой. Первые межзвездные метеоры, IM1 и IM2, были обнаружены благодаря их огненным шарам. Если в ходе предстоящей экспедиции по поиску артефакта IM1 на дне океана будет найдено какое-либо оборудование, то мы точно будем знать, что оно было изготовлено внеземной технологической цивилизацией.
Исходя из недавно определенной высоты огненного шара, прочность материала метеора IM1 была в десять раз выше, чем у всех 272 метеоров в каталоге CNEOS. Экстраполяция скорости IM1 в прошлое предполагает, что он двигался в межзвездном пространстве со скоростью 60 километров в секунду, быстрее, чем 95% всех метеоров в окрестностях Солнца. Обычный химический ракетный двигатель мог бы объяснить такую высокую скорость. Предполагаемый двигатель IM1 может представлять собой что-то похожее на наши современные технологии, которые мы используем для межзвездных зондов, таких как Voyager 1 и 2, Pioneer 10 и 11 и New Horizons.
Остается надеяться, что, изучая межзвездные объекты, мы узнаем об экзотических способах приведения их в движение, которые облегчат нам выход в межзвездное пространство.
Читайте также: Ави Леб утверждает, что на Земле может находиться еще один межзвездный объект