Путеводитель устойчивого путешественника по галактике

Понимание того, как могут путешествовать инопланетяне, поможет нам узнать, где искать жизнь.

Отредактировано 2023-25-06
струя чёрной дырыОтличная поездка, если вы сможете туда добраться. Развитые цивилизации могут улететь на струях черных дыр в центре некоторых галактик.

Трансатлантическое путешествие Греты Тунберг показало всему миру, что для межконтинентальных путешествий не обязательно использовать ископаемое топливо. Используя свободно распространяемую энергию ветра, 16-летняя шведка смогла проплыть около 3500 миль от Великобритании до Нью-Йорка, не потратив при этом ни унции бензина или дизельного топлива. Но за то, что она выиграла в энергии, она заплатила временем. Путешествие, которое большинство авиапассажиров совершают за семь-восемь часов, заняло у нее и ее команды две недели.

Желание свести к минимуму выбросы углекислого газа побудило Танберга выбрать неординарный способ передвижения, но экономически мыслящие инопланетяне, желающие сберечь энергию, могут пойти на подобные жертвы, согласно еще не прошедшему экспертную оценку исследованию, опубликованному на сайте arxiv на прошлой неделе. Вместо того, чтобы пытаться пересечь невообразимо огромные пропасти между звездами с помощью газовых ракет или приводов из антиматерии, чрезвычайно развитые цивилизации могли бы использовать энергию некоторых из самых бурных вспышек природы - например, умирающих звезд и хищных черных дыр - и плыть на всплесках света и частиц, которые они испускают, подобно тому, как Танберг плыл на трансатлантических ветрах.

"По сути, вы готовы ждать долгое время, - говорит Манасви Лингам, астробиолог из Технологического института Флориды, соавтор работы, - но бонусом будет то, что вы сможете путешествовать на очень высоких скоростях".

Двум межпланетным миссиям NASA, Voyager и New Horizons, потребовалось около десяти лет, чтобы достичь более отдаленных целей в Солнечной системе, двигаясь со скоростью примерно десять миль в секунду. Чтобы добраться до ближайшей звезды на таких скоростях, потребуется почти 100 000 лет. Мечтатели с меньшим терпением говорят, что фокус в том, чтобы отказаться от тяжелого топлива в пользу крошечных легких парусов, управляемых мощными лазерами. Теоретически флотилия таких мини-зондов может двигаться со скоростью, составляющей пятую часть скорости света, и достичь ближайшей звезды за два десятилетия, но для этого потребуется 100 гигаватт - общая мощность восьми крупнейших электростанций Земли (включая китайскую плотину "Три ущелья" и американскую плотину Гранд-Кули) вместе взятых.

Тем временем различные космические катаклизмы - от взрывающихся звезд до черных дыр, извергающих струи света и других частиц, - просто выбрасывают энергию в космос. Зачем вырабатывать собственную энергию, если можно воспользоваться бесплатной, задаются вопросом Лингам и его коллега Ави Лоеб, физик из Гарвардского университета. При наличии чрезвычайно развитой технологии космические корабли с легким парусом (такой вид транспорта в настоящее время тестируется на околоземной орбите) могли бы "кататься" на необычайно ярком выходе сверхновой благодаря крошечным толчкам от частиц света, предположил Лоеб в недавнем блоге в Scientific American. Теперь в новой публикации Лингам и Лоеб проверили свою интуицию на практике, рассчитав, с какой скоростью различные виды парусов могут двигаться, оседлав волны различных природных явлений.

Они обнаружили, что максимальная скорость космического корабля сильно варьируется в зависимости от теоретического источника энергии. Сверхновая звезда, например, может сиять с яркостью миллиарда солнц, но может разогнать легкий парус лишь до одной десятой скорости света (при условии, что инопланетяне начнут свое путешествие достаточно далеко от взрыва, чтобы корабль никогда не нагревался выше 80 градусов по Фаренгейту).

Цивилизации, которым посчастливилось оказаться вблизи сверхмассивной черной дыры в центре галактики, могли бы путешествовать быстрее. Когда газ, пыль и улетевшие звезды устремляются внутрь к черной дыре, их энергия может высвобождаться в виде мощных струй - одних из самых ярких объектов во Вселенной. Опираясь на эти струи, световой парус может разогнать космический корабль до 90 или даже 99 процентов скорости света, достаточно быстро, чтобы отважные мореплаватели достигли соседней галактики всего за миллион лет. Это может показаться долгим сроком, говорит Лингам, но это не так уж и плохо по сравнению с тем, что такое же путешествие на ракете займет примерно возраст Вселенной.

Конечно, такие расчеты доводят фразу "легче сказать, чем сделать" до новых крайностей. Лингам подчеркивает, что данное исследование носит чисто концептуальный характер и не решает такие досадные инженерные задачи, как создание корабля, способного выдержать бомбардировку сверхновой звезды или сохранять идеальную ориентацию при ударах струи черной дыры. Они рассмотрели сопротивление межзвездных частиц, которые могут остановить корабль, плывущий в штиль между взрывами, и обнаружили, что простые меры, такие как складывание паруса после начального ускорения, могут увеличить дальность полета корабля с нескольких световых лет до тысяч.

Еще один недостаток метода транспортировки заключается в том, что такие космические катастрофы не так-то просто пережить. Если только в ближайшие несколько эонов мы не будем таскаться на копытах к Бетельгейзе и нам не повезет, кто знает, когда и где произойдет еще одна сверхновая? И забудьте о джетах черных дыр. Наша дружественная соседняя сверхмассивная черная дыра не включается таким образом, а для того, чтобы добраться до другой галактики на ракетах, потребуются миллиарды лет. Яркие взрывы могут сделать межзвездные путешествия доступными, но большинство цивилизаций должны будут достичь межзвездных путешествий, чтобы воспользоваться их преимуществами - окончательная загвоздка-22.

Лингам говорит, что если бы он возглавлял сверхкосмическую цивилизацию, он мог бы взять флот так называемых "электрических парусов" и искать пульсары - вращающиеся, намагниченные, распавшиеся звезды. Эти тела выбрасывают мощные "ветры" заряженных частиц. Специализированные электрические паруса могли бы отталкивать этот заряженный ветер с помощью электрического поля, уносясь в космос почти со скоростью света. Астрономы обнаружили тысячи пульсаров, что делает их более доступными кандидатами на роль местных транспортных узлов, из которых инопланетяне могли бы отправиться в межзвездное путешествие, подобно тому, как Танберг отправился в Великобританию из Швеции, прежде чем пересечь Атлантику. Это было бы "что-то вроде оазиса в пустыне", - говорит Лингам, - "с различными животными, собирающимися вместе".

Этот вывод является одним из практических результатов чрезвычайно спекулятивной работы, которую исследователи представили в журнал The Astrophysical Journal. Астрономы, ищущие радиосигналы инопланетян, часто фокусируются на звездах, похожих на Солнце, но, возможно, им также следует рассмотреть пульсары и послушать радиопереговоры космических кораблей, готовящихся к длительным путешествиям. В основном, однако, исследование представляет собой упражнение в исследовании границ возможного, независимо от того, приблизится ли когда-нибудь человечество к этим границам. Мы хотели "увидеть, что можно осуществить с помощью законов физики, а что нет", - говорит Лингам.