हेलो ड्राइव: लेजर और ब्लैक होल निकट प्रकाश गति के लिए स्पेसशिप लॉन्च कर सकते हैं

यह विज़ुअलाइज़ेशन दो मर्जिंग ब्लैक होल को दर्शाता है, जिनकी महान गति उनके चारों ओर लेज़र प्रकाश को बढ़ावा दे सकती है।

(छवि: © नासा के गोडार्ड स्पेस फ्लाइट सेंटर)

भविष्य के अंतरिक्ष यान तारों को तलाशने के लिए शक्तिशाली लॉन्च पैड के रूप में ब्लैक होल का उपयोग कर सकते हैं।

एक नए अध्ययन में लेजर बीम पर फायरिंग की गई है जो एक ब्लैक होल के चारों ओर वक्र होगा और प्रकाश की गति के निकट एक अंतरिक्ष यान को प्रेरित करने में मदद करने के लिए अतिरिक्त ऊर्जा के साथ वापस आएगा। खगोल विज्ञानी ऐसे संकेतों की तलाश कर सकते हैं कि विदेशी सभ्यताएं ऐसी "हेलो ड्राइव" का उपयोग कर रही हैं, जैसा कि अध्ययन यह बताता है कि क्या ब्लैक होल के जोड़े उम्मीद से अधिक बार विलय कर रहे हैं।

न्यूयॉर्क के कोलंबिया विश्वविद्यालय में एक खगोल भौतिकीविद, अध्ययन लेखक डेविड किपिंग ने हेलो ड्राइव के विचार के साथ आया जिसे वे "गेमर की मानसिकता" कहते हैं।

किपिंग ने स्पेस डॉट कॉम को बताया, "कभी-कभी, एक कंप्यूटर गेम में आपको एक 'कारनामे' का पता चलता है, एक हैक जो आपको कुछ ऐसा करने की अनुमति देता है, जो आपको खेल के नियमों के अनुसार मना कर देता है।" "इस मामले में, खेल भौतिक दुनिया है, और मैंने उन कारनामों के बारे में सोचने की कोशिश की, जो सभ्यता को विशाल ऊर्जा व्यय के बिना आकाशगंगा के पार और पीछे सापेक्षतावादी उड़ान को प्राप्त करने की अनुमति देगा जो कि शायद ही मान सकता है।"

अंतरिक्ष के माध्यम से उड़ान भरने के लिए रॉकेट का उपयोग करने की एक महत्वपूर्ण चुनौती है जिस प्रचारक को वे अपने साथ ले जाते हैं द्रव्यमान है। लंबी यात्राओं के लिए बहुत अधिक प्रणोदक की आवश्यकता होती है, जो रॉकेटों को भारी बनाता है, जिसके बदले रॉकेट को अधिक प्रणोदक की आवश्यकता होती है, जिससे रॉकेट और भी भारी हो जाते हैं। रॉकेट जितना बड़ा हो जाता है यह समस्या उतनी ही तेजी से ख़राब होती जाती है।

हालांकि, प्रणोदन के लिए प्रणोदक ले जाने के बजाय, दर्पण जैसी पाल से लैस अंतरिक्ष यान लेज़रों पर भरोसा कर सकते हैं ताकि उन्हें बाहर की ओर धकेल दिया जा सके। $ 100 मिलियन निर्णायक स्टारशॉट पहल, 2016 में घोषित, 20 प्रतिशत तक प्रकाश की गति से हमारे सबसे करीबी स्टार सिस्टम, अल्फा सेंटौरी में अंतरिक्ष यान के स्वार्ग को फैलाने के लिए शक्तिशाली लेजर का उपयोग करने की योजना है।

ब्रेकथ्रू स्टार्सशॉट को लॉन्च करने का लक्ष्य अंतरिक्ष यान केवल एक माइक्रोचिप के आकार के बारे में है। सापेक्ष गति के लिए बड़े स्पेसशिप को तेज करने के लिए - प्रकाश गति के एक महत्वपूर्ण अंश के लिए - किपिंग ने गुरुत्वाकर्षण की सहायता मांगी।

अंतरिक्ष यान अब नियमित रूप से "गुलेल युद्धाभ्यास" का उपयोग करते हैं, जिसमें एक ग्रह या चंद्रमा जैसे शरीर का गुरुत्वाकर्षण अंतरिक्ष में जहाजों को नुकसान पहुंचाता है और उनकी गति को बढ़ाता है। 1963 में, प्रसिद्ध भौतिक विज्ञानी फ्रीमैन डायसन ने सुझाव दिया कि किसी भी आकार का अंतरिक्ष यान स्लावशॉट पैंतरेबाज़ी पर भरोसा कर सकता है, जो सफ़ेद बौने या न्यूट्रॉन सितारों के कॉम्पैक्ट जोड़े के बारे में सापेक्षतावादी गति से उड़ सकता है। (डायसन ने इस धारणा के साथ सामने आया कि जिसे ए के रूप में जाना जाता है डायसन क्षेत्र, एक मेगास्ट्रक्चर जो एक स्टार को एक उन्नत सभ्यता को शक्ति प्रदान करने के लिए अपनी ऊर्जा को जितना संभव हो सके कैप्चर करने के लिए एनकैप्सुलेट करता है।)

हालांकि, "डायसन गुलेल" एक अंतरिक्ष यान को अत्यधिक गुरुत्वाकर्षण बलों और मृत सितारों के उन जोड़े से खतरनाक विकिरण के माध्यम से नुकसान पहुंचाने का जोखिम रखता है। इसके बजाय, किपिंग सुझाव देते हैं कि गुरुत्वाकर्षण ब्लैक होल के किनारों पर दागे गए लेजर बीम की ऊर्जा को बढ़ाकर अंतरिक्ष यान की सहायता कर सकता है।

ब्लैक होल के पास गुरुत्वाकर्षण क्षेत्र इतने शक्तिशाली होते हैं कि एक बार में यह काफी करीब पहुंच सकता है, लेकिन प्रकाश भी नहीं। उनके गुरुत्वाकर्षण क्षेत्र प्रकाश के फोटॉनों के पथ को भी विकृत कर सकते हैं जो छिद्रों में नहीं आते हैं।

1993 में, भौतिक विज्ञानी मार्क स्टैके ने सुझाव दिया कि एक ब्लैक होल, "गुरुत्वाकर्षण दर्पण" की तरह काम कर सकता है, जिसमें ब्लैक होल का गुरुत्वाकर्षण एक फोटॉन को चारों ओर घुमा सकता है ताकि वह अपने स्रोत पर वापस उड़ जाए। किपिंग ने गणना की कि यदि एक ब्लैक होल एक फोटॉन के स्रोत की ओर बढ़ रहा था, तो "बूमरैंग फोटॉन" ब्लैक होल की कुछ ऊर्जा को बहा देगा।

जिसे उन्होंने "हेलो ड्राइव" कहा था - प्रकाश की अंगूठी के लिए नामित यह एक ब्लैक होल के चारों ओर पैदा होगा - किपिंग ने पाया कि बृहस्पति के द्रव्यमान के साथ अंतरिक्ष यान भी सापेक्ष गति प्राप्त कर सकते हैं। "एक सभ्यता गैलैक्टिक वेपाइंट्स के रूप में ब्लैक होल का शोषण कर सकती थी," उन्होंने लिखा था एक खोज ब्रिटिश इंटरप्लेनेटरी सोसाइटी के जर्नल द्वारा स्वीकार किए जाते हैं और arxiv प्रीपियर सर्वर में 28 फरवरी को ऑनलाइन विस्तृत।

जितनी तेजी से ब्लैक होल चलता है, उतनी ही अधिक ऊर्जा एक हेलो ड्राइव खींच सकती है। इस प्रकार, किपिंग बड़े पैमाने पर विलय से पहले एक-दूसरे की ओर ब्लैक होल के जोड़े का उपयोग करने पर केंद्रित थे।

खगोल विज्ञानी ऐसे संकेतों की तलाश कर सकते हैं कि विदेशी सभ्यताएं ऐसे इंजन के साथ यात्रा के लिए ब्लैक होल के जोड़े का शोषण कर रही हैं। उदाहरण के लिए, हेलो ड्राइव प्रभावी रूप से इस तरह की ऊर्जा की चोरी करेगा बाइनरी ब्लैक होल सिस्टम, दरों में वृद्धि, जिस पर ब्लैक होल के जोड़े ऊपर विलय हो जाते हैं, जो किसी को स्वाभाविक रूप से देखने की उम्मीद करेंगे, किपिंग ने कहा।

उनके निष्कर्ष ब्लैक होल के जोड़े से संबंधित हैं जो सापेक्ष गति पर एक दूसरे की परिक्रमा करते हैं। यद्यपि मिल्की वे में अनुमानित 10 मिलियन जोड़े ब्लैक होल हैं, किपिंग ने कहा कि उनमें से कुछ की संभावना लंबे समय के लिए सापेक्ष गति पर है, क्योंकि वे जल्दी से विलय कर देंगे।

फिर भी, उन्होंने कहा कि अलग-थलग, कताई ब्लैक होल सापेक्ष गति पर हेलो ड्राइव भी लॉन्च कर सकते हैं, "और हम पहले से ही रिलेटिव के कई उदाहरणों के बारे में जानते हैं, जो सुपरमैसिव कताई करते हैं।"

किलो ने कहा कि हेलो ड्राइव का मुख्य दोष यह होगा कि "निकटतम ब्लैक होल की यात्रा करनी होगी।" "यह राजमार्ग प्रणाली की सवारी करने के लिए एक बार के टोल शुल्क का भुगतान करने के लिए समान है। आपको निकटतम पहुंच बिंदु तक पहुंचने के लिए कुछ ऊर्जा का भुगतान करना होगा, लेकिन उसके बाद, आप जब तक चाहें तब तक मुफ्त में सवारी कर सकते हैं।"

हेलो ड्राइव केवल ब्लैक होल के व्यास से लगभग पांच से 50 गुना की दूरी पर एक ब्लैक होल के करीब काम करता है। किपिंग ने कहा, "यही कारण है कि आपको सबसे पहले ब्लैक होल की यात्रा करनी है और [आप क्यों] बस प्रकाश के वर्षों के दौरान ऐसा नहीं कर सकते।" "हमें अभी भी पहले राजमार्ग प्रणाली की सवारी करने के लिए पास के सितारों की यात्रा करने के लिए एक साधन की आवश्यकता है।

उन्होंने कहा, "अगर हम सापेक्षतावादी उड़ान हासिल करना चाहते हैं, तो यह काफी ऊर्जा स्तर लेती है, चाहे आप किसी भी प्रकार की प्रणोदन प्रणाली का इस्तेमाल करें।" "इसके चारों ओर जाने का एक तरीका खगोलीय पिंडों को अपने शक्ति स्रोत के रूप में उपयोग करना है, क्योंकि वे सचमुच हैं ऊर्जा के खगोलीय स्तर उनके भीतर। इस मामले में, ब्लैक-होल बाइनरी अनिवार्य रूप से एक विशाल बैटरी है जो हमें इसे टैप करने के लिए इंतजार कर रही है। विचार प्रकृति के साथ काम करना है और इसके खिलाफ नहीं। ”

किपिंग अब सापेक्ष उड़ान के लिए अन्य खगोलीय प्रणालियों के दोहन के तरीकों की जांच कर रहा है। किपिंग ने कहा कि इस तरह की तकनीक "हेलो-ड्राइव दृष्टिकोण के रूप में काफी कुशल या तेज नहीं हो सकती है, लेकिन इन प्रणालियों के पास इन ऊर्जा के लिए आवश्यक ऊर्जा भंडार है।"

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