Poletíme někdy ke hvězdám s halo pohonem?  
Pokud bychom našli blízké černé díry a měli k dispozici výkonný megalaser, tak bychom mohli postavit extrémní gravitační prak, který by odpaloval ke hvězdám velké kosmické lodi relativistickými rychlostmi, aniž by k tomu potřebovaly nějaké palivo. Se sítí takových stanic gravitačních praků bychom mohli létat po celé Mléčné dráze.
Postavíme gravitační prak s černou dírou a megalaserem? Kredit: NASA/Thor Deichmann/Victor Tangermann.
Postavíme gravitační prak s černou dírou a megalaserem? Kredit: NASA/Thor Deichmann/Victor Tangermann.

Lovci cizích civilizací sotva před pár dny zveřejnili plán, jak se soudobými gama teleskopy pátrat po mimozemských dobyvatelích vesmíru, kteří by používali černoděrový pohon pro relativistické lety velkých kosmických lodí. Zní to super, ale ještě lepší by bylo, kdybychom podobné kosmické lodě měli sami k dispozici.

 

David Kipping z Kolumbijské univerzity, kde vede laborku se slibným názvem „Cool Worlds“, se do toho pustil a sepsal studii, ve které zkoumá takový černoděrový pohon, kterému říká „halo drive“ tedy „halový pohon“. Všichni zájemci o černoděrové kosmické technologie si jej mohou pročíst na preprintovém serveru arXiv. Halový se jmenuje podle toho, že využívá fotony, které vytvářejí halo kolem černé díry.

 

David Kipping. Kredit: Emily Kipping.
David Kipping. Kredit: Emily Kipping.

Zní to jako úžasně sci-fi nápad, jehož praktická použitelnost bude zatím pochopitelně poněkud ve hvězdách. Ale bez podobného snění bychom vážně zůstali v jeskyních, kde je vlhko, plíseň a naštvaní medvědi. Brutálně stručně řečeno, halový pohon využívá nesmírně výkonný laser, aby s jeho pomocí uloupil energii černé díry, tedy bezohledné gravitační singularity, kterých jsme se doposud jenom báli. Už ale snad nejsme tak malé technologické děti, takže bychom mohli přemýšlet o tom, že bizarnosti černých děr využijeme ve svůj prospěch.

 

Relativistický kosmický let, při němž je kosmická loď urychlená na ne až tak úplně mizivý zlomek rychlosti světla, je v zásadě možný. Soudobé kosmické lodě nemají na něco podobného dostatečnou zásobu paliva, takže to bude chtít nový, převratný typ pohonu, který prakticky žádné palivo nepotřebuje. A v tuto chvíli přicházejí na scénu černé díry.


Kipping nehodlá vytvářet umělé černé díry, alespoň zatím ne. Počítá s tím, že v Mléčné dráze může být nějakých 100 milionů černých děr hvězdných velikostí, přičemž v zásadě prakticky o žádné z nich doposud nevíme. Můžeme nicméně předpokládat, že některé z nich budou docela blízko Sluneční soustavě – a zároveň bychom se měli modlit, aby se Sluneční soustava nepohybovala přímo do chřtánu některé z nich.


Některé z těchto černých děr nepochybně existují ve dvojděrných soustavách. Jak říká Kipping, takové systémy jsou ještě lepší, protože obsahují ohromné množství rotační energie. Zároveň černé díry podle Kippinga mohou fungovat jako gravitační zrcadlo, které odráží dopadající fotony zpět ke zdroji, který je k dotyčné černé díře vyslal. To by mohl být třeba supervýkonný megalaser. Halo pohon by černé díry a megalaseru rafinovaně využil, aby se „nabil“ energií. Ve vhodnou chvíli by se pak kosmická loď odpálila do vesmíru. Je to vlastně podobné, jako když se dnešní meziplanetární sondy urychlují gravitačním prakem při obletu planet či dalších kosmických těles. Jenom v případě halového pohonu je to pořádně exotický gravitační prak.

Kde as bude nejbližší? Kredit: Alain r / Wikimedia Commons.
Kde as bude nejbližší? Kredit: Alain r / Wikimedia Commons.


Už dříve se objevily návrhy, podle nichž by gravitační prak, v němž by kosmickou loď urychlovala neutronová hvězda v těsně dvojhvězdě, odpálil takovou loď relativistickou rychlostí. Problém je v tom, že by dotyčná kosmická loď musela proletět v dost těsné blízkosti neutronové hvězdy, což by bylo velice riskantní. Kippingova technologie nabízí gravitační prak, který by pracoval na bezpečnější vzdálenost. I když samozřejmě, pohybovat se v okolí černé díry asi nikdy nebude jenom tak.


Kippingův pohon by měl řadu dalších výhod. Především by nepotřeboval klasické palivo, alespoň ne pro hlavní urychlení při letu ke hvězdám. Jinak by kosmická loď pochopitelně nějaké palivo vezla, pro nezbytné manévrování, apod. Vzhledem k předpokládanému velkému počtu černých děr by snad bylo časem možné vybudovat celou síť stanic pro lodě s halo pohonem, které by tím pádem mohly létat po celé Mléčné dráze. Nebyly by to sice tak rychlé kosmické lety jako ve Star Treku, ale úplně k zahození by to jistě nebylo.


Že podobné gravitační praky, i když bez laserů, v přírodě fungují velmi dobře, ukazují pozorování hyperrychlých hvězd (hypervelocity star). To jsou hvězdy, které se řítí Mléčnou dráhou nebo jinou blízkou galaxií značnými rychlostmi. Vědci jsou přesvědčeni, že vyrazily na cestu z dvojhvězných systémů, v nichž jedna z hvězd explodovala jako supernova a porodila černou díru. Teď už to chce jenom najít nějaké blízké černé díry či dvojděrné systémy, doletět k nim, postavit nezbytnou infrastrukturu a můžeme vyrazit do Mléčné dráhy.

Video: Becoming a Kardashev Type I Civilization


Video: Single and Unconstrained


Literatura
Universe Today 13. 3. 2019, arXiv:1903.03423.

Datum: 14.03.2019
Tisk článku

Teleskop aneb Letový deník vesmírné mise - Vebrová Sandra
 
 
cena původní: 99 Kč
cena: 88 Kč
Teleskop aneb Letový deník vesmírné mise
Vebrová Sandra
Související články:

Nejrychlejší hvězdu Mléčné dráhy odpálila termonukleární supernova     Autor: Stanislav Mihulka (18.03.2015)
Nejrychlejší hvězdy Mléčné dráhy jsou uprchlíci z Velkého Magell. mračna     Autor: Stanislav Mihulka (14.07.2017)
Gama teleskopy by mohly vystopovat kosmické lodě na černoděrový pohon     Autor: Stanislav Mihulka (09.03.2019)



Diskuze:

video

Jaromir Vrana,2019-03-15 10:04:45

Zde video od autora, kde je pekne vysvetlen ohyb svetla kolem dokola cerne diry. Je to jako vystrelit z kanonu do zdi pred vami - popozene vas zpet samotny vystrel a pak vas trefi odrazena strela a zase vas popozene, a tak ten prvni vystrel muzete odrazet od sebe do nekonecna bez pridavani dalsi energie.
https://www.youtube.com/watch?v=rFqL9CkNxXw

Odpovědět

Pojem cestovania mimo našu slnečnú sústavu, sa stále vyvíja.

Anton Matejov,2019-03-15 09:48:11

Gravitačné praky už ľudstvo dávno využíva. Napríklad využívame gravitáciu planét, Jupiteru aby sme urýchlili sondy niektorým, nám vyhovujúcim smerom. Nekonečný pád satelitov na obežnej dráhe okolo našej Zemi ekonomický výhodne využívame na prenos, navigáciu, rôzny prieskum. Na Zemi využívame napríklad gravitáciu padajúcej vody, ktorá roztáča lopatky turbin a máme vodnú elektráreň. Takže viem si predstaviť, že nájdeme veľa technik, ako využiť aj gravitáciu čierných dier.
Pojem cestovania mimo našu slnečnú sústavu, sa stále vyvíja.
V mojom detstve okolo 1970 bežali sci-fi príbehy, že dnes budu ľudské posádky navštevovať planétu Mars. Nestalo sa tak. Nie že by sme na to nemali technickí. Bol to skôr ekonomický problém. Okolo roku 2000 uvádzali štúdie, že cesta ľudskej misie na Mars by stála cez 500 miliárd $. Na ten Mars ale nemusia ísť ľudské posádky zo svojou nákladnou biosférov a drahými bezpečnostnými, návratovými zariadeniami. Omnoho lacnejšie tam dnes posielame robotické autička, ktoré nám tam skúmajú roky, a nemusia byť návratové. Zamerajú tam aj skutočné dôvody, prečo majú Mars navštíviť ľudské misie.Čo málo predpovedali autori Sci-fi v mojom detstve bol úžasný nástup mobilov, počítačov, internetu, satelitnej navigácie a podobne. Mnohí už nemusia cestovať časovo náročne, nákladne cez rôzne štáty, kontinenty. Môžeme sa spojiť v priamom prenose cez mobil,PC, internet. Môžeme využívať cez internet športové podujatia hoc aj priame pozorovanie Slnka. Cez kvantovú teóriu - mobily sme znížili riadne potrebu neekonomického cestovania. Satelitné navigácie GPS, EU - Galileo,rusky - Glonass, čínsky - BeiDou čoraz efektívnejšie a ekonomickejšie navádzajú naše auta, lietadla, lode, drony, rakety. Onedlho nahradia aj ľudských vodičov, ktorí majú horší reakčný čas, potrebujú odpočívať,spať, dovolenky a podobne. Tie havarie strojov a ľudí budú stále. U robotov % havarii sa budú stále znižovať.
My nemusíme priamo cestovať ku hviezdam a už dnes poznáme cez 4000 planét. Keby to niekto predpovedal pred rokom 1990 odporučili by ho k psychiatrovi. Tak isto po roku 1990 začali vedci znovu objavovať tmavú hmotu a tmavú energiu. My ešte ani dnes nevieme, z čoho sa skladá tmava hmota a energia. Na čo ju bude možno použiť.
My fatazírujeme stále s našou barionickou hmotou a projektami.
Tých vyspelých mimozemšťanov by som viacmenej hľadal podľa Dysonových sfér. Uvádzam, že tie Dysonové sféry ani nebudú stavať z energetických potrieb, ale viacej z bezpečnostných potrieb. My už dnes môžeme stvoriť v libračnom bode L1 Marsu magnetické pole, ktoré by odkláňalo slnečný vietor mimo Mars a naštartovať tak atmosféru Marsu, vhodnejšie podmienky pre budúce osídlenie Marsu.
Naše Slnko do miliárd rokov a možno oveľa skôr zosilnie na intenzite žiarenia, že sa na Zemi vyparia oceány. Na Zemi môže nastať to predpovedané biblické peklo, podobné tomu skleníkovému peklu na Venuši. Taktiež môžeme zostrojiť v libračnom bode L1 Zeme magnetické pole, ktoré bude odkláňať časť nebezpečného žiarenia mimo dráhu Zeme čase. Nebudeme musieť vynášať na obežnú dráhu Zeme ani toľko protiradiačnej ochrany pre ľudské posádky, satelity a podobne. Odtiaľ som dospel k nápadu k vytvoreniu prstenca Dysonovej sféry okolo nášho Slnka, ani nie tak z energetických potrieb, ale skôr z bezpečnostných, enviromentálnych potrieb.
Taký prstenec Dysonovej sféry by mohol nielen nejakú energiu vyrábať, ale aj ochraňovať väčší výsek rotujúcej hmoty okolo nášho Slnka pre ľudské aktivity. Ten problém budú mať určite aj mimozemšťania. Ani ich hviezdy nebudú stále poslušné.
Cestovanie galaxiou bude mimoriadne energetický a ekonomickí drahé, neekonomické. Kto schváli taký drahý projekt? Aby sme preskúmali niektoré zo stovky miliárd hviezd v našej galaxie? Keď aj tak už o nich veľa vieme s omnoho nižšími nákladmi? Dorazí neekonomickí drahá posádka k vybranej hviezde za neviem koľko tisíc rokov a my už budeme poznať väčšinu informácii o nej ktoré sme chceli zistiť? To bude musieť mať iné ekonomicki potrebnejšie dôvody. Napríklad vybudovanie satelitných sieti, podobne ako na obežnej dráhe Zeme.
Na cestovanie galaxiou, bude určite vhodnejšie posielať miniaturnu umelú inteligenciu. Schopnú cestov, z miestnych zdrojov získať energiu, dovybaviť sa, rozmnožiť sa a podobne. Zakladať satelitné galaktické prenosy, pozorovania, informácie a podobne. Rôzne formy umelej inteligencie sú už dnes omnoho energeticki a ekonomicki úspornejšie. V súčasnosti začínajú úspešne nastupovať napríklad raketové motory na metán. Metanu je na Marse dosť. Pošleme na Mars reaktor na výrobu metánu a máme palivo pre návratové moduly. My tam nemusíme nákladne vláčiť palivo pre návratové moduly. To ešte štúdie okolo roku 2000 nepredpokladali. Tak isto sa nepredpokladal vtedy úspešný nástup vesmírnych súkromníkov, ktorí riadne zlacnili vynášanie tovaru do vesmíru.Čím lacnejšie vynášanie do vesmíru, tým viac ľudí zapojených do vesmírnych aktivít a tým viac aplikácii, ktoré už dnes prinášajú stovky miliárd do svetovej ekonomiky. Nemusíme čakať na 3 svetovú hospodársku krízu, nákladne budovať protiraketové štíty pred samotnými ľudmi. Vo vesmíre je nespočet energie, vzácných kovov. Nastupujúca, automatizácia, roboty,dróny, výpočetná technika zvýši nezamestnanosť na Zemi cez 50%. Vraciame sa znovu k filozofii Starého Ríma "chlieb a hry". Chlieb = Sociálne dávky. Gladiátorské hry vymenili internetové hry, videa. Nerovnosť sa zvyšuje, hrozby pádov ekosystémov narastajú. V blízkom vesmíre je ale dostatok možnej práce a už dnes zamestnáva čoraz viac ľudí aj v našich štátoch.
Ľudstvo musí vyniesť do vesmíru aspoň časť svojej výroby, ťažby. Je veľa hrozieb, že ak tak nespraví včas, zanikne.

Odpovědět


Re: Pojem cestovania mimo našu slnečnú sústavu, sa stále vyvíja.

Richard Vacek,2019-03-16 06:48:37

Vývoj planety spěje od neživé k planetě s biosférou a končí planetou s umělou inteligencí. Umělá inteligence má dostatek času na cestování vesmírem a nepotřebuje k existenci podmínky, které panují na planetě, kde vznikla.

Odpovědět

To

Mojmir Kosco,2019-03-15 06:30:53

Je zase v diskuzi negativismus v cire formě .Mám však dotaz pro astronomy ? Na jakou rychlost jsme schopni urychlit kosmickou loď gravitační prakem v současnosti?

Odpovědět


Re: To

Milan Krnic,2019-03-15 09:10:18

Na vaši otázku lze odpovědět (neobvykle) fyzikálně přesně. 0 mps vůči jakékoli vztažné soustavě.

Odpovědět


Re: Re: To

Jan Novák9,2019-03-16 00:26:32

Všechny sondy které letí dál než na mars používají gravitační prak.

Odpovědět


Re: Re: Re: To

Milan Krnic,2019-03-16 10:41:38

Tématicky (halo) nikoli.
Jinak např.:
http://www.osel.cz/8972-gravitacnim-prakem-strilime-do-mezihvezdneho-prostoru.html

Odpovědět

Zatím poněkud nepraktické

Stanislav Brabec,2019-03-14 23:38:39

Nejbližší známá černá díra, A0620-00, je třicet tisíc let cesty rychlostí 0,1 c.

Pokud bychom paprsek dokázali dokonale zaostřit a použít na dálku, pak stačí poslat žádost o start šest tisíc let předem, spolu s přesnou polohou, kde se bude za šest tisíc let nacházet naše kosmická loď.

Odpovědět

Michal Kytka,2019-03-14 21:15:18

A co odstrediva sila ktora pri tom zrychleni vznikne? Ludia vo vnutry by boli na placku a to iste aj pri brzdeni aby spomalili a zastavili museli by zacat brzdit uz pri zrychleni. Ked budeme mat technologiu umelej gravitacie aby na ludi vo vnutry neposobila odstrediva sila tak nebudeme potrebovat takyto typ pohonu. Ako realne vidim len warpov pohon alebo cerviou dierou.

Odpovědět


Re:

Jaroslav Lepka,2019-03-14 21:21:59

Přesně tak. K čemu by byl gravitační prak, když by dokázal z jakéhokoliv umělého tělesa udělat zmuchlanou kouli kovové hmoty promazanou krvavou kaší z posádky? Na druhou stranu je pak už fuk, že neumí zpomalit.

Odpovědět

Nejde o to jen urychlit

Jan Kavalír,2019-03-14 13:57:05

ale i bez potřebného paliva zabrzdit.

Odpovědět


Re: Nejde o to jen urychlit

Milan Krnic,2019-03-14 14:01:42

"Nezastavujeméé, máme zpoždění!" metoda, je to nejmenší.

Odpovědět


Re: Nejde o to jen urychlit

Lukáš Kment,2019-03-14 19:41:11

Napadlo mne přesně to samé. K čemu je, že dokážeme někam doletět, když se tam nedokážeme zastavit? Zatím mi to tedy přijde jako pokus vytvořit projektil letící relativistickými rychlostmi. Až přijdou na to, jak také zastavit na požadované pozici, a nemyslím zastavit stylem rozplácnout se při té rychlosti o cílový objekt :), pak z toho teprve bude teoreticky dopravní prostředek.

Odpovědět


Re: Re: Nejde o to jen urychlit

Milan Krnic,2019-03-14 19:59:43

Jediný zatím relativně dostupný projekt na průzkum kosmu je Breakthrough Starshot. Také jsou plánované průlety, logicky. Tedy jedině, jak jsem psal výše.

Odpovědět


Re: Nejde o to jen urychlit

Daniel Konečný,2019-03-14 20:29:58

Jen dostat se k takové díře znamená, že už něco "schopného" máme. A ty schopnosti potom černá díra prakticky zdvojnásobí, když budou palivo používat jen k brzdění. To není k zahození.

Odpovědět


Re: Re: Nejde o to jen urychlit

Radoslav Vesely,2019-03-16 01:17:05

Vzhladom na to ze nemame pohon, ktory by nas v rozumnom case priblizil k relativistickej rychlosti tak sa brzdenie s "palivom" konat nebude, rovnake mnozstvo energie ako na zrychlenie potrebujes aj na spomalenie. A ak budeme mat pohon ktory nas vie zabrzdit mame pouzijeme ho aj na zrychlenie, logicky. V clanku hovoria o sieti takych stanic takze asi predpokladaju ze rovnaka technologia by bola pouzita aj na brzdenie.

Odpovědět

Himl hergot

Milan Krnic,2019-03-14 13:21:49

Žádné díry, plyn a to spousta plynu, a výbuchy.
Pavel Kroupa - Hvězdokupy od A až do Z (KS ČAS 21.11.2018)
https://www.youtube.com/watch?v=mnC2T0KNg-o

Odpovědět

Pohon

Tomáš Novák,2019-03-14 13:05:42

Jakákoliv myšlenka na praktické "využití" černé díry je naprosto extrémistická....

Odpovědět


Re: Pohon

Milan Krnic,2019-03-14 13:24:20

Stejně extrémistická jako využití létajícího psa Falca ...

Odpovědět


Re: Pohon

Petr Petr,2019-03-14 13:47:14

Také si myslím, že je to spíše snění. Nejsem proti pokroku, ale musí se realisticky odlišovat co k němu povede. Také lidé mohli historicky filozofovat o čísle pí a bylo by to na nic. S praktický vynálezem kola to ale nemá co do činění. Například v předkolumbovské Americe neznali kolo, ale cyklus ano. Možná pěkná teorie (mayská o konci světa), ale experimentálně nerealistická (a když na to dojde, tak až za dlouhou dobu, kdy to seriózně nelze brát vážně).

Odpovědět


Re: Re: Pohon

stanislav vyskočil,2019-03-14 17:22:33

Dovolím si filozofovat nad čísle pí které má nekonečnou řadu čísel .....

Obvod kružnice se dělí na menší a menší části, ty se sčítají a čím je jich víc a menší useky kružnice tím je výpočet obvodu kružnice přesnější.

Podle kvantové mechaniky je nejmenší délka podle pana Plancka 10 na -35 m a u této délky běžný pojem prostoru se hroutí. Když Planckovu délku dosadím do rovnice tak má číslo pí konečně čísel za desetinou čárkou.
To samé pro tečnu která se donedávna setkala s přímkou v nekonečnu . Nemám nekonečno rád a proto si do rovnice dosadím Planckovu délku a dostanu délku přímky kde se setkají.

Více v mé knížce ".... a zeptala se Hmota :Proč jsem?" na vyžádání zašlu grátis, genom123@seznam.cz
Kvantová revoluce v matematice.

Odpovědět


Re: Re: Re: Pohon

Jiri Naxera,2019-03-14 22:29:20

Bych byl opatrnější. Kvantovka o tom co se děje na Panckově škále nic moc neříká, tam by byla perfektně konzistentní kdyby do toho nekecala OTR (zhroutí se až dál, zlý jazyk by řekl že gravitace nás zachránila před Landau pólem), to až neexistující teorie QG která to všechno spojuje, a z toho že se pojem "hroutí" bych si ho nikam dosadit nedovolil.

Pak třeba zjistíte, že podle jedné kandidátní teorie obvod a poloměr nemusí komutovat, takže uvažovat o jejich poměru nedává dost smysl. Ale mnohem snadněji, i bez kvantovky, stačí maličko zakřivit prostor (a i bez obecné relativity stačí ten kruh nakreslit na povrch (země)koule v 3D Eukleidovském prostoru) a poměr obvodu a poloměru se změní. Až na to, že i v tomto případě jste dokázal jen to, že prostor není Eukleidovský, číslo PI si svůj desetiný rozvoj samozřejmě ponechá dál.

Odpovědět


Tohle už je o pí

Adam Wich,2019-04-18 22:50:54

Takže pí je různé pro různě velké kruhy ... to zní ... nepoužitelně.
Pohybujeme se v modelech. Kruh je model. Kruh neexistuje. Když změříme průměr a vypočítáme obvod, dostaneme něco jiného, než když změříme obvod a vypočteme průměr. Měříme holt s konečnou přesností, ale z rozumných důvodů má pí nekonečný rozvoj. Všechny modely mají svoje meze platnosti a svou nepřesnost. Dokud jsou chyby měření větší, než chyby modelu, je model dobrý.

Odpovědět




Pro přispívání do diskuze musíte být přihlášeni
















Tento web používá k poskytování služeb, personalizaci reklam a analýze návštěvnosti soubory cookie. Používáním tohoto webu s tím souhlasíte. Další informace