Можем ли мы прокатиться через космос на звездах гиперсленности?
9 июля 2025 г.Научная фантастика была инкубатором утопических видений космического путешествия и экстразолярной колонизации на протяжении десятилетий. Каждое телешоу, роман и фильм предлагает разные средства для пересечения звезд в течение жизни человека, сродни тому, как можно ездить на машине или ездить на самолете с места на место. Чтобы исследовать обширное пространство в человеческих временных масштабах, в этих историях обычно используется метод FTL (быстрее, чем свет), на борту Grand Starships. Многие из них
Но что, если диски варп не могут существовать? Что, если червоточины невозможно изготовить? Что если законы физики настолько строги, что мы действительно привязаны к страшной скорости света навсегда? Эти вездесущие возможности, кажется, делают межзвездные путешествия в течение жизни человека романтической фантазией. Когда я размышлял об этой мысли, мне пришла в голову идея: что, если бы мы могли использовать другие звезды в качестве межзвездных звезд, чтобы переправить себя через космос?
Гиперсленные звезды
Все звезды в нашей галактике орбита Галактический центр (GC). Звезды ближе к галактическому центру, как правило, имеют более высокие скорости, чем у звезд, которые вращаются дальше в галактических руках. Это означает, что звезды, которые находятся относительно близко друг к другу, должны иметь сходные орбитальные скорости. Но это распределение не идеально. Из -за недостатков в циркулярности звездных орбит, известных как эксцентриситет, звезды, которые находятся рядом друг с другом, могут иметь совершенно разные относительные скорости. Например, Альфа Центаври, которая должна иметь относительную скорость всего несколько метров в секунду со стандартным распределением орбитальной скорости, может иметь межзвездную скорость 20 км/с по отношению к Солнцу. Эта скорость быстрее, чем самый быстрый космический корабль, когда -либо запущенный человеческой расой на сегодняшний день. Если вы посмотрите на других наших близлежащих звездных соседей, Альфа Центаври не уникальна.
Большинство звезд в нашем звездном районе сегодня не были в течение 1000 световых лет после одной галактической орбиты назад из -за различий в их орбитах. Если вы посмотрите на GIF выше, вы увидите, что большинство заговоров звезд, кажется, остаются в свободном облаке вокруг солнца. Это «нормальные» звезды с точки зрения звездной кинематики с относительными скоростями по порядку 100 км/с или менее. Если вы посмотрите внимательно, вы увидите, что некоторые звезды, кажется, сбрасываются с края диаграммы, а затем возвращаются назад, чтобы встретить желтую точку, которая является нашим солнцем. Они известны как сбежавшие звезды, с относительными скоростями выше 100 км/с. Но есть класс быстро движущихся звезд, которые не построены выше.
Звезда гиперсленности определяется как звезда, которая превысила скорость побега галактики. Несколько звезд гиперсленности имели скорость с высоты более 1000 км/с, что составляет 1/3 от 1% от скорости света. Эта скорость достаточно быстрая, чтобы пройти диаметр солнечной системы за чуть более 100 дней. Наши самые быстрые зонды глубокого космоса занимают десятилетия. Используя эту разницу в скорости, можно пройти большие расстояния через пространство, вроде космического автостопщика, возможно, терраформируя планету вокруг такой звезды и установив долгосрочную колонию.
Идея дразнит. Путешествие по космосу на планете вокруг звезды устраняет много известных опасностей межзвездных путешествий. Космические лучи, синий свет, микрометеориты и смертельные ионы будут отфильтрованы и аннулированы с помощью защитной атмосферы планеты и магнитного щита. Люди могли жить нормальной повседневной жизнью на планете, не отвлекаясь за то, что он отказывался от проживания на тесном тесном космическом пространстве. Все это время звезда путешествовала от солнца в части галактики неизвестно. Во многих отношениях это кажется гораздо более практичным, чем посылать огромные, сложные межзвездные космические корабля.
Тем не менее, более подробный анализ выявляет некоторые непредвиденные проблемы. Прежде всего, ближайшие звезды гиперсветы находятся более чем на 50 000 световых лет. Мы должны были бы сначала попасть туда, чтобы забрать поездку, и если бы у вас была технология, вы можете просто исследовать вселенную самостоятельно. Во -вторых, звезды гиперсленности очень редки, с оцениваемой стоимостью всего 1000 или около того во всей галактике Млечного пути. Даже если бы в ближайшем будущем была редкая звезда гиперсленности, которая в ближайшем будущем делала близкий пас на солнце, нам все равно придется запустить космический корабль, чтобы соответствовать его относительной скорости, и в этот момент можно спросить, почему мы не использовали эту скорость, чтобы пойти куда -то, куда мы действительно хотим пойти.
Кроме того, у звезд гиперсленности может даже не быть свои собственные планеты по характеру их существований. Звезды гиперсленности существуют только из -за близких встреч с черными отверстиями или другими плотными объектами, что и с самого начала отталкивало их с такими высокими скоростями. Маловероятно, что большинство планетарных систем выживут в такой невозмутимой встрече. Даже если вы хотите использовать более ближе, более медленную звезду, чтобы путешествовать по космосу, важно помнить, что 1/3 1% от скорости света не очень быстро в космической масштабе. Даже при этой удивительной скорости, для того, чтобы покрыть расстояние до Альфа Центаври, по -прежнему потребуется более тысячелетия. Более медленная звезда займет еще больше времени.
Двигатели шкадова (звездные двигатели)
Если ваша цель была вместо этого использовать свою домашнюю звезду в качестве звездного корабля, вы можете идти на путь к гораздо более сложным, хотя и немного более универсальному применению звездного движения. В 1987 году физик Леонид Шкадов предложил, чтобы передовые цивилизации могли бы исследовать галактику, не выходя из их системы домашней звезды с тем, что он назвал «звездным двигателем». Как и Dyson Sphere, она в конечном итоге унаследовала свое имя создателя.
Двигатель Shkadov состоит из трех компонентов: звезды, рой Dyson и массивного статического отражателя. Dyson Swarm используется только для сбора энергии для прикрепления развивающейся цивилизации. Настоящая магия происходит между отражателем и звездой. Отражатель расположен на расстоянии для Златовласка, где давление из радиации наружного излучения от солнечного ветра равна внутренней гравитационной силе массы домашней звезды. Это делает отражатель стационарным по отношению к звезде. Тем не менее, сила отражения доли звездного света в одном направлении вызывает указанную звезду в противоположном направлении. Это не так много (относительно массы звезды), но в течение долгого времени эта непрерывная сила может привести к заметной скорости. Из -за огромных временных масштабов звездная планетарная система будет мирно перетаскиваться со звездой, когда она ускоряется через космос, по сути, сделав всю солнечную систему межзвездным звездным кораблем.
Любая цивилизация, стремящаяся выполнить такой проект, не спешит добраться нику. Для солнечной звезды с половиной его света отражается назад, на системе будет наложено ускорение 6,4*10^-13 м/с/. Это невероятно медленно. В течение миллиона лет такой двигатель будет покрывать только около 0,03 световых лет и достигнет изменения скорости около 20 м/с; Не быстрее автомобиля на шоссе. Через миллиард лет система может потенциально достигать 20 км/с, пройдя десятки тысяч световых лет после своей первоначальной орбитальной траектории. Однако для количества материалов, энергии и времени, необходимых для создания такой мегаструктуры, это также было бы неотъемлемым решением для галактического исследования.
Примером, когда двигатель Shkadov может быть более практичным, является сохранение видовой домашней планеты. Возможно, быстро продвигающийся вид знает, что их домашняя звезда развернулась к красному гиганту в течение нескольких сотен миллионов лет и хочет разместить свою домашнюю планету вокруг новой звезды, чтобы сохранить реликвию своей истории. Используя двигатель Shkadov, который был бы легко для производства типа III Kardachev для производства, сказали, что виды могут медленно направлять свою домашнюю систему к другой, молодой звезде. Оказавшись там, они могли использовать какую -то причудливую орбитальную динамику, чтобы поместить свою планету на безопасном расстоянии вокруг новой звезды. В завершении звездный двигатель может продолжать толкать умирающую звезду далеко от новой звездной системы, чтобы он мог взорваться на безопасном расстоянии.
Заключение
Использование звезд, чтобы исследовать галактику, медленно и утомительно. Звезды просто слишком массивны, чтобы легко манипулировать межзвездным путешествием на человеческих временных масштабах. Звезды гиперсленности редки и далеки, и получаютким требуется та же способность, которую мы надеемся получитьотих. Двигатели Shkadov могут иметь определенные конкретные приложения в дальнем будущем, но на данный момент наше продвижение наружу и в космос, по -видимому, ограничена нашей собственной технологией.
Это может показаться обескураживающим, но я надеюсь, что однажды человечество найдет свое место среди звезд. Природа изложила некоторые строгие основные правила для нас следовать с точки зрения космических путешествий. Наша обязанность как вид, чтобы согнуть эти правила как можно дальше, чтобы позволить нам открыть для себя вселенную, чтобы мы могли узнать больше о нашем собственном происхождении в процессе. Описаться в космос в Grand Starships с дисками деформации может оказаться невозможным, и звезды рулевого управления могут быть непрактичными, но эти неудачи не могут помешать человеческой расе делать то, что она всегда суждено делать: исследовать пространство.
Оригинал