Exotischer Antrieb

In einer Arbeit aus dem Jahr 1957 erwog der Kosmologe Hermann Bondi die Möglichkeit, dass ein Objekt mit einer negativen Masse eine abstoßende Schwerkraft erzeugen würde. Wenn es neben einer positiven Masse platziert würde, würde es diese abstoßen, aber die positive Masse würde die negative Masse anziehen. Wenn die beiden Massen gleich sind, aber entgegengesetzte Vorzeichen haben, wird das Paar auf unbestimmte Zeit in die gleiche Richtung beschleunigen. Die gesamte kinetische Energie wäre im Einklang mit der Energieerhaltung Null.

Wenn die positive Masse ein erdähnlicher Planet ist, kann dieser Motor mit 1 g beschleunigen , der angenehmen Beschleunigung, die wir auf der Erdoberfläche spüren. Die Einbeziehung von Passagieren, die wie Menschen aus dem Material dieses Planeten bestehen, ist kostenlos. Eine Beschleunigung von 1 g über ein ganzes Jahr würde den Planeten auf Lichtgeschwindigkeit bringen. Eine konstante Beschleunigung über mehrere Jahrzehnte würde es dem Planeten ermöglichen, während der Lebenszeit der Passagiere das gesamte Universum zu durchqueren , dank der Zeitdilatation, die sehr nahe an der Lichtgeschwindigkeit liegt.

Die einzige fehlende Komponente des Motors, die uns eine solche Reise ermöglichen würde, ist die negative Masse. Robert Forward schrieb 1990 einen Artikel über die Möglichkeiten, die dieses Antriebskonzept bietet, und ich bin derzeit Co-Autor eines Artikels, der zeigt, wie man aus einem Skalarfeld ein Objekt mit negativer Masse konstruieren kann, im Einklang mit Albert Einsteins allgemeiner Relativitätstheorie .

Gibt es andere Methoden, um die Lichtgeschwindigkeit zu erreichen? Ein weniger hypothetischer Ansatz ist die Verwendung eines Lichtsegels, also einer dünnen Membran, die durch reflektierendes Licht bewegt wird. Beim Starshot-Konzept , dessen wissenschaftlicher Beiratsvorsitzender ich bin, wird eine grammgroße Nutzlast auf einem Segel in Menschengröße von einem 100-Gigawatt-Laserstrahl innerhalb weniger Minuten auf einen Bruchteil der Lichtgeschwindigkeit über eine Distanz geschoben das ist fünfmal weiter als der Mond. Die NASA entwickelt derzeit Sonnensegel als futuristische Antriebsmethode für die Weltraumforschung.

Wenn eine andere Zivilisation riesige Nutzlasten per Lasersegel zwischen bewohnbaren Planeten wie der Erde und dem Mars transportieren würde, könnten wir den Lichtblitz sehen, wenn die beiden Planeten entlang unserer Sichtlinie ausgerichtet wären. In einer Arbeit mit meinem ehemaligen Postdoktoranden James Guillochon aus dem Jahr 2015 haben wir die Merkmale des resultierenden Lichtblitzes als interessante Technosignatur berechnet.

Ist es möglich, dass Starshot-ähnliche Lichtsegel an der Erde vorbeiziehen, ohne dass wir sie bemerken? Astronomen richten ihre Teleskope auf Asteroiden oder Kometen im Sonnensystem, die sich zehntausendmal langsamer als das Licht bewegen. Wenn eine Starshot-Sonde vorbeifliegen würde, würden Vermessungsteleskope wie Pan-STARRS , die Zwicky Transient Facility oder das kommende Vera C. Rubin Observatory sie bestenfalls einmal sehen und die Astronomen würden die knappen Daten ignorieren. Darüber hinaus kann ein menschengroßes Objekt nur dann erkannt werden, wenn es mit der Erde kollidiert und durch seine Reibung mit der Atmosphäre einen Feuerball erzeugt. In einem aktuellen ArtikelZusammen mit meinem Studenten Amir Siraj haben wir gezeigt, dass ein globales Netzwerk aus mehreren hundert optischen Kameras rund um den Himmel mit einer Zeitauflösung von einer Zehntel Millisekunde in der Lage wäre, Starshot-Meteore zu erkennen, die sich nahezu mit Lichtgeschwindigkeit bewegen.

Eine technologische Sonde, die auf einen Planeten stürzt, könnte möglicherweise den atmosphärischen Eintritt überleben, wenn sie mit einem Fallschirm ausgestattet oder von einem Abschirmgehäuse umgeben ist. Die ersten interstellaren Meteore IM1 und IM2 wurden durch ihre Feuerbälle entdeckt. Wenn wir bei der bevorstehenden Expedition zur Bergung der Relikte von IM1 ein Ausrüstungsteil auf dem Meeresboden finden , wissen wir, dass es von einer außerirdischen technologischen Zivilisation hergestellt wurde. Basierend auf der neu ermittelten Feuerballhöhe war die Materialstärke von IM1 zehnmal höherals alle 272 Meteore im CNEOS-Katalog. Wenn man die Geschwindigkeit von IM1 in die Vergangenheit extrapoliert, bedeutet dies, dass er sich im interstellaren Raum mit 60 Kilometern pro Sekunde bewegte, schneller als 95 % aller Sterne in der Nähe der Sonne. Ein herkömmlicher chemischer Raketentriebwerk könnte diese Übergeschwindigkeit erklären. Der Motor von IM1 könnte die aktuellen Technologien repräsentieren, die wir für interstellare Sonden wie Voyager 1 und 2, Pioneer 10 und 11 und New Horizons verwenden.

Wir hoffen, dass wir durch die Untersuchung interstellarer Objekte neue Antriebsmethoden kennenlernen, die es uns leichter machen, in den interstellaren Raum vorzudringen. Wie in meinem kommenden Buch mit dem Titel „ Interstellar “ erwähnt , versuche ich von einer höheren Intelligenz im Weltraum zu lernen, was wir anstreben könnten.

ÜBER DEN AUTOR

Avi Loeb ist Leiter des Galileo-Projekts, Gründungsdirektor der Black Hole Initiative der Harvard University, Direktor des Institute for Theory and Computation am Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics und ehemaliger Vorsitzender der Astronomieabteilung der Harvard University (2011). –2020). Er ist Vorsitzender des Beirats für das Breakthrough Starshot-Projekt und ehemaliges Mitglied des President's Council of Advisors on Science and Technology sowie ehemaliger Vorsitzender des Board on Physics and Astronomy der National Academies. Er ist der Bestsellerautor von „ Extraterrestrial: The First Sign of Intelligent Life Beyond Earth “ und Co-Autor des Lehrbuchs „ Life in the Cosmos “, beide erschienen im Jahr 2021. Sein neues Buch mit dem Titel „ Interstellar Die Veröffentlichung ist für August 2023 geplant.