Propulsi Eksotis

Dalam sebuah makalah tahun 1957 , ahli kosmologi Hermann Bondi mempertimbangkan kemungkinan bahwa sebuah benda bermassa negatif akan menciptakan gaya gravitasi yang menjijikkan. Ketika ditempatkan di sebelah massa positif, itu akan menolaknya tetapi massa positif akan menarik massa negatif. Jika kedua massa sama tetapi bertanda berlawanan, pasangan akan dipercepat ke arah yang sama tanpa batas. Energi kinetik total akan menjadi nol, konsisten dengan kekekalan energi.

Jika massa positifnya adalah planet mirip Bumi, mesin ini dapat berakselerasi dengan kecepatan 1 g , akselerasi nyaman yang kita rasakan di permukaan Bumi. Termasuk penumpang yang terbuat dari bahan planet ini, seperti manusia, datang tanpa biaya. Mempercepat 1 g selama setahun penuh akan membawa planet ini ke kecepatan cahaya. Akselerasi yang stabil selama beberapa dekade akan memungkinkan planet ini melintasi seluruh alam semesta selama masa hidup penumpang, berkat pelebaran waktu yang dialami sangat dekat dengan kecepatan cahaya.

Satu-satunya komponen mesin yang hilang yang memungkinkan kita melakukan perjalanan seperti itu adalah massa negatif. Robert Forward menulis makalah tentang peluang yang ditawarkan oleh konsep propulsi ini pada tahun 1990, dan saat ini saya sedang menulis bersama makalah yang menunjukkan cara merekayasa benda bermassa negatif dari medan skalar, konsisten dengan Teori Relativitas Umum Albert Einstein .

Apakah ada cara lain untuk mencapai kecepatan cahaya? Pendekatan yang kurang hipotetis adalah menggunakan layar cahaya, yaitu selaput tipis yang didorong dengan memantulkan cahaya. Dalam konsep Starshot yang saya ketuai sebagai dewan penasehat ilmiah, muatan skala gram pada layar seukuran manusia didorong oleh sinar laser 100 giga-Watt selama beberapa menit ke sebagian kecil dari kecepatan cahaya melintasi jarak. itu 5 kali lebih jauh dari Bulan. NASA saat ini sedang mengembangkan layar surya sebagai metode propulsi futuristik untuk eksplorasi ruang angkasa.

Jika peradaban lain terlibat dalam propulsi layar laser muatan besar antara planet layak huni seperti Bumi dan Mars, kita bisa melihat kilatan cahaya saat kedua planet diorientasikan di sepanjang garis pandang kita. Dalam makalah tahun 2015 dengan mantan postdoc saya, James Guillochon, kami menghitung fitur kilatan cahaya yang dihasilkan sebagai tanda tangan teknologi yang menarik.

Mungkinkah layar cahaya seperti Starshot melintas di dekat Bumi tanpa kita sadari? Para astronom melatih teleskop mereka pada asteroid atau komet tata surya yang bergerak sepuluh ribu kali lebih lambat dari cahaya. Jika wahana antariksa Starshot lewat, teleskop survei seperti Pan-STARRS , Zwicky Transient Facility , atau Observatorium Vera C. Rubin yang akan datang , paling-paling hanya akan melihatnya sekali dan para astronom akan mengabaikan data yang langka. Selain itu, objek seukuran manusia hanya dapat dideteksi jika bertabrakan dengan Bumi dan menghasilkan bola api dari gesekannya dengan atmosfer. Dalam sebuah makalah baru-baru inidengan murid saya Amir Siraj, kami menunjukkan bahwa jaringan global dari beberapa ratus kamera optik semua langit dengan resolusi waktu sepersepuluh milidetik akan mampu mendeteksi meteor Starshot yang bergerak mendekati kecepatan cahaya.

Penyelidikan teknologi yang menabrak planet berpotensi bertahan dari masuknya atmosfer jika dilengkapi dengan parasut atau dikelilingi oleh penutup pelindung. Meteor antarbintang pertama, IM1 dan IM2, terdeteksi melalui bola api mereka. Jika kita menemukan peralatan apa pun di dasar laut dalam ekspedisi yang akan datang untuk mengambil peninggalan IM1, kita akan tahu bahwa itu dibuat oleh peradaban teknologi luar angkasa. Berdasarkan elevasi bola api yang baru ditentukan , kekuatan material IM1 sepuluh kali lebih kuatdari semua 272 meteor di katalog CNEOS. Ekstrapolasi kecepatan IM1 ke masa lalu menyiratkan bahwa ia bergerak dengan kecepatan 60 kilometer per detik di ruang antarbintang, lebih cepat dari 95% semua bintang di sekitar Matahari. Mesin roket kimia konvensional dapat menjelaskan kecepatan berlebih ini. Mesin IM1 dapat mewakili teknologi saat ini yang kami gunakan untuk penyelidikan antarbintang seperti Voyager 1 dan 2, Pioneer 10 dan 11, dan New Horizons.

Kami berharap dengan mempelajari objek antarbintang, kita akan belajar tentang metode propulsi baru yang akan memudahkan kita menjelajahi ruang antarbintang. Seperti dicatat dalam buku saya yang akan datang berjudul " Interstellar " , saya berusaha untuk belajar dari kecerdasan yang lebih tinggi di luar angkasa tentang apa yang bisa kita cita-citakan.

TENTANG PENULIS

Avi Loeb adalah kepala Proyek Galileo, direktur pendiri Inisiatif Lubang Hitam Universitas Harvard, direktur Institut Teori dan Komputasi di Pusat Astrofisika Harvard-Smithsonian, dan mantan ketua departemen astronomi di Universitas Harvard (2011 –2020). Dia memimpin dewan penasihat untuk proyek Breakthrough Starshot, dan merupakan mantan anggota Dewan Penasihat Presiden untuk Sains dan Teknologi dan mantan ketua Dewan Fisika dan Astronomi Akademi Nasional. Dia adalah penulis buku terlaris “ Extraterrestrial: The First Sign of Intelligent Life Beyond Earth ” dan salah satu penulis buku teks “ Life in the Cosmos ”, keduanya diterbitkan pada tahun 2021. Buku barunya berjudul “ Interstellar ”, dijadwalkan untuk diterbitkan pada Agustus 2023.