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人造黑洞動力宇宙飛船計劃

人造黑洞


人造黑洞動力宇宙飛船計劃

人造黑洞動力宇宙飛船計劃
道格拉斯·亞當斯在他的《銀河系漫游指南》一書中寫道，“宇宙空間無比巨大，你簡直無法相信它是多么的浩瀚無際，其程度令人難以置信 。
距離我們地球最近的半人馬座比鄰星也有4.2光年遠，這是地球和太陽之間距離的20多萬倍 。假設我們搭乘美國國家航空航天局的“旅行者1號”去半人馬座的比鄰星旅行，以每秒大約17公里的速度前往尚需7萬4千年 。
現在有兩種全新的恒星飛船可能性設計方案擺到了桌面上，這些可能性設計方案能夠使我們，或者更確切地說能夠使我們遙遠的后代到達恒星 。
紐約大學的物理學家Jia Liu（劉嘉，音譯）初步設計出以暗物質為動力的太空船 。此后不久，數學家路易斯·克瑞恩和曼哈頓島堪薩斯州立大學的肖恩‧韋斯特摩蘭（Shawn Westmoreland）提出了一個以人造黑洞為動力的航空器的計劃 。
我們來看一看劉嘉的暗物質恒星飛船 。由于暗物質對恒星和星系的重力牽引方式，多數天文學家認識到暗物質的存在 。這樣的觀測報告顯示，暗物質比宇宙中看得見的物質重6倍 ， 因此一艘暗物質恒星飛船應該擁有大量的燃料供給 。
因為宇宙中的暗物質非常豐富 ， 劉嘉設計了一個不需要自身攜帶燃料的火箭 。這一點立即超越了其他許多恒星飛船的不足之處，這些恒星飛船的巨大燃料供給極大增加了飛船的重量，妨礙了它們的加速能力 。劉嘉說，“暗物質火箭將在途中獲得自身的燃料 ?！?br /> 他的計劃是利用暗物質粒子的湮滅所釋放的能量來推動火箭 。劉嘉的想法更多地依靠理論物理學 。實際上沒有人知道暗物質是由什么構成的 。一種領先的理論斷定，暗物質是由中性伴隨子組成，這些粒子沒有電荷 。中性伴隨子非常古怪，它們有自己的反粒子：在恰當的情況下相互碰撞的兩個中性伴隨子將互相湮滅 。
【人造黑洞動力宇宙飛船計劃】如果暗物質粒子以這種方式湮滅，它們將會把全部質量轉化為能量 。1公斤暗物質粒子將釋放出大約1017 焦耳的能量，是1公斤炸藥的100億倍，足夠推動火箭前進 。
劉嘉指出，暗物質火箭穿行得越快，捕獲的暗物質就越多 ， 速度就越來越快 。精確的加速度值依賴于周圍暗物質的密度、發動機的搜集區域和火箭的質量 。在劉嘉的計算中，他假設宇宙飛船只有100噸重 ， 搜集區域為100平方米 。這樣，抵達比鄰星的旅行時間將會從幾萬年縮減到只有幾年的時間 。
當然，還有一個小問題 。為了更有效地工作，劉嘉的火箭將不得不穿越濃厚的暗物質區域 。迄今所知，最大的暗物質聚集區距離銀河系中心有2.6萬光年之遙 。劉嘉指出，現在還沒有人詳細地繪出銀河系暗物質的分布圖 ， 他希望能發現較近的聚集區 。

為了抵達其他恒星，需要充分利用燃料的每一滴能量 。化學火箭效率非常差，只能把它們質量的10-10之一轉化為能量 。即使是核燃料也只能把不到百分之一的質量轉換為能量 。反物質火箭將成為黃金標準 。
1970年，斯蒂芬·霍金演示了并不全黑的黑洞：當黑洞的全部物質轉換成季度緊縮的亞原子粒子團時，它們能夠“蒸發”，克瑞恩相信，用于推動宇宙飛船穿越星系的將是這種輻射 。
實際上，我們必須自己做一個黑洞 。為了創建一個黑洞，克瑞恩說 ， 你需要把大量的能量聚集到一個很小的體積內 。他設想利用太陽能給一個巨大的伽瑪射線激光器“充電” 。用一個250公里寬的太陽能面板搜集能量，這個面板在距太陽幾百萬公里的軌道上運行 ， 在大約一年的時間里吸收陽光 。
根據克瑞恩的說法，百萬噸級的黑洞宇宙飛船將在幾十年內加速到光速 。如果這仍然很慢，還會有一種辦法來提高速度 。較小的黑洞將會釋放更多的霍金輻射，因此，只要你供給它一些額外的物質 ， 它就會更快地推動飛船前進 。一旦你在飛船中以這種速度旅行，你自己的時間將會變慢，你的年齡要比地球上你朋友和家人的年齡要過得慢 。克瑞恩說：“在一個人的有限生命時間里，到達250萬光年遠的仙女座星系是完全有可能的 ?！?br /> 這看起來非常令人興奮，克瑞恩反復地說 ， 就他所知 ， 這是唯一可行的星際旅行方法 。更先進的外星文明是完全有可能坐著他們的黑洞宇宙飛船在銀河系中遨游的 。因此 ， 尋找黑洞宇宙飛船將是尋找地球之外智能的最佳途徑 。當黑洞給飛船提供動力時，它放射出霍金輻射，會對時空產生抖動和波動，我們可能會有能力檢測這種波動 ， 這不同于地球上所知的引力波 。
首先，我們需要建立一個新的引力波觀測臺 ?，F有的設施，如放置在華盛頓哈佛大學和路易斯安那州利文斯頓大學成對的LIGO (引力波觀測激光干涉儀) ， 它們最初是用于尋找低頻的引力波，這種引力波是當黑洞靠近中子星時放射出來的 ， 這與黑洞宇宙飛船產生的快速波動非常不同 。
也許ET（外星人）早已經做出了選擇 ， 要建造的是一艘暗物質宇宙飛船，而不是黑洞宇宙飛船 。劉嘉說，“如果先進的地外文明目前使用的是暗物質火箭，那么 ， 暗物質的高密度區域很可能就像大城市一樣，是交通樞紐地區 ?！?br /> 克瑞恩相信我們正在觀察最大規模的達爾文進化論：只有那些擁有生物的宇宙才能夠制造黑洞，然后才能誕生出其他宇宙，與此同時，那些沒有生命的宇宙最終將會消亡 。
他最新的計算使他意識到，能夠制造一個剛好適合推動宇宙飛船的黑洞，這是多么的不可思議 。在他看來，對于一個智能文明來說，制造黑洞唯一的理由是星際旅行 。
他說，“如果這個假設是正確的 ， 我們就生活在一個非常適宜制造宇宙飛船的宇宙里！”

騰訊科技（嘟嘟/編譯）