Общая теория относительности Альберта Эйнштейна не только изменила наше понимание космоса, но и предсказала явления, которые продолжают захватывать и бросать вызов научному сообществу. Среди этих предсказаний было гравитационное линзирование — искривление света под действием гравитации массивных небесных объектов. Этот изгиб, подобный космической лупе, позволяет астрономам наблюдать далекие галактики.

Теперь, более ста лет спустя, Слава Турышев из Лаборатории реактивного движения НАСА впервые применяет этот принцип в новых сферах. Турышев исследовал потенциал Солнца как космической линзы не только для наблюдения за Вселенной, но и для подпитки наших межзвездных усилий. Его статья, ожидающая рассмотрения в Физический обзор D представляет дальновидный план использования так называемых солнечных гравитационных линз (SGL) для передачи энергии между звездами.

Как все это может работать

Солнечная гравитационная линза (SGL) — это явление, которое возникает, когда гравитационное поле Солнца изгибается и фокусирует свет от удаленного объекта, такого как звезда или галактика.

Этот эффект изгиба подобен тому, как стеклянная линза фокусирует свет в точку. Массивное тело Солнца создает искривление пространства-времени, искривляя пути прохождения фотонов к его центру. Когда эти пути правильно совпадают с наблюдателем, например телескопом, расположенным на определенном расстоянии от Солнца, свет от удаленных объектов увеличивается и усиливается, что позволяет проводить подробные наблюдения, которые в противном случае были бы невозможны с помощью современных технологий из-за огромных расстояний. космос.

Но может быть и другое применение для SGL.

Идея столь же смелая, как и элегантная: размещение передатчика в фокальной области SGL, где гравитация Солнца будет резко фокусировать световые лучи, могло бы обеспечить передачу энергии через Вселенную. Такая система могла бы не только усиливать слабые сигналы от удаленных объектов, но и служить средством наблюдения с высоким разрешением. Это сравнимо с тем, что делают орбитальные телескопы, но в гораздо более грандиозном, межзвездном масштабе.

В своей статье Турышев обсуждает способы использования гравитационного поля звезды для направления сфокусированной энергии в далекие звездные системы, используя технологию, аналогичную той, которая используется для межпланетной связи, но только более усовершенствованную.

Основываясь на предыдущих исследованиях

Турышев и его коллега, старший научный сотрудник Карлтонского университета Виктор Тот, в предыдущих публикациях подробно исследовали физику гравитационных линз. Они также исследовали потенциал космического корабля, расположенного в фокальной области SGL, для облегчения передовых астрономических исследований. Это включает в себя то, как SGL может усиливать свет от слабых далеких объектов, таких как экзопланеты, до такой степени, что разрешение будет эквивалентно наблюдениям, сделанным с высокой орбиты. Клаудио Макконе, астроном и математик, занимающийся поиском внеземного разума (SETI), также продемонстрировал в отдельном исследовании, как SGL могут облегчить межзвездное общение.

Текущие исследования Турышева строятся на этих основах, исследуя способы использования гравитационного поля звезды для передачи сфокусированной энергии. Он предлагает методы усиления света с использованием одной или двух систем линз. Он придумал три способа отправить лазерную энергию в космос. В каждом методе он помещал лазерный передатчик в определенную точку рядом с линзой, откуда он мог посылать более сильный сигнал на удаленный приемник. Его результаты показали, что при такой конфигурации соотношение сигнал/шум передаваемого сигнала будет намного выше, поскольку линзы усиливают свет.

Последствия исследования Турышева глубоки. Если этот метод передачи энергии окажется жизнеспособным, он может ознаменовать новую эпоху освоения космоса. Обеспечив передачу энергии между звездными системами, мы сможем не только выполнять длительные миссии в глубоком космосе, но и заложить основу для межзвездной колонизации.

«Мы показываем осуществимость и предоставляем инструменты, которые можно использовать для решения всех этих нюансов. И у нас уже есть довольно хорошие значения SNR, поэтому включение этих дополнительных условий моделирования не приведет к значительному снижению чувствительности. Таким образом, это первая статья, в которой все темы рассматриваются в неспекулятивной манере, фокусируясь только на физике», — сказал Турышев. Вселенная сегодня .

Однако путь к реализации этого видения сопряжен со многими логистическими сложностями. Настройка передатчиков и приемников на звездных расстояниях требует точной инженерии и навигации, которые еще предстоит достичь. Мало того, другие гравитационные поля на пути передачи также могут искривлять и ослаблять сигнал.

Несмотря на эти проблемы, гравитационное линзирование могло бы обеспечить наблюдение, связь и передачу энергии на межзвездные расстояния. Исследование Турышева дает теоретическую основу для дальнейших исследований. Наше Солнце может не только обеспечивать свет и тепло, но и служить центром межзвездной связи и распределения энергии.