ในบทความออนไลน์ที่arXiv.org/abs/0908.1803นักฟิสิกส์ Louis Crane และผู้ทำงานร่วมกัน Shawn Westmoreland สำรวจหลักเกณฑ์ในการสร้างยานอวกาศที่ขับเคลื่อนด้วยหลุมดำ”เราคิดว่าควรศึกษาความเป็นไปได้นี้อย่างรอบคอบ” พวกเขาเขียน “เพราะมันจะมีผลกระทบอย่างลึกซึ้งต่ออนาคตของมนุษย์อันไกลโพ้น ซึ่งไม่มีข้อเสนออื่นที่มีพื้นฐานมาจากฟิสิกส์ที่รู้จักกันในปัจจุบันสามารถทำซ้ำได้”
อันที่จริงแล้วฟิสิกส์ที่รู้จักกันในปัจจุบันเป็นแหล่ง
ของการมองโลกในแง่ร้ายอย่างมากสำหรับผู้สนับสนุนการเดินทางในอวกาศระยะไกล สิ่งมีชีวิตมีความเปราะบางอย่างรุนแรงต่อรังสีคอสมิกและรังสีอื่นๆ ที่ไหลผ่านอวกาศ ยานอวกาศใดๆ ก็ตามที่สามารถปกป้องลูกเรือได้นั้นต้องการเกราะป้องกันจำนวนมหาศาล โดยคิดเป็น 400 เมตริกตันต่อแคปซูลหนึ่งแคปซูล นั่นเป็นปริมาณที่ห้ามปรามสำหรับยานขนาดเล็กมาก เพื่อให้การกำบังมีขนาดพอเหมาะกับขนาดของเรือ คุณต้องขยายขนาดให้ใหญ่ขึ้น
“ดังนั้นจึงประหยัดกว่าหากนึกถึงเรือลำใหญ่ที่มีน้ำหนักหลายพันตัน ซึ่งคนกลุ่มหนึ่งสามารถอยู่ได้ตลอดไป” เครนและเวสต์มอร์แลนด์แห่งมหาวิทยาลัยแคนซัสสเตทเขียน แต่ดูเหมือนจะไม่มีวิธีใดที่จะจัดหาพลังงานที่จำเป็นในการเร่งยานให้มีความเร็วมหาศาลซึ่งจำเป็นสำหรับการสำรวจระหว่างดวงดาว
ผู้ที่ชื่นชอบ Star Trekอาจสังเกตว่าการทำลายสสารและปฏิสสารดูเหมือนว่าจะทำงานได้ดีสำหรับEnterprise และโดยหลักการแล้ว Crane และ Westmoreland เห็นด้วย เชื้อเพลิงปฏิสสารสามารถผลิตพลังงานเอ็นเตอร์ไพรส์ได้ แต่ปัญหาอยู่ที่การเริ่มสร้างปฏิสสาร ซึ่งเป็นกระบวนการที่ตัวมันเองจะใช้พลังงานจำนวนมหาศาล มันเหมือนกับปัญหาของเศรษฐกิจไฮโดรเจนในอนาคตที่เร่งรีบอย่างมาก ไฮโดรเจนไม่ใช่แหล่งพลังงาน แต่เป็นวิธีการกักเก็บ คุณยังคงต้องการพลังงานจำนวนมากเพื่อให้ได้ไฮโดรเจนตั้งแต่แรก เช่นเดียวกับปฏิสสาร
แต่มีแหล่งพลังงานระดับจักรวาลอีกแหล่งหนึ่งที่อาจนำไป
ใช้เพื่อขับเคลื่อนยานอวกาศได้ นั่นคือการปล่อยพลังงานจากหลุมดำ กลยุทธ์นั้นไม่ได้คิดขึ้นมาทันที อาจเป็นเพราะหลุมดำมีชื่อเสียงในการกลืนกินมวลและพลังงาน (มีชื่อเสียงจำกัดแม้กระทั่งแสง) แต่เมื่อสตีเฟน ฮอว์คิง ( แฟน Star Trekเอง) ค้นพบ ฟิสิกส์อนุญาต (และด้วยเหตุนี้) หลุมดำจึงปล่อย “รังสีฮอว์คิง” ซึ่งเป็นอนุภาคและโฟตอนที่จะลดมวลของหลุมดำลงอย่างช้าๆ ขณะที่พวกมันไหลออกไป หลุมดำที่ปล่อยทิ้งไว้โดยลำพังโดยไม่มีแหล่งอาหารก็หดตัวลงอย่างแน่นอนพอๆ กับบอลลูนฮีเลียมที่มีรูเข็มรั่ว
นี่คือส่วนที่ดีที่สุด: ยิ่งหลุมดำมีขนาดเล็กลงเท่าใด หลุมดำก็จะยิ่งหดตัวเร็วขึ้นเท่านั้น หลุมดำขนาดเล็กมากจึงพ่นพลังงานจำนวนมากออกมา หลุมดำที่เล็กมาก – เล็กกว่าอะตอมมาก – จะปล่อยพลังงานมากพอที่จะให้พลังงานแก่ยานอวกาศ หลุมดำดังกล่าวจะปล่อยพลังงานที่ใช้ในการสร้างพวกมันเป็นเปอร์เซ็นต์ที่สูงกว่าไฮโดรเจนหรือปฏิสสาร
เป็นไปได้
หลุมดำที่ผลิตขึ้นที่ LHC จะไม่เป็นผลดีต่อเชื้อเพลิงยานอวกาศ พวกมันจะเล็กมากจนการสลายใช้เวลาเพียงเสี้ยววินาที ซึ่งเป็นเหตุผลว่าทำไมพวกเขาถึงไม่เป็นอันตรายต่อการทำลายบันทึกที่สมบูรณ์ของผู้ทำนายว่าผิด แต่บางทีอาจเป็นไปได้ที่จะสร้างหลุมดำที่ใหญ่กว่าเล็กน้อย ซึ่งจะสร้างรังสีฮอว์คิงในปริมาณที่เพียงพอ นานพอที่จะขับเรือขนาดใหญ่ข้ามอวกาศเพื่อไปถึงดาวดวงอื่นในเวลาที่เหมาะสม
แนวโน้มที่จะประสบความสำเร็จในภารกิจนั้นขึ้นอยู่กับความสามารถในการคำนวณอย่างแม่นยำว่าหลุมดำปล่อยรังสีฮอว์คิงออกมามากน้อยเพียงใด มันไม่ง่ายเลยคณิตศาสตร์ หนังสือเรียนส่วนใหญ่ใช้การประมาณคร่าวๆ ซึ่งอาจประเมินพลังงานหลุมดำที่แท้จริงต่ำเกินไป เมื่อใช้วิธีการที่ซับซ้อนมากขึ้น Crane และ Westmoreland สรุปว่าหลุมดำที่มีคุณสมบัติในการขับเคลื่อนที่เหมาะสมอาจสอดคล้องกับกฎของฟิสิกส์ “ดูเหมือนว่าการสร้างหลุมดำเทียมและใช้มันขับเคลื่อนยานอวกาศนั้นเป็นไปได้” เครนและเวสต์มอร์แลนด์เขียน
การคำนวณของพวกเขาชี้ให้เห็นว่าหลุมดำที่มีขนาดประมาณ 2-3 attometer หรือมากกว่านั้น (attometer คือนาโนนาโนเมตรซึ่งเล็กกว่าโปรตอน) ซึ่งมีมวลประมาณหนึ่งล้านเมตริกตันสามารถให้พลังงานจำนวนมากเป็นเวลาหลายทศวรรษก่อนที่จะหดตัว สู่ความว่างเปล่าและหายไปในระเบิดสุดท้าย การสร้างหลุมดำขนาดดังกล่าวต้องใช้เลเซอร์รังสีแกมมาจำนวนมหาศาลซึ่งขับเคลื่อนโดยแผงเซลล์แสงอาทิตย์ขนาดยักษ์ที่โคจรรอบดวงอาทิตย์ ลำแสงเลเซอร์ที่บรรจบกันจะรวมพลังงานอย่างหนาแน่นพอที่จะสร้างหลุมดำ (ที่ไหนสักแห่งในบริเวณใกล้เคียงกับดวงอาทิตย์) ซึ่งจากนั้นจะถูกควบคุมไปยังยานอวกาศที่ติดตั้งจานพาราโบลาเพื่อโฟกัสการปล่อยพลังงานของหลุมดำ การควบคุมหลุมดำไม่ใช่ปัญหา เครนและเวสต์มอร์แลนด์พูดว่า: “จำเป็นต้องกระจายรังสีออกจากหลุมดำเพื่อให้เกิดโมเมนตัมเท่านั้น” โดยทั่วไปมันค่อนข้างง่าย
แต่มีการจับแน่นอน ปรากฎว่าปริมาณพลังงานที่หลุมดำขนาดต่ำกว่าอะตอมสร้างขึ้นนั้นขึ้นอยู่กับรายละเอียดของฟิสิกส์ของแรงโน้มถ่วงควอนตัม และทฤษฎีความโน้มถ่วงควอนตัมที่สมบูรณ์เป็นสิ่งที่นักวิทยาศาสตร์ในปัจจุบันไม่มี พวกเขาต้องการ LHC เพื่อให้เบาะแสที่จำเป็น
โดยเฉพาะอย่างยิ่ง ผลผลิตพลังงานหลุมดำที่เครนและเวสต์มอร์แลนด์คำนวณอาจเป็นจริงได้ก็ต่อเมื่อฟิสิกส์ของจักรวาลรวมเอากรอบทางคณิตศาสตร์ที่เรียกว่าสมมาตรยิ่งยวด กฎฟิสิกส์ของอนุภาคที่จัดตั้งขึ้น ซึ่งอธิบายถึงควาร์กและเลปตอนซึ่งประกอบกันเป็นสสารและแรงส่งโบซอนระหว่างพวกมัน มีรากฐานมาจากหลักการสมมาตรทางคณิตศาสตร์ ความสมมาตรบังคับใช้ข้อกำหนดที่ว่ากฎของฟิสิกส์มีผลใช้บังคับกับทุกคนอย่างเท่าเทียมกัน ไม่ว่าพวกเขาจะอาศัยอยู่ที่ใดในเอกภพ หรือเคลื่อนที่หรือหมุนเร็วเพียงใด สมมาตรยิ่งยวดนำกฎเหล่านั้นไปอีกขั้น ในแง่หนึ่ง สตีเวน ไวน์เบิร์ก ผู้ได้รับรางวัลโนเบลแห่ง
แนะนำ : ข่าวดารา | กัญชา | เกมส์มือถือ | เกมส์ฟีฟาย | สัตว์เลี้ยง
