Межгалактическое путешествие - Intergalactic travel

В Большое Магелланово Облако, а карликовая галактика. Находящаяся на расстоянии 163 000 световых лет, это третья по близости к Млечному Пути галактика.

Межгалактическое путешествие это гипотетический экипаж или же без экипажа путешествовать между галактики. Из-за огромных расстояний между Млечный Путь и даже его ближайшие соседи - от десятков тысяч до миллионов световых лет - любое подобное предприятие было бы намного более технологичным, чем даже межзвездное путешествие. Межгалактические расстояния примерно в сто тысяч раз (на пять порядков) больше, чем их межзвездные аналоги.[а]

Технологии, необходимые для путешествий между галактиками, выходят далеко за рамки нынешних возможностей человечества и в настоящее время являются предметом только предположений, гипотез и научная фантастика.

Однако теоретически нет ничего, что окончательно указывало бы на то, что межгалактическое путешествие невозможно. Существует несколько предполагаемых методов осуществления такого путешествия, и на сегодняшний день несколько ученых серьезно изучили межгалактические путешествия.[1][2][3]

Трудности

Из-за больших расстояний любая серьезная попытка путешествовать между галактиками потребовала бы методов движущая сила далеко за пределы того, что в настоящее время считается возможным, чтобы приблизить большой корабль к скорость света.

Согласно нашему текущему пониманию физика, объект в пространстве-времени не может превышать скорость света,[4] а это означает, что попытка отправиться в любую другую галактику была бы путешествием на миллионы земных лет обычным полетом.

Путешествие человека со скоростью, не близкой к скорости света, потребует либо того, чтобы мы преодолели нашу собственную смертность с помощью таких технологий, как радикальные продление жизни или путешествуя с корабль поколения. Если двигаться со скоростью, близкой к скорости света, замедление времени позволит совершить межгалактическое путешествие за десятилетия пребывания на корабле.

Дополнительные ограничения включают множество неизвестных относительно долговечности космического корабля для такого сложного путешествия. Колебания температуры, как в теплая-горячая межгалактическая среда потенциально может разрушить будущий космический корабль, если не будет должным образом защищен.

Эти проблемы также означают, что обратный путь будет очень трудным, и, возможно, настало время для обратного пути. превышают видовую продолжительность жизни человека на Земле (см. обсуждение продолжительности жизни цивилизации в уравнение Дрейка ). Следовательно, все будущие исследования рисков и осуществимости межгалактических путешествий должны будут включать широкий спектр симуляций, чтобы увеличить шансы на успешную загрузку.

Возможные методы

Экстремальные длительные путешествия

Для путешествий в другие галактики на субсветовых скоростях потребуется время полета от сотен тысяч до многих миллионов лет. На сегодняшний день был создан только один такой дизайн.[1]

Гиперскоростные звезды

Смотрите также: Межгалактическая звезда

Теоретически в 1988 г.[5] и наблюдалось в 2005 году,[6] звезды движутся быстрее, чем скорость убегания Млечного Пути и отправляются в межгалактическое пространство.[7] Есть несколько теории их существования. Одним из механизмов было бы то, что огромная черная дыра в центре Млечный Путь выбрасывает звезды из галактики со скоростью примерно одну каждые сто тысяч лет. Другой предполагаемый механизм мог бы быть взрывом сверхновой в двойной системе.[8]

Эти звезды движутся со скоростью до 3000 км / сек. Однако недавно (ноябрь 2014 г.) звезды, разгоняющиеся до значительной части скорости света, были постулированы на основе численных методов.[9] Названные авторами полурелятивистскими звездами гиперскоростей, они будут выброшены в результате слияния сверхмассивные черные дыры в сталкивающихся галактиках. Авторы думают, что эти звезды будут обнаружены в ближайшие телескопы.[10]

Их можно использовать, выйдя на орбиту вокруг них и ожидая.[11][12]

Искусственное продвижение звезды

Смотрите также: Звездный двигатель

Другое предложение - искусственно продвигать звезду в сторону другой галактики.[13][14]

Замедление времени

В то время как свету требуется примерно 2,54 миллиона лет, чтобы пересечь космический залив между Землей и, например, Галактика Андромеды, это займет гораздо меньше времени с точки зрения путешественника на скорости, близкой к скорости света, из-за воздействия замедление времени; время, которое испытывает путешественник, зависит как от скорости (меньше скорости света), так и от пройденного расстояния (сокращение длины ). Поэтому межгалактическое путешествие для людей теоретически возможно с точки зрения путешественника.[15]

Разгон до скорости, близкой к скорости света, с релятивистская ракета позволит значительно сократить время в пути на корабле, но потребует очень большого количества энергии. Способ сделать это космическое путешествие с постоянным ускорением. Путешествие в Галактика Андромеды На расстоянии 2,54 миллиона световых лет, время полета на корабле составит 28 лет.[нужна цитата ] с постоянным ускорением 1g и замедлением 1g после достижения половины пути, чтобы иметь возможность остановиться.

Чтобы добраться до Галактики Андромеды с таким ускорением, потребуется 4 100 000 кг топлива на 1 кг полезной нагрузки, исходя из нереалистичного предположения о 100% эффективном двигателе, преобразующем материю в энергию. Замедление на полпути для остановки резко увеличивает потребность в топливе до 42 триллионов кг топлива на кг полезной нагрузки. Это в десять раз больше массы гора Эверест требуется в топливе на каждый кг полезной нагрузки. Поскольку топливо увеличивает общую массу корабля, перевозка большего количества топлива также увеличивает энергию, необходимую для движения с определенным ускорением, и дополнительное топливо, добавленное для компенсации увеличенной массы, будет еще больше усугублять проблему.[16]

Требования к топливу для полета к Галактике Андромеды с постоянным ускорением означают, что либо полезная нагрузка должна быть очень маленькой, космический корабль должен быть очень большим, либо он должен собирать топливо или получать энергию по пути другими способами (например, используя ПВРД Bussard ).

Возможные сверхсветовые методы

В Алькубьерре драйв - это гипотетическая концепция, которая может заставить космический корабль набрать скорость быстрее света (сам космический корабль не будет двигаться быстрее света, но пространство вокруг него будет). Теоретически это могло бы позволить практическое межгалактическое путешествие. Нет известного способа создать волну, искажающую пространство, эта концепция должна работать, но показатели уравнений соответствуют теории относительности и пределу скорости света.[17]

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ а б Беррусс, Роберт Пейдж; Колвелл, Дж. (Сентябрь – октябрь 1987 г.). «Межгалактическое путешествие: долгое путешествие из дома». Футурист. 21 (5): 29–33.
  2. ^ Фогг, Мартин (ноябрь 1988 г.). «Возможность межгалактической колонизации и ее значение для SETI». Журнал Британского межпланетного общества. 41 (11): 491–496. Bibcode:1988JBIS ... 41..491F.
  3. ^ Армстронг, Стюарт; Сандберг, Андерс. «Вечность за шесть часов: межгалактическое распространение разумной жизни и обострение парадокса Ферми» (PDF). Институт будущего человечества, факультет философии Оксфордского университета. Цитировать журнал требует | журнал = (помощь)
  4. ^ Московиц, Клара (6 мая 2009 г.). "Warp Drive из" Звездного пути: не невозможно ". Space.com.
  5. ^ Холмы, Дж. Г. (1988). «Гиперскоростные и приливные звезды из двойных систем, разрушенных массивной галактической черной дырой» (PDF). Природа. 331 (6158): 687–689. Bibcode:1988Натура 331..687H. Дои:10.1038 / 331687a0.
  6. ^ Браун, Уоррен Р.; Геллер, Маргарет Дж .; Кеньон, Скотт Дж .; Курц, Майкл Дж. (2005). «Открытие несвязанной гиперскоростной звезды в гало Млечного Пути». Астрофизический журнал. 622 (1): L33 – L36. arXiv:Astro-ph / 0501177. Bibcode:2005ApJ ... 622L..33B. Дои:10.1086/429378.
  7. ^ "Звездный проект Hyper Velocity: звезды". Звездный проект Hyper-Velocity. 6 сентября 2009 г.. Получено 20 сентября 2014.
  8. ^ Ватцке, Меган (28 ноября 2007 г.). «Чандра обнаруживает космическое пушечное ядро». Newswise.
  9. ^ Гильошон, Джеймс; Лоеб, Авраам (18 ноября 2014 г.). «Самые быстрые звезды во Вселенной». Астрофизический журнал. 806: 124. arXiv:1411.5022. Bibcode:2015ApJ ... 806..124G. Дои:10.1088 / 0004-637X / 806/1/124.
  10. ^ Гильошон, Джеймс; Лоеб, Авраам (18 ноября 2014 г.). «Наблюдательная космология с полурелятивистскими звездами». arXiv:1411.5030 [astro-ph.CO ].
  11. ^ Вильярд, Рэй (24 мая 2010 г.). "Большой побег: межгалактическое путешествие возможно". Новости открытия. Получено 18 октября, 2010.
  12. ^ Гилстер, Пол (26 июня 2014 г.). «Межгалактическое путешествие через сверхскоростные звезды». centauri-dreams.org. Получено 16 сентября 2014.
  13. ^ Гилстер, Пол (27 июня 2014 г.). "Звезды как звездные двигатели". centauri-dreams.org. Получено 16 сентября 2014.
  14. ^ Гилстер, Пол (30 июня 2014 г.). «Строительство Чаши Небесной». centauri-dreams.org. Получено 16 сентября 2014.
  15. ^ Гилстер, Пол (25 июня 2014 г.). "Перекресток Андромеды Сагана". centauri-dreams.org. Получено 16 сентября 2014.
  16. ^ «Релятивистская ракета». math.ucr.edu. Получено 4 апреля 2018.
  17. ^ Алькубьерре, Мигель (1994). «Варп-двигатель: сверхбыстрое путешествие в рамках общей теории относительности». Классическая и квантовая гравитация. 11 (5): L73 – L77. arXiv:gr-qc / 0009013. Bibcode:1994CQGra..11L..73A. Дои:10.1088/0264-9381/11/5/001.

Примечания

  1. ^ Между небольшими галактиками, которые составляют большинство галактик, расстояния обычно составляют несколько сотен тысяч световых лет. Между большими галактиками, такими как Млечный Путь и M31, они обычно находятся на расстоянии нескольких миллионов световых лет.