在一項新研究中,哈佛大學的兩位科學家馬納斯維·林加姆(Manasvi Lingam)和亞伯拉罕·洛布(Abraham Loeb)探討了一個大膽設想——藉助超新星爆發將宇宙飛船加速到接近光速。他們已經將相關論文提交到預印本網站arXiv上。
超新星爆發是宇宙中最極端的事件之一,通常指大質量恆星演化到生命末期發生驚天爆炸,釋放巨大能量。相比之下,戴森球採集的是正常恆星的穩定輸出,而最新設想則是連恆星死了都不放過。
有意思的是,這個設想最初來自亞伯拉罕·洛布洗澡時的靈光一閃。
洛布不僅是哈佛大學的科學教授,還是突破攝星計劃諮詢委員會成員。突破攝星計劃是俄羅斯富豪尤裡·米爾納聯合霍金於2016年發起的一項星際探索計劃,旨在利用超強雷射陣列將小型星際帆船加速到光速20%,在太空飛行20年左右抵達4.3光年外的半人馬阿爾法星。沒錯,這是要直搗三體人老巢的節奏。
突破攝星計劃目前只是一個大膽構想,可行性也備受質疑。不過,該計劃所涉及的光帆技術作為一種無工質推進方式,在星際航行中確實潛力巨大,值得關注與研究。
在發送給《今日宇宙》的一份郵件中,洛布表示:
「2019年12月,我的妻子和兩個女兒正在旅行,我有幸獨自在家呆了一個星期,並暢想科學。一天洗澡時我在想,太陽無法有效地將光帆推進到高速,但其他更強的光源或許可以。順著這一思路,我對超新星進行了詳細計算。超新星的亮度可高達太陽數十億倍,並持續一周。如果將光帆提前部署到即將發生爆炸的大質量恆星周圍,它們就可能達到光速。」
之後,2020年2月6日,洛布在《科學美國人》上發表了一篇題為《超新星衝浪》(Surfing a Supernova)的文章,介紹了這一想法。據洛布估算,超新星可以將低於0.5克/平方米的光帆加速到相對論性速度,即便它在數百萬公裡之外。
馬納斯維·林加姆看到這篇文章後,建議洛布一起就這個問題寫一篇全面的科學論文,探討藉助超新星,以及諸如吸積黑洞、脈衝星等其他明亮光源將光帆加速到接近光速的可行性。洛布接受了這一提議,向林加姆分享他的筆記,並共同撰寫相關論文。
在論文中,林加姆和洛布考慮了眾多天體,包括大質量恆星、微類星體、超新星、脈衝風星雲和活躍星系核。而且,他們的數學模型研究了光帆和電帆兩種推進方式。
研究結果表明,普通的超新星爆發可以將光帆加速到光速15%,極亮超新星則可將光帆加速到光速60%,而脈衝風星雲甚至能將電帆加速到幾乎無限接近光速。
當然,超新星衝浪的想法很大膽,所面臨的問題也很多。
首先,要如何給恆星算命,準確預測其爆發時間呢?我們知道,恆星的壽命以億為單位,我們對其死亡時間的預測誤差通常以百萬年計。其次,光帆飛船能否在劇烈的超新星爆發中倖存下來?另外,關於光帆的材料和設計等細節問題更是有待深究。
總而言之,這是一個極具科幻色彩的設想,兩位科學家在理論上對它的可行性展開了探討,目前並無太大的實際意義。也許,高級外星文明會這樣玩。林加姆腦洞大開地構想了這麼個場景——外星文明在垂死恆星周圍部署大量光帆探測器,然後等待超新星爆發,萬箭齊發一般將所有探測器拋射向太空。
嗯,很華麗的腦洞!智子一號只想補充一點,如果可以的話,請在探測器裡裝上大腦。