Kembali pada tahun 2016, fisikawan Stephen Hawking dan miliarder Yuri Milner mengungkapkan rencana untuk melakukan perjalanan ke bintang-bintang. Yang disebut Proyek Terobosan Starshot adalah program senilai $ 100 juta untuk mengembangkan dan mendemonstrasikan teknologi yang dibutuhkan untuk mengunjungi sistem bintang terdekat. Target potensial termasuk Proxima Centauri, sebuah sistem yang berjarak sekitar empat tahun cahaya, dengan beberapa exoplanet, salah satunya mirip dengan Bumi.
Terobosan Proyek Starshot
Rencana Hawking dan Milner adalah membangun ribuan pesawat ruang angkasa berukuran mikrochip kecil dan menggunakan cahaya untuk mempercepatnya ke kecepatan relativistik - yaitu, mendekati kecepatan cahaya. Armada yang besar meningkatkan kemungkinan setidaknya salah satu dari mereka akan tiba dengan selamat. Setiap "chip bintang" dipasang pada layar cahaya seukuran lapangan bulu tangkis dan kemudian disinari dengan laser berbasis darat yang sangat kuat.
Ada banyak keuntungan dari gerakan laser. Yang paling penting adalah bahwa pesawat ruang angkasa tidak membutuhkan bahan bakar, yang berarti mereka tidak boleh membawa kargo tambahan. Selain itu, dengan mempercepat layar cahaya, Anda dapat mempercepat perahu hingga 20% kecepatan cahaya. Dalam skenario ini, armada akan tiba di Proxima Centauri dalam waktu kurang dari 30 tahun.
Laser sangat kuat yang diperlukan untuk misi semacam itu akan sangat sulit dan mahal untuk dikembangkan. Sebuah pertanyaan yang jelas muncul: adakah cara lain untuk mencapai kecepatan relativistik?
Hari ini kami memiliki semacam jawaban, berkat karya David Kipping, astronom di Universitas Columbia di New York. Kipping muncul dengan bentuk baru ketapel gravitasi, teknik yang sama yang digunakan NASA untuk mengirim pesawat ruang angkasa Galileo ke Jupiter, misalnya. Idenya adalah untuk mempercepat pesawat ruang angkasa dengan mengarahkannya ke dekat objek besar seperti planet. Dengan demikian, pesawat ruang angkasa akan menghilangkan sebagian dari kecepatan planet dan mempercepat dengan bantuannya.
Ketapel gravitasi sangat cocok untuk benda besar. Pada 1960-an, fisikawan Freeman Dyson menghitung bahwa lubang hitam dapat mempercepat pesawat ruang angkasa mencapai kecepatan relativistik. Tetapi kekuatan di pesawat ruang angkasa yang mendekati objek seperti itu kemungkinan besar akan menghancurkannya.
Video promosi:
Jadi, Kipping menemukan alternatif yang cerdas. Idenya adalah mengarahkan foton di sekitar lubang hitam dan kemudian menggunakan energi ekstra yang mereka terima untuk mempercepat layar cahaya. "Energi kinetik lubang hitam ditransfer ke berkas cahaya dalam bentuk pergeseran biru, dan saat kembali, foton tidak hanya mempercepat pesawat ruang angkasa, tetapi juga menambah energi," kata Kipping.
Proses ini bergantung pada medan gravitasi yang sangat kuat di sekitar lubang hitam. Karena foton memiliki massa yang kecil namun tetap diam, medan ini mampu menjebak cahaya dalam orbit melingkar.
Pekerjaan Kipping didasarkan pada orbit yang sedikit berbeda, mengarahkan foton yang dipancarkan oleh pesawat ruang angkasa mengelilingi lubang hitam dan kembali lagi - semacam orbit bumerang. Saat melakukan perjalanan, foton pada bumerang akan menerima energi kinetik dari pergerakan lubang hitam.
Energi inilah yang dapat mempercepat pesawat ruang angkasa yang dilengkapi layar cahaya yang sesuai. Kipping menyebut idenya sebagai "mesin halo". Mesin halo mentransfer energi kinetik dari lubang hitam yang bergerak ke pesawat ruang angkasa menggunakan gravitasi. Selain itu, pesawat ruang angkasa tidak mengonsumsi bahan bakarnya sendiri dalam proses ini.
Karena mesin halo menggunakan gerakan lubang hitam, paling baik diterapkan pada biner di mana lubang hitam mengorbit objek lain. Foton kemudian menerima energi dari pergerakan lubang hitam pada titik-titik yang sesuai di orbitnya.
Dan mesin semacam itu harus bekerja dengan massa apa pun yang secara signifikan lebih kecil dari massa lubang hitam. Kipping mengatakan mekanisme seukuran planet dimungkinkan bersamanya. Dengan demikian, peradaban yang cukup maju dapat melakukan perjalanan dengan kecepatan relativistik dari satu bagian galaksi ke bagian lain, melompat dari satu sistem biner lubang hitam ke sistem lainnya. "Sebuah peradaban maju dapat menggunakan konsep layar ringan untuk mencapai kecepatan relativistik dan pergerakan yang sangat efisien," katanya.
Mekanisme yang sama juga dapat memperlambat pesawat ruang angkasa. Jadi peradaban maju ini cenderung mencari pasangan sistem biner dengan lubang hitam yang akan bertindak sebagai akselerator dan moderator.
Bima Sakti berisi sekitar 10 miliar sistem lubang hitam biner. Tapi Kipping mencatat bahwa kemungkinan hanya akan ada sejumlah lintasan yang mengikat mereka bersama, jadi jalan raya antarbintang ini kemungkinan besar sangat berharga.
Tentu saja, teknologi yang dibutuhkan untuk mengeksploitasi konsep ini saat ini berada di luar jangkauan manusia. Tetapi para astronom harus dapat mencari tahu di mana lokasi jalan raya bintang terbaik, serta mencari tanda-tanda teknologi peradaban yang dapat mengeksploitasinya.
Ilya Khel
