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比戴森球还疯狂!哈佛科学家提出一个惊人设想

在一项新研究中,哈佛大学的两位科学家马纳斯维·林加姆(Manasvi Lingam)和亚伯拉罕·洛布(Abraham Loeb)探讨了一个大胆设想——借助超新星爆发将宇宙飞船加速到接近光速。他们已经将相关论文提交到预印本网站arXiv上。

比戴森球还疯狂!哈佛科学家提出一个惊人设想

超新星爆发是宇宙中最极端的事件之一,通常指大质量恒星演化到生命末期发生惊天爆炸,释放巨大能量。相比之下,戴森球采集的是正常恒星的稳定输出,而最新设想则是连恒星死了都不放过。

有意思的是,这个设想最初来自亚伯拉罕·洛布洗澡时的灵光一闪。

洛布不仅是哈佛大学的科学教授,还是突破摄星计划咨询委员会成员。突破摄星计划是俄罗斯富豪尤里·米尔纳联合霍金于2016年发起的一项星际探索计划,旨在利用超强激光阵列将小型星际帆船加速到光速20%,在太空飞行20年左右抵达4.3光年外的半人马阿尔法星。没错,这是要直捣三体人老巢的节奏。

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突破摄星计划目前只是一个大胆构想,可行性也备受质疑。不过,该计划所涉及的光帆技术作为一种无工质推进方式,在星际航行中确实潜力巨大,值得关注与研究。

在发送给《今日宇宙》的一份邮件中,洛布表示:

“2019年12月,我的妻子和两个女儿正在旅行,我有幸独自在家呆了一个星期,并畅想科学。一天洗澡时我在想,太阳无法有效地将光帆推进到高速,但其他更强的光源或许可以。顺着这一思路,我对超新星进行了详细计算。超新星的亮度可高达太阳数十亿倍,并持续一周。如果将光帆提前部署到即将发生爆炸的大质量恒星周围,它们就可能达到光速。”

之后,2020年2月6日,洛布在《科学美国人》上发表了一篇题为《超新星冲浪》(Surfing a Supernova)的文章,介绍了这一想法。据洛布估算,超新星可以将低于0.5克/平方米的光帆加速到相对论性速度,即便它在数百万公里之外。

比戴森球还疯狂!哈佛科学家提出一个惊人设想

马纳斯维·林加姆看到这篇文章后,建议洛布一起就这个问题写一篇全面的科学论文,探讨借助超新星,以及诸如吸积黑洞、脉冲星等其他明亮光源将光帆加速到接近光速的可行性。洛布接受了这一提议,向林加姆分享他的笔记,并共同撰写相关论文。

在论文中,林加姆和洛布考虑了众多天体,包括大质量恒星、微类星体、超新星、脉冲风星云和活跃星系核。而且,他们的数学模型研究了光帆和电帆两种推进方式。

研究结果表明,普通的超新星爆发可以将光帆加速到光速15%,极亮超新星则可将光帆加速到光速60%,而脉冲风星云甚至能将电帆加速到几乎无限接近光速。

当然,超新星冲浪的想法很大胆,所面临的问题也很多。

首先,要如何给恒星算命,准确预测其爆发时间呢?我们知道,恒星的寿命以亿为单位,我们对其死亡时间的预测误差通常以百万年计。其次,光帆飞船能否在剧烈的超新星爆发中幸存下来?另外,关于光帆的材料和设计等细节问题更是有待深究。

总而言之,这是一个极具科幻色彩的设想,两位科学家在理论上对它的可行性展开了探讨,目前并无太大的实际意义。也许,高级外星文明会这样玩。林加姆脑洞大开地构想了这么个场景——外星文明在垂死恒星周围部署大量光帆探测器,然后等待超新星爆发,万箭齐发一般将所有探测器抛射向太空。

嗯,很华丽的脑洞!

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