如果黑洞輻射能驅動先進文明太空船,科學家:可利用伽馬射線望遠鏡搜尋

作者 | 發布日期 2019 年 03 月 08 日 19:37 | 分類 天文 , 自然科學 , 航太科技 follow us in feedly

黑洞是個令人生畏的存在,但其蘊含的巨大能量也讓人趨之若鶩,有個特別大膽的想法是:先進文明可能利用黑洞散發的熱輻射做為能源推進動力。最近,美國堪薩斯州立大學(KSU)數學家 Louis Crane 針對此一假設發表了篇新論文指出,我們有機會利用伽馬射線望遠鏡搜尋到這類先進文明。



黑洞散發的熱輻射即霍金輻射(Hawking radiation),在 1974 年由物理學家史蒂芬·霍金提出,當成雙成對的粒子如:電子和正電子或一對光子,在強烈的重力場中被製造出來時,其中一個粒子會墜入黑洞,另一個會逃離,從而產生這種輻射。

2009 年時,Louis Crane 曾與當時的堪薩斯州立大學研究生 Shawn Moreland 共同撰寫一篇論文:《黑洞動力太空船可能成真嗎?》(ARE BLACK HOLE STARSHIPS POSSIBLE?),探討由人造黑洞產生的霍金輻射,是否具備應用可能性。

「黑洞動力太空船」概念最早是由科幻作家亞瑟·查理斯·克拉克於 1975 年的小說《Imperial Earth》中引入,1978 年時數學家查爾斯·雪菲爾撰寫的短篇小說《Killing Vector》也提出類似技術,描述先進文明如何從一個旋轉的黑洞提取能量,以滿足太空船能源推進需求。

當時研究論文的結論表明,這種科幻式假設處於「可能成真」的門檻前,雖然至今都還沒摸清的量子重力效應又可能出奇不意顛覆所有想像。

Louis Crane 表示,一個極度先進的文明已有能力駕馭微黑洞(也稱量子黑洞、迷你黑洞),只要往人造微型黑洞裡丟物質就能取得黑洞反饋的巨大能量,有可能使太空船達到相對論速度,而 NASA 目前研究的任何技術都不可能讓一艘太空船達到接近光速行駛。

但要製造微黑洞,得掌握將數十億噸伽馬射線雷射光聚焦到原子尺寸的技術,這類文明已達到卡爾達肖夫指數(Kardashev Scale)中的 III 型文明,日裔美國籍理論物理學家加來道雄曾指出,人類文明可能在 10~100 萬年後才達到 III 型(如果沒有因氣候變遷絕種的話)。

最近,Louis Crane 繼上述合作論文後發表了新論文,題為《以伽馬射線望遠鏡搜尋地外文明》,認為那些以伽馬射線雷射光製造出的人造黑洞,會產生稱為溢流(spillover)的閃光,而我們已可用現有伽馬射線望遠鏡搜索到這種溢流跡象,比如:費米伽瑪射線太空望遠鏡(Fermi Gamma-ray Space Telescope,FGST)、高能立體視野望遠鏡(High Energy Stereoscopic System,HESS)、超高能輻射成像望遠鏡陣列(Very Energetic Radiation Imaging Telescope Array System,VERITAS)等。

宇宙中,天文學家已發現數個點狀伽馬射線源,但還沒辦法給出任何物理解釋,也許就可能是卡爾達肖夫指數中的 III 型文明?在我們建置更高分辨率與成像能力的新一代儀器前,還有很長一段路要走。

(首圖來源:歐洲太空總署

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