Stel je voor dat je in een wereld bent die niet veel verschilt van de aarde, in een baan om een ster die niet veel verschilt van onze zon. Temperatuur en atmosfeer zijn ideaal voor vloeibaar water aan het oppervlak, en de mix van oceanen en continenten zorgt ervoor dat het leven stabiele omstandigheden heeft om miljarden jaren te gedijen. Evolutionaire processen hebben ook de complexiteit en het niveau van differentiatie van organismen in deze wereld vergroot. Door een combinatie van willekeurige mutaties en de druk van natuurlijke selectie, zijn sommige soorten in deze wereld intelligent en bewust geworden en hebben ze een ongekende dominantie over de natuur bereikt.
Naarmate de technologie zich ontwikkelde, begon deze soort na te denken over andere beschavingen in de buurt van andere sterren. En toen, vanuit een ver, zwak punt van licht in hun lucht, kwam de eerste aanval, waarbij met relativistische snelheid een gat in de planeet werd geblazen. Het was geen meteoor, een asteroïde of een komeet; het was de mensheid.
Hier op aarde zijn onze dromen over interstellaire reizen traditioneel onderverdeeld in twee categorieën:
- We reizen langzaam, raket-aangedreven, en onze reis kost veel levens.
- We vertrokken snel, gebruikmakend van de beste wetenschap, om te reizen met relativistische (bijna licht) snelheden.
Zelfs bij onbemand reizen lijken deze twee opties de enige opties. Of we vertrekken als Voyagers en het kost ons duizenden jaren om zelfs maar één lichtjaar te reizen, of we ontwikkelen nieuwe technologieën die het ruimtevaartuig tot veel hogere snelheden kunnen versnellen. De eerste optie lijkt onaanvaardbaar; de tweede lijkt onrealistisch.
Kunnen we buitenaardse wezens aanvallen?
Maar in 2010 gebeurde er iets dat de regels van het spel zou kunnen veranderen. We hebben eigenlijk een enorme technologische sprong voorwaarts gemaakt waardoor we in relatief lange tijd een enorme hoeveelheid energie naar een apparaat kunnen overbrengen om het (in principe) tot ongelooflijke snelheden te versnellen.
Wat is deze sprong? Laserfysica. Lasers zijn tegenwoordig veel krachtiger en gecollimeerd dan ooit, wat betekent dat als we een groot aantal van deze krachtige lasers in de ruimte plaatsen, waar ze niet hoeven te vechten tegen atmosferische verstrooiing, ze één doelwit lange tijd kunnen verlichten en energie en momentum tot versneld tot meer dan 10% van de lichtsnelheid.
Promotie video:
In 2015 schreven wetenschappers een witboek over hoe een geavanceerd lasersysteem kan worden gecombineerd met een zonnezeilconcept om een "laserzeil" ruimtevaartuig te creëren. In theorie zouden de huidige technologie en extreem lichte schepen ("sterchips") binnen enkele decennia kunnen worden gebruikt om nabije sterren te bereiken.
Het idee is simpel: richt deze krachtige reeks lasers op een reflecterend doel, bevestig een kleine satelliet aan het zeil en laat deze tot zijn maximale snelheid accelereren. Klein betekent heel klein. Het idee zelf van een zonnezeil is erg oud en bestaat al sinds de Kepler-telescoop. Maar het gebruik van een laserzeil is eigenlijk een revolutie.
De voordelen van deze installatie ten opzichte van de andere zijn gewoonweg ongelooflijk:
- De meeste energie die in dit geval wordt gebruikt, komt niet van een wegwerpraket, maar van lasers die kunnen worden opgeladen.
- De massa van "sterchips" is erg klein, zodat ze kunnen worden versneld tot zeer hoge snelheden, dichtbij het licht.
- Met de komst van miniatuurelektronica en ultrasterke, lichtgewicht materialen, kunnen we bruikbare apparaten bouwen en deze lichtjaren weg verzenden.
- Het idee zelf is niet nieuw, maar de opkomst van nieuwe technologieën - die al beschikbaar zijn en in de komende twintig tot dertig jaar beschikbaar zullen zijn - maken dit perspectief realistisch.
Dus wat hebben we. We ontwikkelen een geschikt materiaal dat voldoende laserlicht kan reflecteren om verbranding van de zeilen te voorkomen. We stemmen de lasers goed af en rangschikken ze in een relatief grote reeks om deze "sterchips" te versnellen tot 20% van de lichtsnelheid: 60.000 km / s. We sturen ze vervolgens naar een planeet in de buurt van een potentieel bewoonbare ster zoals Alpha Centauri A of Tau Ceti.
Misschien zullen we een reeks sterrenschepen naar één systeem sturen, in de hoop het volledig te verkennen en zoveel mogelijk informatie te krijgen. Het belangrijkste doel van de wetenschap is immers simpelweg om bij aankomst gegevens te verzamelen en terug te sturen. Maar er zijn in dit opzicht drie enorme problemen, en samen kunnen ze neerkomen op een verklaring van een interstellaire oorlog.
Het eerste probleem is dat de interstellaire ruimte gevuld is met deeltjes, waarvan de meeste relatief langzaam (enkele honderden kilometers per seconde) door de melkweg bewegen. Wanneer ze in botsing komen met het ruimtevaartuig, slaan ze er gaten in, waardoor er in een mum van tijd Zwitserse kaas van wordt.
Het tweede probleem is dat er geen vertragingsmechanisme is. Wanneer deze ruimtevaartuigen op hun bestemming aankomen, blijven ze bewegen met de snelheid waarmee ze zijn opgestegen. Er is geen stop om gegevens te nemen of in een baan om de aarde te gaan. Ze vegen gewoon op volle snelheid.
Het derde probleem is dat het bijna onmogelijk is om de nauwkeurigheid te bereiken die nodig is om de doelplaneet te naderen (maar niet te botsen). De "kegel van onzekerheid" voor elk traject zal de planeet omvatten die we gaan verkennen.
Wat gebeurt er als we een bewoonde planeet raken? Hoe zal het eruit zien?
60.000 km / s is duizenden keren sneller dan de snelheid van enig ruimtevaartuig dat ooit onze atmosfeer is binnengedrongen. Dit is 1000 keer sneller dan de snelste meteoren die in ons zonnestelsel zijn geboren. Zo'n sterchip zou maar een paar duizendsten van een seconde nodig hebben om door de hele atmosfeer te reizen, van de ruimte naar de oppervlakte.
Snelheid en energie werken samen wonderen. Als je de snelheid verdubbelt, verviervoudigt de energie; kinetische energie is evenredig met het kwadraat van de snelheid. Een enorme steen van 1.000.000 kg die met een snelheid van 60 km / s op de planeet valt, zal enige schade aanrichten, maar een steen van slechts 1 kg met een snelheid van 60.000 km / s zal dezelfde hoeveelheid energie vrijgeven in het botsingsproces.
Zelfs als de massa klein is, zal hij toch wat schade aanrichten. Een planeet die wordt geraakt door een ruimtevaartuig van 1 gram met een snelheid van 60.000 km / s zal dezelfde catastrofale gevolgen ondervinden als een planeet die wordt getroffen door een asteroïde van 1 ton met een snelheid van 60 km / s. Op aarde gebeurt dit eens in de tien jaar. Bij elke inslag komt ongeveer evenveel energie vrij als de meteoriet van Chelyabinsk: de meest energetisch krachtige botsing van het decennium.
Als je een buitenaards wezen was in deze wereld die wordt gebombardeerd door kleine jagers, tot welke conclusie zou je dan komen? Je zou weten dat ze te massief en te snel zijn om in de natuur te worden aangetroffen; ze zijn gemaakt door een intelligente beschaving. Je zou weten dat je met opzet wordt aangevallen; de ruimte is te groot om u per ongeluk te raken. Het zal erger zijn als je vermoedt dat deze beschaving kwaadaardige bedoelingen heeft. Geen enkele welwillende alien zou zoiets roekeloos en onzorgvuldig lanceren als hij wist welke schade het zou kunnen aanrichten. Als we verstandig genoeg zijn om een ruimtevaartuig door de melkweg naar een andere ster te sturen, moeten we wijs genoeg zijn om de catastrofale gevolgen hiervan te voorzien.
Stephen Hawking waarschuwde ooit:
Als we echter de gevolgen van onze interstellaire ambities en technologie berekenen, zullen we de eersten in de geschiedenis zijn die de ene bewoonde planeet vanaf de andere bombarderen. En het feit dat Stephen Hawking zelf een doorbraak Starshot-voorstander was, presenteert een groot kosmisch mysterie. Voorzichtig als het gaat om contact met buitenaardse wezens, had hij ook geen probleem om de lancering van interstellaire wapens te bepleiten.
Ilya Khel
