米天文学者、ブラックホールを使う亜光速恒星船を提案

人類は他の恒星への宇宙旅行をいつ実現するのだろうか。コロンビア大学の天文学者は、ブラックホール連星系に向けて光子を放ち、重力パチンコの仕組みを用いて運動エネルギーを得ることで、燃料をほとんど使わない、非常に効率的な恒星間航行が実現するだろうと語っている。 by Emerging Technology from the arXiv2019.04.19

2016年に物理学者のスティーヴン・ホーキングと大富豪のユーリ・ミルナーが恒星への宇宙旅行の計画を公表した。「ブレークスルー・スターショット」という名のこのプロジェクトは、近くの星系を訪れるために必要なテクノロジーの開発と実証をするための1億ドルのプログラムだ。目的地候補の1つであるプロキシマ・ケンタウリは4光年ほど離れた所にあり、いくつかの太陽系外惑星を持ち、そのうち1つは居住可能領域内を周回する地球に似た天体だ。

ホーキングとミルナーの計画は、マイクロチップサイズの非常に小さな宇宙船を何千個も作り、光を使って、光速に近い相対論的速度までそれらを加速するというものだった。数が非常に多ければ、少なくとも1つは無事に到着する可能性が高まる。それぞれの「スターチップ」にはバドミントンコートの広さ程度のライト・セイル（光の帆）を取り付け、地上から極めて強力なレーザーを照射する。

レーザー推進装置にはさまざまな利点がある。最も大きな点は、宇宙船に燃料を積む必要がないことで、質量が大きく削減されることだ。さらに、ライト・セイルで光速の最大20％の速度まで加速させられるはずだ。この速度なら、スターチップは30年もしないうちにプロキシマ・ケンタウリに到着するだろう。

こうしたミッションに必要なとてつもなく強力なレーザーは、開発がとりわけ困難で費用も非常にかかる。そしてそれは当然の疑問を引き起こす。「相対論的速度に到達する他の方法はないのだろうか？」

ニューヨークにあるコロンビア大学の天文学者であるデイビッド・キッピング助教授の研究が、その問いに対する1つの答えとなる。キッピング助教授は、米国航空宇宙局（NASA）が、たとえば探査機「ガリレオ（Galileo）」を木星に送るのに使ったのと同じ手法である重力パチンコの新たな形を考えついたのだ。重力パチンコのアイデアは、宇宙船を惑星などの巨大な物体をかすめて通過させることで加速させるというものだ。そうして宇宙船は惑星の動きから速力を得て、旅を進める。

重力パチンコは極めて巨大な天体の周りで最もうまく機能する。1960年代に物理学者のフリーマン・ダイソンが、ブラックホー …

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