Смогла бы высокоразвитая цивилизация соорудить телескоп из остывшего белого карлика и ускорить его остывание в этом случае? И как далеко мог бы видеть такой телескоп?

Спрашивает

Иван Иванов

#белый карлик

#вселенная

#инопланетная жизнь

#космос

#телескоп

4 января, 20:03

2,1 тыс

Средний вопрос

Анатолий Глянцев

эксперт

Краткий ответ. Это невозможно и не нужно, потому что есть куда лучший способ сделать телескоп любого необходимого размера. Дальность же для гигантских телескопов будет ограничена возрастом Вселенной.

Объясню подробнее. Белый карлик — это остаток отгоревшей звезды, массой сравнимый с Солнцем, а диаметром — с Землей. Кубический сантиметр такого вещества имеет массу как минимум несколько тонн, а сила тяжести на поверхности белого карлика в сотни раз больше, чем на Земле. Можете сами подсчитать, сколько энергии нужно, чтобы приподнять лопату такого «грунта» хотя бы на метр. Но даже если сверхцивилизация не считается ни с какими затратами, небесное тело с такой мощной гравитацией обречено быть шаром. Любая попытка придать ему иную форму – например, вогнутого зеркала – обречена на провал. Сколько бы вещества мы ни вынимали из белого карлика, тяготение мгновенно скомкает «заготовку» в шар.

Теперь про остывание. Делать телескоп с раскаленным зеркалом — нелепость. Уже приемники современных телескопов с зеркалами диаметром в несколько метров так чувствительны, что им мешает даже тепло человеческого тела. Между тем белые карлики горячи и очень медленно остывают. Даже спустя 10 млрд лет после смерти родительской звезды температура белого карлика все еще будет измеряться тысячами градусов. Существенно ускорить остывание можно, только раздробив белый карлик на множество кусков, что почти невозможно при его могучей гравитации.

Наконец, непонятно, ради чего все эти старания. Сделать инструмент космического масштаба гораздо проще. Множество зеркал разумного размера, выведенных в космос, при умелом управлении будут равносильны одному гигантскому телескопу той же суммарной площади. Я уже рассказывал читателям Naked Science, как это работает на Земле.

Что нужно понимать про дальность? Уже современные инструменты видят галактики, свет от которых шел к нам 13 миллиардов лет и даже больше (только не надо думать, что это расстояние в 13 миллиардов световых лет, в масштабах Вселенной такая простая арифметика уже не работает из-за хитрых фокусов с пространством и временем). Мы видим эти галактики такими, какими они были 13 млрд лет назад. Глядя в даль, мы смотрим в прошлое. Теоретически можно сделать телескоп, способный уловить свет, шедший к нам и все 14 млрд лет. Беда в том, что 14 млрд лет назад не было никаких галактик: Большой взрыв произошел всего 13,8 млрд лет назад. Когда мы упремся в этот барьер, никакое увеличение зеркал уже не раздвинет доступные наблюдению горизонты.

Думаю вопрошающий имел ввиду гравлинзу. Ее можно сделать и из Солнца и из белого карлика и из нейтронной звезды. Если мы возьмем белый карлик вместо желтого карлика: 1. Фокусное расстояние (~550 а.е.): НЕ ИЗМЕНИТСЯ, так как оно определяется массой, а она осталась прежней. 2. Качество "линзы": РЕЗКО УЛУЧШИТСЯ за счет отсутствия солнечной короны, что сделает гравитационный телескоп на основе белого карлика намного более эффективным инструментом. 3. Техническая реализация: Становится проще в части блокировки фонового света, но сложнее в части точнейшего позиционирования. Поскольку белый карлик меньше, эффективная область фокуса (Эйнштейновское кольцо) будет уже. Чтобы уловить сигнал, телескоп должен будет позиционироваться с еще более фантастической точностью — возможно, до метров (по сравнению с километрами для Солнца). Это делает задачу навигации и стабилизации еще сложнее. Еще круче гравтелескоп из нейтронной звезды, но нужна спокойная нейтронка, чтоб без всяких пульсаров. Ну и идеально из ч.д. звездной массы.

Ответить

Sam Dowson

6 часов назад

Даже если попытаться использовать его в качестве грав. линзы, то ничего не выйдет. Линзирование хорошо работает, когда свет проходит через галактики с миллиардами звезд, черной дырой в миллиарды масс Солнц в центре. А тут - один карлик массой в 1 солнце. Пфф...

Ответить

Serjo Djachkowski

16 часов назад

По моему проще флот а-ля Сферы Дайсона. Некоторую часть зеркал сделать в виде параболического зеркала, предварительно отбуксировав их за орбиту Плутона.

Ответить

Konstantin Resto

19 часов назад

Такими вопросами интересуются либо фантазёры, не понимающие физики, либо хитрые учёные, которые пишут под них грантовые заявки с заголовком «Перспективы мегаастроинженерии в пост сингулярную эпоху» — чтобы получить деньги, купить новый спектрометр и изучать реальные звёзды, а не выдумки. Считать угловое разрешение для зеркала диаметром в 10 000 км — это всё равно что рассчитывать аэродинамику крыла у слона, забыв, что он не летает. Поверхностная гравитация белого карлика — 100 000 м/с². Любое покрытие (алюминий, серебро) будет раздавлено в тончайшую плёнку, атомы вдавлены в кору. "Распылить вещество с астероидов"? Оно не долетит — испарится в потоке рентгена ещё на подлёте. Даже "остывший" карлик имеет температуру 4000–5000K. Алюминий кипит при 2740K. зеркальное покрытие испарится в секунду. Хотите "охладить"? Для этого нужна энергия всей цивилизации на миллионы лет — просто чтобы получить тусклое пятно, которое всё равно светит как сотня Солнц. Полировка? "Контролируемое испарение лазерами" — Чтобы испарять вещество с поверхности карлика, нужен лазер с энергией больше, чем излучает вся звезда, "полировать" термоядерным взрывом всего лишь поцарапаете кору. Снять атмосферу белого карлика, Да, она тонкая, но её масса — триллионы тонн. И она постоянно пополняется из-за аккреции межзвёздного вещества. Это вечный процесс. У меня даже ИИ хохотал от такого вопроса интерферометр из тысяч маленьких зеркал. Дешевле, быстрее, работоспособнее.

Ответить

Alex D.

19 часов назад

Наверно автор вопроса имел в виду гравитационное линзирование...

Ответить

—

Alexander Margulis

19 часов назад

Alex, 100%. Но автор не уточнил этот момент поэтому получил что получил. Плюс не понятно каким образом использование белого карлика в качестве гравлинзы должно ускорять его остывание.

Ответить