星間飛行は、人類がこれまでに直面した最も驚くべき課題の1つです。 最も近い星までの距離も非常に大きいため、それらをスケーリングするモデルを作成することも意味がありません。 たとえば、地球から太陽までの距離を1 cmとすると、最も近い星は約2.7 kmの距離になります。
人々によって構築された最速のオブジェクトであるVoyager 1は、約29 km / sの速度で移動します。 彼がプロキシマ・ケンタウリに向かったならば、彼は80、000年でそれに達したでしょう。 明らかに、星間飛行は1人の人間の生活（または複数の生活）内で実行する必要があるため、はるかに高い速度を達成する必要があります。 光速の10％の速度（ボイジャー1の1000倍）で、プロキシマケンタウリは45年で到達できます。 ただし、この速度を達成するために必要なエネルギー量は頭に収まりません。
光速の99.9％の速度で移動する船の各キログラムには、これまでに爆発した最も強力な核爆弾のエネルギーを超える運動エネルギーがあります。 それにもかかわらず、このような想像を絶する量のエネルギーをエンジンに供給する方法があるかもしれません。
1955年、ブラックホール理論の先駆者の1人であるジョンウィーラーは、クーゲルブリッツ（ ドイツのボールライトニング）という用語を生み出しました。 ウィーラーは、空間の特定のポイントに十分なエネルギーが集中すると、この時点で顕微鏡的なブラックホールが形成されることを示唆しました。これは、カールシュワルツシルトの式で説明できます。 19年後、スティーブンホーキングは、ブラックホールイベントの地平線近くの量子効果が放射、いわゆる「ホーキング放射」を引き起こす可能性があることを示唆しました。 穴が小さいほど、放射エネルギーは大きくなり、質量は小さくなります。 しかし、穴が完全に「蒸発」するまで、穴の寿命はさらに短くなります。 ウィーラーの仮定とホーキングのブラックホール放射の理論により、シュワルツシルトボールライトニングをエネルギー源として使用する新しいタイプの星間エンジンが可能になります。
このような人工ブラックホールは、適切な量のエネルギーを放射するのに十分なほど小さくなければなりません。 分散できる程度に軽くなければなりません。 そして、適切な時間を生きるのに十分な大きさ。 計算では、このような穴のサイズは陽子のサイズより小さくする必要があります。
この微視的な性質にもかかわらず、シュワルツシルトのブラックホールは非常に重く、おおよそ2つのエンパイアステートビルディングのように重くなります。 放射エネルギーは約129ペタワット（1ペタワット= 10兆ワット）になります。 これは、2013年7月のニューヨークの総エネルギー消費量の1,000万倍です。
ちなみに、1993年には、ブラックホールのシュワルツシルトは、仮名の下ではあるものの、大衆文化にも浸透しました。 スタートレックのタイムスケープエピソード：The Next Generationで、ロミュランウォーバードは人工的な量子特異点を備えていました。
ダイソンドーム
1960年、物理学者フリーマンダイソンは、非常に発達した文明が1天文単位の半径を持つ球殻で星を囲むことができるという仮定を策定しました。 これにより、実質的に無尽蔵のエネルギー源を得ることができます。 残念なことに、そのようなダイソン球体は、近い将来、人類にとって技術的に不可能なままです。
本格的な球体の代わりに、半径が1 AE未満の小さなセグメント（ダイソンのドーム）があります。 そして、これははるかに現実的なオプションです。 このようなドームは、シュワルツシルトのブラックホールから放射されるエネルギーを吸収できるように、船の船首に配置できます。 これにより、船が加速されます。 ただし、計算では、このようなプロジェクトの実装を期待することはできません。
たとえば、チタン製のダイソンドームを考えてみましょう。 人工ブラックホールからのエネルギーは、約30 kmの距離で既にそれを溶かすでしょう。 ただし、ドームの距離が33 kmの場合、溶けてしまうリスクはなくなります。 ドームの厚さと直径は、重量を減らすために最適化する必要があります。 直径と厚さが大きいほど、より多くのエネルギーを吸収します。 ただし、このようなドームの質量は、船の加速に大きく影響します。 逆に、軽いドームはあまりにも少ないエネルギーを吸収します。 ドームをBHから大きな距離に配置する必要があるため、放射エネルギーのごく一部が捕捉されるという事実にもつながります。
ブラックホールシュワルツシルトの「寿命」を5年間取ると、100階建ての建物のサイズの船は1.5 AUの距離でのみ加速でき、速度は0.0004％だけ増加します。 構造全体の質量を1000倍に減らしても、船は光速の4％にしか到達できません。 比較のために、核融合炉は光の速度の8-12％の速度を達成します！
ダイソンオーブ
すべての放射エネルギーが収集され、その大部分が運動に使用される場合、状況は大きく変わります。 これは、Schwarzschild BHの周りに球形シェルを使用する場合に可能です。 この場合、船舶は、理論的には、BHの「寿命」の5年間で光速の72％に達することができます。 この巨大なサブライト速度は、人間の生活中に最も近い星系のいくつかを飛び回ることができます。
ブラックホールシュワルツシルト
ダイソン球体を作成するには、半径33 km、厚さ1 cmのチタン球体には1200のエンパイアステートビルディングの超高層ビルの質量があるため、非常に軽量でエネルギー集約型の材料が必要になります。 ドームに限定すると、収集されるエネルギーは少なすぎます。
さらに、今日では、シュワルツシルトBH自体を作成する理論的に可能な唯一の方法は、ガンマレーザーを使用することです。 ただし、このような動作周波数のレーザーでは、最新の動作周波数を10億倍以上増やす必要があります。 パルス持続時間は、最新のレーザーの持続時間よりも1,000億倍短くする必要があります。 そして、総放射エネルギーは、1/10秒で太陽から放出されるエネルギーの量に相当するはずです...
残念ながら、技術的な問題により、Schwarzschild BHの作成は近い将来不可能になっています。 人工BHは、膨大な量のエネルギーの供給源になる可能性があり、星間船にとって理想的な「バッテリー」になります。 おそらくいつか、この特定の技術のおかげで、人類が最初に星に到達することを誰が知っているでしょう。