Roket kimia tidak akan membawa kita ke bintang lain. Terlalu lambat. Jadi kami melihat cahaya itu sendiri sebagai bahan bakarnya. Idenya elegan, bahkan sederhana. Lembaran reflektif raksasa, layar surya, didorong oleh foton. Tambahkan beberapa laser berkekuatan tinggi dari rumah dan Anda mungkin mencapai kecepatan yang membuat pesawat ruang angkasa konvensional terlihat seperti siput.
Tapi ada batasannya. Yang aneh.
Sebuah makalah baru dari Chao Shen dan Jiaze Hi di Institut Teknologi Harbin, di arXiv, menunjukkan sesuatu yang tidak nyaman. Saat Anda menjadi lebih cepat. Hal yang mendorongmu. Mungkin mulai menghambatmu.
Foton Tidak Berfungsi Seperti Batu Bata
Untuk memahami drag, Anda harus memahami cara kerja push. Makalah ini memecah gaya foton menjadi tiga kelompok.
- Lampu insiden. Pukulan momentum langsung dari foton yang mengenai layar.
- Refleksi spekuler. Foton memantul dengan rapi seperti pinball.
- Hamburan difus. Foton diserap dan dimuntahkan kembali ke arah yang acak.
Dalam keadaan normal, ini membantu Anda berakselerasi. Namun keadaan normal tidak berlaku saat Anda melakukan kecepatan relativistik. Anda berpacu menjauhi sumber laser Anda. Cahaya yang mencapai layar Anda akan meregang. Inilah efek Doppler yang sedang beraksi. Frekuensinya turun. Energinya turun.
Jadi semakin keras Anda berakselerasi. Semakin lemah dorongan yang didapat dari ketiga mekanisme tersebut.
Saat Cahaya Menjadi Tembok
Ia menjadi lebih aneh pada 75% kecepatan cahaya.
Sebuah fenomena yang disebut penyimpangan cahaya relativistik terjadi. Bagi pengamat yang berdiri di Bumi, cahaya yang tersebar tersebar? Itu diarahkan ke depan. Ke muka layar. Newton masih membencimu. Reaksi yang sama dan berlawanan berlaku. Kekuatan hamburan difus yang lemah itu? Itu menjadi hambatan.
Resistensi aktif dari lampu mesin Anda sendiri.
Gaya total dari laser utama masih positif. Anda masih bergerak maju. Namun efisiensinya menurun. Shen dan Li hanya melihat dinamika radiasi. Mereka mengabaikan debu di ruang antarbintang. Mereka mengabaikan gas. Mereka mengabaikan apakah layar akan meleleh menjadi genangan plasma mahal di bawah sinar intensitas tinggi. Mereka memperlakukan bahan tersebut sebagai cermin ideal.
Yang tidak ada.
Tetap saja fisikanya menarik. Insinyur ruang angkasa sedang bermain-main dengan metamaterial dan kristal fotonik yang disesuaikan dengan panjang gelombang tertentu. Bisakah mereka memanfaatkan efek penyimpangan itu untuk keuntungan mereka? Mungkin mengarahkan layarnya. Koreksi sendiri jalurnya agar tetap berada di tengah sinar.
Kesenjangan Antara Kertas dan Ruang
Kami belum membangunnya. Tidak terlalu. Kami tidak bisa. Ada terlalu banyak variabel yang kita abaikan dalam simulasi. Kelengkungan ruangwaktu misalnya. Itu disederhanakan dari makalah ini. Tidak mudah membuat model layar yang melintasi galaksi.
Tapi kita membutuhkan model ini. Setiap persamaan penting. Karena kapan kita akhirnya memutuskan untuk benar-benar mengirim sesuatu melewati tata surya kita? Kami tidak akan punya ruang untuk kejutan. Kita perlu matematika untuk bertahan.
Apakah itu membuat Anda berpikir dua kali tentang seberapa cepat itu terlalu cepat?
Atau apakah kita hanya akan menyalakan tenaga laser dan melihat apa yang terbakar?
Cahaya yang sama yang mempercepat layar menjadi sumber hambatan yang signifikan pada kecepatan tinggi.
Kami akan mencari tahu. Pada akhirnya. Alam semesta punya waktu.
Referensi
Shen C. & Li J. “Dinamika Propusi Lightsail Relativistik.” arXiv: 2 Juni 2025. DOI: 10.487770/arXiv.10448/2024
