Вероятно, нет.
После некоторого размышления я стал менее уверен, что это предложение сработает. Причин две: отсутствие гарантии фокусировки в какой-либо одной точке и невозможность контролировать параметры объектива.
1. Гравитационная линза не имеет фокуса.
Аналогия с традиционным объективом в конечном итоге теряет смысл. Одна из причин заключается в том, что гравитационные линзы не имеют фокусов! Они ведут себя иначе, чем линзы, с которыми вы привыкли иметь дело в оптике; вместо этого гравитационные линзы имеют линии фокусировки. Это означает, что если в положении ваших лазеров будет отклонение, у вас обязательно возникнут проблемы.
Большая проблема заключается в том, что эффекты линзирования нет линейный. Луч света, расположенный в два раза дальше от линзы, не будет подвергаться линзированию в два раза сильнее. В оптике вы видите линейную зависимость для линзирования, что позволяет создавать линзы с фокусными точками. Именно это делает возможными и эффективными такие вещи, как очки, фотоаппараты и телескопы.
Если лазер смещен на неправильное расстояние от центральной оси (
большая черная линия на рисунке ниже), его луч достигнет линии фокуса в другой точке, чем у правильно расположенного лазера. Это означает, что ваши лазеры фактически не будут конструктивно сочетаться. Существует даже возможность некоторого деструктивного вмешательства.
2. Вам нужна правильная настройка вашего объектива.
Я составил диаграмму типичного сценария гравитационного линзирования, предполагая, что объект линзирования представляет собой точечную массу:
- Я использую некоторые стандартные обозначения гравитационного линзирования:
- $\eta$: Начальное расстояние источника от некоторой линии, соединяющей источник и линзу.
- $\xi$: Расстояние, на котором луч света проходит ближе всего к линзе. Обычно $\xi\neq\eta$.
- $D_L$: Расстояние от цели до линзы.
$D_{LS}$: Расстояние от линзы до источника.
Остальные три угла ($\alpha$, $\beta$, $\theta$) должны быть очевидными. Путь света обозначен желтым цветом.
В вашем вопросе речь идет о кольце лазеров, расположенных на некотором общем расстоянии от центра (я полагаю) с некоторым радиусом $a$. Я также предполагаю, что линия, соединяющая кольцо и цель, перпендикулярна плоскости кольца, то есть начальный путь света параллелен линии. Следовательно, мы имеем частный случай, когда $\xi=\eta$.
Одной из важных величин является $\tilde{\alpha}$, определяемая формулой $$\tilde{\alpha}=\frac{4GM(\xi)}{c^2\xi}\tag{1}$$где $M(\xi)$ — масса, содержащаяся внутри $\xi$. Если предположить, что $a=\xi$ много больше радиуса этого объекта, то $M(\xi)=M$ — масса объекта.
Сам угол $\alpha$ равен
$$\alpha=\left(\frac{D_{LS}}{D_S}\right)\tilde{\alpha}\tag{2}$$ где $D_S=D_L+D_{LS}$ — расстояние до цели, а $\theta$ —$$\theta=\beta+\alpha\tag{3}$$ Тригонометрия означает, что $$\tan(\beta)=\frac{\xi}{D_S},\quad\tan(\theta)=\frac{\eta}{D_L}=\frac{\xi}{D_L}$$ Можно считать, что $\beta$ и $\theta$ малы, поскольку $D_S\gg\xi$ и $D_L\gg\xi$, и, следовательно, помалоугловое приближение , $\tan(x)\приблизительно x$:.
$$\beta\approx\frac{\xi}{D_S},\quad\theta\approx\frac{\xi}{D_L}\tag{4}$$
Вставка всего этого в $\text{(3)}$ дает нам для нашего случая, когда $\xi=\eta=a$, $$\boxed{\frac{a}{D_L}=\frac{a}{D_S}+\frac{D_{LS}}{D_S}\frac{4GM}{c^2a}}\tag{5} $$ Вам просто нужно найти объект примерно с нужными параметрами. Я бы посоветовал найти что-то относительно небольшое. Галактики — это нехорошо, потому что мы предположили, что все эти лазеры направлены в одном направлении (и не слишком сильно распространяются — хотя это маловероятно). Если бы линзирующим объектом была галактика, вам потребовалось бы $2a>d$, где $d$ — диаметр галактики, а в вашем сценарии это нереально! Если бы лазеры можно было наводить независимо, то, возможно, у вас что-то было бы, но похоже, что это не так - и в любом случае, если бы они могли, вы могли бы просто направить их все на цель, вообще не используя линз. . Однако я считаю, что с балками, которые вы описываете, дело обстоит иначе.Этот метод довольно ограничен, поскольку вам нужны три коллинеарные точки: центр вашего массива лазеров, мишень и сама линза. Мы все это знаем Космос большой ; Более того, когда дело касается таких объектов, как звезды, здесь довольно пусто. Если вы используете гравитационное линзирование, вам действительно нужно с умом выбирать цели. $\text{(5)}$ — это невероятно, рассчитанная через длину волны луча $\lambda$, по формуле
$$z_R=\frac{\pi w_0^2}{\lambda}\tag{7}$$
Я понятия не имею, какими должны быть $w_0$ и $\lambda$. Давайте сделаем каждый лазер очень большим и скажем, что $w_0=10^3\text{ m}$ и $\lambda=500\text{ nm}$. Это гигантский зеленый космический лазер, вроде лазера Звезды Смерти. Это означает, что $z_R\simeq4.49\times10^{12}\text{ m}$, примерно $30\text{ AU}$.
Межгалактическое пространство действительно велико, как и галактики. Допустим, во время первого испытательного запуска цивилизация просто хочет выстрелить лазером из одного конца своей галактики в другой. Если галактика примерно такого же размера, как Млечный Путь, то ее длина может составлять $100 000$ световых лет, или около $9,461\times10^{20}\text{ м}$. Подключив все это к $\text{(6)}$, я получаю
$$w\left(\text{Другая сторона галактики}\right)=10^3\sqrt{1+\left(\frac{9.461\times10^{20}\text{ m}}{4.49\times10^ {12}\text{ м}}\right)^2}\text{ м}=2,11\times10^{11}\text{ метры}$$ это примерно $3\text{AU}$ - на самом деле намного меньше, чем я думал, хотя все равно очень большой..
Кстати, на таких больших расстояниях $1$ внутри квадратного корня пренебрежимо мал и составляет примерно $w(z)\propto z$. Следовательно, умножив $z$, скажем, на $42$, следует умножить $w(z)$ на $42$. Ближайшая крупная галактика, Андромеда, находится на расстоянии около 2,5 миллионов световых лет, что примерно в 10 долларов больше диаметра Млечного Пути. Следовательно, если луч был отправлен из Млечного Пути в Андромеду, его $w\left(\text{Andromeda}\right)$ должно составлять, возможно, $30\text{ AU}$. Странный.
- Тогда казалось бы, что этот вид пучка не может вырасти очень большим - по крайней мере, до размеров галактики при таких параметрах. Это удачно, потому что, если бы он стал таким большим, интенсивность, вероятно, была бы настолько маленькой, что это вообще не принесло бы никакой пользы! По сути, используйте космические лазеры Звезды Смерти с зеленым Гауссовым лучом Николла Дайсона только на меньших целях - например, на планетах или других звездах. Или
Альдераан
Ссылки:
Примечания Кочанек (2004)
