Wahrscheinlich nicht.

Nach einiger Überlegung bin ich weniger zuversichtlich, dass der Vorschlag funktionieren könnte. Dafür gibt es zwei Gründe: Keine Garantie, auf einen bestimmten Punkt zu fokussieren, und die Unfähigkeit, die Parameter des Objektivs zu steuern.

1. Eine Gravitationslinse hat keinen Brennpunkt.

Die Analogie zu einem herkömmlichen Objektiv bricht schließlich zusammen. Ein Grund dafür ist, dass Gravitationslinsen keine Brennpunkte haben ! Sie verhalten sich anders als die Linsen, mit denen Sie vielleicht in der Optik zu tun haben; Stattdessen haben Gravitationslinsen Fokuslinien . Das bedeutet, dass Sie bei Abweichungen in den Positionen Ihrer Laser definitiv Probleme bekommen werden.

Das große Problem ist, dass die Effekte der Linsen nicht linear sind. Ein Lichtstrahl, der doppelt so weit von der Linse entfernt ist, erfährt nicht die doppelte Linsenwirkung. In der Optik sehen Sie eine lineare Abhängigkeit für die Linsenbildung, wodurch Sie Linsen mit Brennpunkten konstruieren können. Das macht Dinge wie Brillen, Kameras und Teleskope möglich und effektiv.

Wenn ein Laser im falschen Abstand von der Mittelachse versetzt ist (die große schwarze Linie in der Abbildung unten), erreicht sein Strahl die Fokuslinie an einem anderen Punkt als der eines korrekt positionierten Lasers. Dies bedeutet, dass sich Ihre Laser tatsächlich nicht konstruktiv kombinieren lassen. Es besteht sogar die Möglichkeit einer destruktiven Interferenz.

2. Sie brauchen genau das richtige Setup für Ihr Objektiv.

Ich habe ein Diagramm eines typischen Gravitationslinsen-Szenarios zusammengestellt, wobei ich annehme, dass das Linsenobjekt eine Punktmasse ist:

Ich verwende eine Standardnotation für Gravitationslinsen:

• $\eta$: Der anfängliche Abstand der Quelle von einer Linie, die die Quelle und das Objektiv verbindet.
• $\xi$: Die Entfernung, in der der Lichtstrahl am nächsten an der Linse vorbeigeht. Normalerweise,$\xi\neq\eta$.
• $D_L$: Der Abstand vom Ziel zum Objektiv.
• $D_{LS}$: Der Abstand vom Objektiv zur Quelle.

Die verbleibenden drei Winkel ($\alpha$,$\beta$,$\theta$) sollte ersichtlich sein. Der Lichtweg ist gelb.

Ihre Frage enthält einen Ring von Lasern, die in einem gemeinsamen Abstand vom Zentrum (nehme ich an) mit einem gewissen Radius angeordnet sind$a$. Ich gehe auch davon aus, dass die Linie, die den Ring und das Ziel verbindet, senkrecht zur Ebene des Rings ist, was bedeutet, dass der anfängliche Weg des Lichts parallel zur Linie verläuft. Daher haben wir einen Sonderfall wo$\xi=\eta$.

Eine wichtige Größe ist$\tilde{\alpha}$, gegeben von

$$\tilde{\alpha}=\frac{4GM(\xi)}{c^2\xi}\tag{1}$$ wo$M(\xi)$ist die darin enthaltene Masse$\xi$. Wenn wir davon ausgehen$a=\xi$ist dann viel größer als der Radius dieses Objekts$M(\xi)=M$, die Masse des Objekts.

Der Winkel$\alpha$selbst ist

$$\alpha=\left(\frac{D_{LS}}{D_S}\right)\tilde{\alpha}\tag{2}$$ wo$D_S=D_L+D_{LS}$, die Entfernung zum Ziel und$\theta$ist $$\theta=\beta+\alpha\tag{3}$$ Das bedeutet Trigonometrie $$\tan(\beta)=\frac{\xi}{D_S},\quad\tan(\theta)=\frac{\eta}{D_L}=\frac{\xi}{D_L}$$ Davon können wir ausgehen$\beta$und$\theta$ist klein, weil$D_S\gg\xi$und$D_L\gg\xi$, und so durch die Kleinwinkelnäherung ,$\tan(x)\approx x$: $$\beta\approx\frac{\xi}{D_S},\quad\theta\approx\frac{\xi}{D_L}\tag{4}$$ All dies einfügen in$\text{(3)}$gibt uns für unseren Fall wo$\xi=\eta=a$, $$\boxed{\frac{a}{D_L}=\frac{a}{D_S}+\frac{D_{LS}}{D_S}\frac{4GM}{c^2a}}\tag{5}$$ Sie müssen nur ein Objekt mit ungefähr den richtigen Parametern finden.

Ich würde raten, etwas relativ Kleines zu finden. Galaxien sind nicht gut, weil wir davon ausgegangen sind, dass alle diese Laser in die gleiche Richtung zeigen (und sich nicht zu sehr ausbreiten – obwohl das unwahrscheinlich ist). Wenn eine Galaxie das Linsenobjekt wäre, müssten Sie$2a>d$, wo$d$ist der Durchmesser der Galaxie, und das ist in Ihrem Szenario nicht wirklich machbar! Wenn die Laser unabhängig voneinander ausgerichtet werden könnten, hätten Sie vielleicht etwas, aber es scheint nicht so zu sein - und wenn sie könnten, könnten Sie sie einfach alle auf das Ziel richten, ohne überhaupt eine Linse zu verwenden . Ich glaube jedoch, dass dies bei der Art von Balken, die Sie beschreiben, nicht der Fall ist.

Sie sind durch diese Methode ziemlich eingeschränkt, da Sie drei kollineare Punkte benötigen: Das Zentrum Ihrer Laseranordnung, das Ziel und die Linse selbst. Wir alle wissen, dass der Weltraum groß ist ; Genauer gesagt, es ist ziemlich leer, wenn es um Objekte wie Sterne geht. Wenn Sie Gravitationslinsen verwenden, müssen Sie Ihre Ziele wirklich mit Bedacht auswählen.$\text{(5)}$ist unglaublich wichtig (und meiner Meinung nach genau), weil es erfüllt sein muss, damit dies funktioniert .

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Nachtrag

Ich bin ein wenig besorgt über die Idee riesiger Weltraumlaser, insbesondere wenn sie in der Größenordnung verwendet werden, von der Sie sprechen. Nehmen wir an, die Strahlen seien gaußförmig (siehe auch hier ), das heißt, der "Radius" des Strahls sei gegeben durch

$$w(z)=w_0\sqrt{1+\left(\frac{z}{z_R}\right)^2}\tag{6}$$ wo$z_R$ist eine Skalenlänge, die als Rayleigh-Bereich bezeichnet wird und in Bezug auf die Wellenlänge des Strahls berechnet wird.$\lambda$, von $$z_R=\frac{\pi w_0^2}{\lambda}\tag{7}$$ Ich habe keine Ahnung was$w_0$und$\lambda$sollte sein. Lassen Sie uns jeden Laser wirklich groß machen und das sagen$w_0=10^3\text{ m}$und$\lambda=500\text{ nm}$. Das ist ein gigantischer grüner Laser, ähnlich wie der des Todessterns. Dies bedeutet, dass$z_R\simeq4.49\times10^{12}\text{ m}$, grob$30\text{ AU}$.

Der intergalaktische Raum ist wirklich groß, ebenso wie Galaxien. Nehmen wir an, dass die Zivilisation beim ersten Testlauf nur den Laser von einem Ende ihrer Galaxie zum anderen schießen möchte. Wenn die Galaxie ungefähr so ​​groß ist wie die Milchstraße, dann vielleicht$100,000$Lichtjahre lang oder ungefähr$9.461\times10^{20}\text{ m}$. Stecken Sie das alles ein$\text{(6)}$, Ich bekomme

$$w\left(\text{Other side of galaxy}\right)=10^3\sqrt{1+\left(\frac{9.461\times10^{20}\text{ m}}{4.49\times10^{12}\text{ m}}\right)^2}\text{ m}=2.11\times10^{11}\text{ meters}$$ worum es geht$3\text{ AU}$- eigentlich viel kleiner als ich dachte, aber immer noch sehr groß.

Auf so große Entfernungen übrigens die$1$innerhalb der Quadratwurzel ist vernachlässigbar, und ungefähr$w(z)\propto z$. Also multiplizieren$z$durch, sagen wir,$42$sollte sich vermehren$w(z)$von$42$. Die nächste große Galaxie, Andromeda, ist etwa 2,5 Millionen Lichtjahre entfernt, in der Größenordnung von$10$mal dem Durchmesser der Milchstraße. Wenn der Strahl also von der Milchstraße nach Andromeda gesendet wurde, sollte er eine haben$w\left(\text{Andromeda}\right)$von vielleicht$30\text{ AU}$. Komisch.

Es scheint also, dass diese Art von Strahl nicht sehr groß werden kann – zumindest nicht auf die Größe der Galaxie, wenn man diese Parameter verwendet. Das ist ein Glück, denn wenn es so groß würde, wäre die Intensität wahrscheinlich so gering, dass es überhaupt nicht viel nützen würde!

Verwenden Sie grundsätzlich Ihre Todesstern-grünen-Gaußschen-Nicoll-Dyson-Strahl-Weltraumlaser nur auf kleineren Zielen - wie vielleicht Planeten oder anderen Sternen. Oder Alderaan .

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Verweise:

• Notizen von Kochanek (2004)

Verwenden Sie Galaxien.

Sie sind eindeutig nicht daran interessiert, schnelle Antworten zu erhalten. Sogar eine Sub-K1-Zivilisation wie wir hat einige Orte am Himmel entdeckt , an denen eine entfernte Galaxie eine weiter entfernte kollidiert. Sende Licht auf diesem Weg zurück.

Bis Ihr Signal die Linsengalaxie erreicht, wird es sich natürlich bewegt haben, aber dies ist sowieso ein Eitelkeitsprojekt.

Magnetismus könnte verwendet werden, um einen solchen Strahl zu fokussieren, da Magnetismus je nach Polarität sowohl anziehende als auch abstoßende Eigenschaften hat. Aber das wusstest du ja schon, wenn du mit Nicol-Dyson-Balken spielst.

Es ist leicht, sich die Schwerkraft als eine dem Magnetismus ähnliche Kraft vorzustellen, aber das ist es wirklich nicht. Mit der Schwerkraft können Sie Dinge biegen (daher Brechung), aber Sie können Dinge nicht wirklich abstoßen. Um einen Strahl mit Schwerkraft zu fokussieren, wäre eine Art 360-Grad-Ring mit abstoßender Schwerkraft erforderlich, was in Bezug auf die moderne Physik keine Sache ist.

Glücklicherweise ist Ihr ausgestoßenes Sternmaterial von Anfang an bereits stark durch Ihren Nicol-Dyson-Strahl polarisiert, sodass die Verwendung von Magnetismus zum Verflechten und Zusammenziehen zu einem Strahl möglich sein sollte, insbesondere wenn Ihre 12 Strahlen 6 mit entgegengesetzter Polarität sind.