Probablemente no.

Después de considerarlo un poco más, estoy menos seguro de que la propuesta pueda funcionar. Hay dos razones: no hay garantía de enfocar en ningún punto y la incapacidad de controlar los parámetros de la lente.

1. Una lente gravitatoria no tiene punto focal.

La analogía con una lente tradicional finalmente se rompe. ¡ Una razón es que las lentes gravitatorias no tienen puntos focales ! Se comportan de manera diferente a las lentes a las que podría estar acostumbrado a tratar en óptica; en cambio, las lentes gravitacionales tienen líneas de enfoque . Esto significa que si hay una desviación en las posiciones de sus láseres, definitivamente tendrá problemas.

El gran problema es que los efectos de la lente no son lineales. Un rayo de luz dos veces más lejos de la lente no experimentará el doble de lente. En óptica, ves una dependencia lineal para las lentes, que es lo que te permite construir lentes con puntos focales. Eso es lo que hace que cosas como anteojos, cámaras y telescopios sean posibles y efectivos.

Si un láser está desplazado a una distancia incorrecta del eje central (la línea negra grande en la figura a continuación), su haz alcanzará la línea de enfoque en un punto diferente al de un láser colocado correctamente. Esto significa que sus láseres, de hecho, no se combinarán constructivamente. Incluso existe la posibilidad de alguna interferencia destructiva.

2. Necesita la configuración correcta para su lente.

Reuní un diagrama de un escenario típico de lente gravitacional, asumiendo que el objeto de la lente es una masa puntual:

Estoy usando una notación de lente gravitacional estándar:

• $\eta$: La distancia inicial de la fuente desde alguna línea que conecta la fuente y la lente.
• $\xi$: La distancia donde el haz de luz pasa más cerca de la lente. Normalmente,$\xi\neq\eta$.
• $D_L$: La distancia desde el objetivo hasta la lente.
• $D_{LS}$: La distancia de la lente a la fuente.

Los tres ángulos restantes ($\alpha$,$\beta$,$\theta$) debe ser evidente. El camino de la luz está en amarillo.

Su pregunta presenta un anillo de láseres espaciados a una distancia común del centro (supongo) con algún radio$a$. También asumo que la línea que conecta el anillo y el objetivo es perpendicular al plano del anillo, lo que significa que la trayectoria inicial de la luz es paralela a la línea. Por lo tanto, tenemos un caso especial donde$\xi=\eta$.

Una cantidad importante es$\tilde{\alpha}$, dada por

$$\tilde{\alpha}=\frac{4GM(\xi)}{c^2\xi}\tag{1}$$ dónde$M(\xi)$es la masa contenida dentro$\xi$. Si asumimos que$a=\xi$es mucho mayor que el radio de este objeto, entonces$M(\xi)=M$, la masa del objeto.

El ángulo$\alpha$en sí mismo es

$$\alpha=\left(\frac{D_{LS}}{D_S}\right)\tilde{\alpha}\tag{2}$$ dónde$D_S=D_L+D_{LS}$, la distancia al objetivo, y$\theta$es $$\theta=\beta+\alpha\tag{3}$$ La trigonometría significa que $$\tan(\beta)=\frac{\xi}{D_S},\quad\tan(\theta)=\frac{\eta}{D_L}=\frac{\xi}{D_L}$$ Podemos suponer que$\beta$y$\theta$es pequeño porque$D_S\gg\xi$y$D_L\gg\xi$, y así, por la aproximación de ángulo pequeño ,$\tan(x)\approx x$: $$\beta\approx\frac{\xi}{D_S},\quad\theta\approx\frac{\xi}{D_L}\tag{4}$$ Insertando todo esto en$\text{(3)}$nos da, para nuestro caso donde$\xi=\eta=a$, $$\boxed{\frac{a}{D_L}=\frac{a}{D_S}+\frac{D_{LS}}{D_S}\frac{4GM}{c^2a}}\tag{5}$$ Solo necesita encontrar un objeto con aproximadamente los parámetros correctos.

Aconsejaría encontrar algo relativamente pequeño. Las galaxias no son buenas porque asumimos que todos estos láseres apuntan en la misma dirección (y no se dispersan demasiado, aunque eso no es probable). Si una galaxia fuera el objeto de la lente, necesitarías$2a>d$, dónde$d$es el diámetro de la galaxia, ¡y eso no es realmente factible en tu escenario! Si los láseres pudieran apuntar de forma independiente, entonces tal vez tendrías algo, pero no parece que ese sea el caso, y de todos modos, si pudieran, podrías simplemente apuntarlos todos al objetivo sin usar ninguna lente. . Sin embargo, creo que ese no es el caso con el tipo de vigas que estás describiendo.

Está bastante limitado por este método porque necesita tres puntos colineales: el centro de su conjunto de láseres, el objetivo y la lente en sí. Todos sabemos que el espacio es grande ; más concretamente, es bastante vacío cuando se trata de objetos como estrellas. Si está utilizando lentes gravitacionales, realmente necesita elegir sus objetivos sabiamente.$\text{(5)}$es increíblemente importante (y creo que preciso), porque debe cumplirse para que esto funcione .

---

Apéndice

Me preocupa un poco la idea de los láseres espaciales gigantes, especialmente cuando se usan en la escala de la que hablas. Supongamos que las vigas son gaussianas (ver también aquí ), es decir, el "radio" de la viga viene dado por

$$w(z)=w_0\sqrt{1+\left(\frac{z}{z_R}\right)^2}\tag{6}$$ dónde$z_R$es una longitud de escala llamada rango de Rayleigh , calculada en términos de longitud de onda del haz,$\lambda$, por $$z_R=\frac{\pi w_0^2}{\lambda}\tag{7}$$ no tengo idea de que$w_0$y$\lambda$debiera ser. Hagamos que cada láser sea realmente grande y digamos que$w_0=10^3\text{ m}$y$\lambda=500\text{ nm}$. Este es un gigantesco láser espacial verde, como el de la Estrella de la Muerte. Esto significa que$z_R\simeq4.49\times10^{12}\text{ m}$, apenas$30\text{ AU}$.

El espacio intergaláctico es realmente grande, al igual que las galaxias. Digamos que en la primera prueba, la civilización solo quiere disparar el láser de un extremo a otro de su galaxia. Si la galaxia es aproximadamente del tamaño de la Vía Láctea, entonces tal vez$100,000$años luz de largo, o aproximadamente$9.461\times10^{20}\text{ m}$. Conectando todo esto en$\text{(6)}$, Yo obtengo

$$w\left(\text{Other side of galaxy}\right)=10^3\sqrt{1+\left(\frac{9.461\times10^{20}\text{ m}}{4.49\times10^{12}\text{ m}}\right)^2}\text{ m}=2.11\times10^{11}\text{ meters}$$ lo cual es sobre$3\text{ AU}$- en realidad mucho más pequeño de lo que pensaba, aunque sigue siendo muy grande.

A distancias tan grandes, por cierto, el$1$dentro de la raíz cuadrada es insignificante y, aproximadamente$w(z)\propto z$. Por lo tanto, multiplicando$z$por, digamos,$42$debería multiplicar$w(z)$por$42$. La galaxia principal más cercana, Andrómeda, está a unos 2,5 millones de años luz de distancia, del orden de$10$veces el diámetro de la Vía Láctea. Por lo tanto, si el rayo fue enviado desde la Vía Láctea a Andrómeda, debería tener una$w\left(\text{Andromeda}\right)$de tal vez$30\text{ AU}$. Extraño.

Parecería, entonces, que este tipo de haz no podría crecer mucho, al menos, no al tamaño de la galaxia, utilizando estos parámetros. ¡Es una suerte, porque si creciera tanto, la intensidad probablemente sería tan pequeña que no serviría de mucho!

Básicamente, solo use sus láseres espaciales de haz verde-gaussiano-Nicoll-Dyson-Estrella de la Muerte en objetivos más pequeños, como quizás planetas u otras estrellas. O Alderaan .

---

Referencias:

• Notas de Kochanek (2004)

Usa galaxias.

Claramente no les preocupa obtener respuestas rápidas. Incluso una civilización sub-K1 como la nuestra ha visto bastantes lugares en el cielo donde una galaxia distante tiene como lente a otra más distante. Envía luz de regreso a lo largo de ese camino.

Por supuesto, para cuando su señal llegue a la galaxia lente, se habrá movido, pero de todos modos este es un proyecto de vanidad.

El magnetismo podría usarse para enfocar dicho haz, porque el magnetismo tiene propiedades atractivas y repulsivas según la polaridad. Pero eso ya lo sabías si estás jugando con vigas de Nicol-Dyson.

Es fácil pensar en la gravedad como una fuerza similar al magnetismo, pero en realidad no lo es. Usando la gravedad, puedes doblar las cosas (de ahí la refracción), pero en realidad no puedes repeler las cosas. enfocar un rayo con gravedad requeriría un anillo de 360 ​​grados de algún tipo con gravedad repulsiva, que en lo que respecta a la física moderna, no existe.

Afortunadamente, su material estelar expulsado ya está fuertemente polarizado por su haz de Nicol-Dyson, por lo que debería ser posible usar el magnetismo para entrelazarlos y apretarlos en un solo haz, especialmente si sus 12 haces son 6 de polaridades opuestas.