While interstellar space travel is still in the realm of science fiction, scientists say that if an alien ship came within range of Earth at near light speed, we would be able to detect it. This is according to a pair of defence engineers who say that any spacecraft travelling that fast would leave distinct light signatures in its wake. But their study also reveals the tricky physics of travelling at near light speeds, calculating that a collision with single dust grain would release energy equal to 5291lbs (2,400kg) of exploding TNT. A pair of defence engineers say that any spacecraft travelling close to the speed of light would leave light signatures in its wake because it would interact with the cosmic microwave background (pictured). The panels show how scientists predict the CMB signature would change as the spacecraft increases speed . California-based Raytheon engineers Ulvi Yurtsever and Steven Wilkinson claim that spaceships travelling at near light speeds would interact with the cosmic microwave background (CMB). CMB is the light left over from the earliest moments of creation that has been stretched across the entire cosmos as the universe expanded. A fast-moving spacecraft would collide with cosmic microwave photons, say the engineers, creating highly gamma rays, according to a report inMIT Technology Review. Raytheon engineers  suggest that spaceships travelling at near light speeds would interact with the cosmic microwave background (CMB). Pictured is a  Narn spacecraft from Babylon 5 . The researchers have estimated that each cubic centimetre of space contains over 400 microwave photons. This means a spaceship would collide with thousands of billions of  photons every second creating something known as electron-positron pairs. Each of these pairs would cause drag on a spaceship. 'Assuming an effective cross-sectional area of say 100 square meters, the dissipative effect is about two million Joules per second,' said Yurtsever and Wilkinson in their study. There may be many things we don't understand about the universe, but one thing we can be certain of is that the speed of light cannot be exceeded. Right? Not necessarily, according to one scientist. He claims that a certain effect may be capable of producing the illusion that 'spots' of light travel faster than lightspeed. And his research says that when this occurs, the spots produce a phenomenon known as a 'photonic boom'. The controversial study was carried out by physics professor Dr Robert Nemiroff from Michigan Tech University, and he recently presented his research at the 225th meeting of the American Astronomical Society in Seattle. He claims that if you shine a powerful enough laser pointer on the moon from Earth and sweep it across the surface, the 'spot of light' could appear to move faster than the speed of light. This is because, in this hypothetical scenario, if another person standing on a moon attempted to shine a light across the moon at the same time, it would take longer. 'The stream of particles (photons) from your laser pointer can sequentially impact the moon so that another light beam - confined to the surface of the moon - could not keep up,' Dr Nemiroff told MailOnline. In his paper he explained that, although light takes about 0.0116 seconds to cross the moon, a person standing on Earth can sweep a laser pointer across the moon's surface in less time. Such sweeps in the universe are known as 'superluminal sweeps' - superluminal meaning faster than light. The speed of light in a vacuum is 186,282 miles per second (299,792 kilometers per second). Seconds last longer when travelling at high speed so the energy dissipation is higher too at around 10^14 Joules per second. 'In general one can imagine the same interactions that occur in a particle accelerator to occur between relativistic spacecraft and interstellar matter,' write the authors in their study. As well as drag, a single cosmic dust grain with a mass of 10^-(14) grams would release about 10,000 megajoules worth of energy if it the spacecraft. The engineers explain that is the same amount of energy released by 2,400 kilograms of exploding TNT. 'Our assumption that matter-matter interactions can be dealt with when civilisation can build relativistic spacecraft may prove false and may be a barrier that will prevent space travel [at relativistic speeds],' write the engineers.
Engineers say spacecraft travelling that fast would hit photons of light .
This would cause interstellar aliens to leave light signatures in their wake .
But travelling so fast means there will be significant drag from photons .
A collision with a single dust grain would release energy equal to 5291lbs (2,400kg) of exploding TNT .
בעוד שמסע בחלל בין כוכבי הוא עדיין בתחום המדע הבדיוני, מדענים אומרים שאם ספינת חייזרים הייתה מגיעה לטווח של כדור הארץ במהירות האור הקרובה, נוכל לזהות אותה. זאת על פי צמד מהנדסי הגנה שאומרים שכל חללית שנוסעת מהר כל כך תשאיר חתימות אור ברורות בעקבותיה. אבל המחקר שלהם חושף גם את הפיזיקה הקשה של נסיעה במהירויות אור קרובות, תוך חישוב שהתנגשות עם גרגר אבק בודד תשחרר אנרגיה השווה ל-5291 פאונד (2,400 ק"ג) של TNT מתפוצץ. זוג מהנדסי הגנה אומרים שכל חללית שנוסעת קרוב למהירות האור תשאיר חתימות אור בעקבותיה מכיוון שהיא תיצור אינטראקציה עם רקע המיקרוגל הקוסמי (בתמונה). הלוחות מראים כיצד מדענים צופים שחתימת CMB תשתנה ככל שהחללית תגביר את המהירות. המהנדסים של רייתיאון מקליפורניה, Ulvi Yurtsever וסטיבן וילקינסון, טוענים שספינות חלל הנוסעות במהירויות אור קרובות יקיימו אינטראקציה עם רקע המיקרוגל הקוסמי (CMB). CMB הוא האור שנותר מרגעי הבריאה המוקדמים ביותר שנמתח על פני כל הקוסמוס עם התרחבות היקום. חללית הנעה במהירות תתנגש בפוטונים של מיקרוגל קוסמיים, אומרים המהנדסים, ויוצרת קרני גמא גבוהות, על פי דיווח ב-MIT Technology Review. מהנדסי רייתאון מציעים שספינות חלל הנוסעות במהירויות אור קרובות יקיימו אינטראקציה עם רקע המיקרוגל הקוסמי (CMB). בתמונה חללית נארן מבבילון 5. החוקרים העריכו כי כל סנטימטר מעוקב של חלל מכיל למעלה מ-400 פוטונים במיקרוגל. המשמעות היא שחללית תתנגש באלפי מיליארדי פוטונים בכל שנייה ויוצרת משהו המכונה זוגות אלקטרונים-פוזיטרון. כל אחד מהזוגות הללו יגרום לגרירה על ספינת חלל. "בהנחה של שטח חתך אפקטיבי של נגיד 100 מ"ר, ההשפעה ההפוכה היא כשני מיליון ג'אול לשנייה", אמרו ירצבר ווילקינסון במחקרם. אולי יש הרבה דברים שאנחנו לא מבינים ביקום, אבל דבר אחד שאנחנו יכולים להיות בטוחים בו הוא שאי אפשר לחרוג ממהירות האור. ימין? לא בהכרח, לפי מדען אחד. הוא טוען שאפקט מסוים עשוי לייצר אשליה ש'כתמי' של אור נעים מהר יותר ממהירות האור. והמחקר שלו אומר שכשזה קורה, הכתמים מייצרים תופעה המכונה 'בום פוטוני'. המחקר השנוי במחלוקת בוצע על ידי פרופסור לפיזיקה ד"ר רוברט נמירוף מאוניברסיטת מישיגן טק, והוא הציג לאחרונה את מחקרו במפגש ה-225 של האגודה האמריקאית לאסטרונומיה בסיאטל. הוא טוען שאם אתה מאיר מצביע לייזר חזק מספיק על הירח מכדור הארץ ותסחוף אותו על פני השטח, נראה ש'כתמת האור' נעה מהר יותר ממהירות האור. הסיבה לכך היא שבתרחיש היפותטי זה, אם אדם אחר שעומד על ירח ינסה להאיר אור על פני הירח באותו זמן, זה ייקח יותר זמן. "זרם החלקיקים (פוטונים) ממצביע הלייזר שלך יכול להשפיע ברצף על הירח כך שקרן אור אחרת - מוגבלת לפני השטח של הירח - לא תוכל לעמוד בקצב", אמר ד"ר נמירוף ל-MailOnline. במאמרו הסביר שלמרות שלאור לוקח בערך 0.0116 שניות לחצות את הירח, אדם שעומד על כדור הארץ יכול לסחוף מצביע לייזר על פני הירח בפחות זמן. סוויפים כאלה ביקום ידועים כ'סוויפים על-לומינליים' - משמעות על-לומינית מהר יותר מהאור. מהירות האור בוואקום היא 186,282 מייל לשנייה (299,792 ק"מ לשנייה). שניות נמשכות זמן רב יותר כאשר נוסעים במהירות גבוהה כך שגם פיזור האנרגיה גבוה יותר בסביבות 10^14 ג'אול לשנייה. "באופן כללי אפשר לדמיין את אותן אינטראקציות המתרחשות במאיץ חלקיקים המתרחשות בין חלליות רלטיביסטיות לחומר בין-כוכבי", כותבים המחברים במחקרם. בנוסף לגרר, גרגר אבק קוסמי יחיד במסה של 10^-(14) גרם ישחרר כ-10,000 מגה-ג'אול של אנרגיה אם זה היה החללית. המהנדסים מסבירים שזו אותה כמות אנרגיה המשתחררת מ-2,400 קילוגרם של TNT מתפוצץ. "ההנחה שלנו שניתן להתמודד עם אינטראקציות בין חומר כאשר הציוויליזציה יכולה לבנות חלליות רלטיביסטיות עשויה להתגלות כשקרית ועשויה להוות מחסום שימנע מסע בחלל [במהירויות יחסיות]," כותבים המהנדסים.
מהנדסים אומרים שחללית שנוסעת כל כך מהר תפגע בפוטונים של אור.
זה יגרום לחייזרים בין-כוכביים להשאיר חתימות אור בעקבותיהם.
אבל נסיעה כל כך מהר פירושה שתהיה גרירה משמעותית מפוטונים.
התנגשות עם גרגר אבק בודד תשחרר אנרגיה השווה ל-5291 פאונד (2,400 ק"ג) של TNT מתפוצץ.