Смелый прорыв: Как наноспутник размером со скрепку может раскрыть тайны черных дыр
Астрофизик предложил амбициозный план, как человечество может исследовать экстремальную физику черных дыр — отправив к ближайшей из них космический аппарат размером не больше канцелярской скрепки.
Согласно опубликованному 7 августа в журнале iScience проекту, аппарат массой менее грамма, разогнанный лазерами с Земли до трети скорости света, сможет собрать данные о черной дыре уже в этом столетии. Автор идеи, астрофизик Козимо Бамби из Университета Фудань в Шанхае (Китай), признает, что концепция наполнена «если»: технологии пока не существуют, а ближайшая черная дыра до сих пор не обнаружена. Однако он настаивает, что подготовку стоит начать уже сейчас.
«Это звучит безумно, почти как научная фантастика, — сказал Бамби в заявлении. — Но когда-то считали, что гравитационные волны невозможно зафиксировать из-за их слабости. Через 100 лет мы их обнаружили. Черные дыры называли ненаблюдаемыми — и спустя 50 лет получили их изображения».
Черные дыры, рождающиеся при коллапсе массивных звезд и поглощающие газ, пыль и даже другие черные дыры, представляют собой области, где законы общей теории относительности Эйнштейна перестают работать. Это делает их ключевыми объектами для поиска объединенной теории гравитации и квантовой физики.
Сложности миссии:
- Расстояние. Ближайшая известная черная дыра находится в 1500 световых годах от Земли — слишком далеко для миссии. По расчетам Бамби, цель должна быть в пределах 50 световых лет, а лучше — 25. Ученый надеется, что новые методы гравитационного микролинзирования помогут обнаружить близкие объекты в ближайшее десятилетие.
- Технологии. Для полета предлагается создать наноаппарат с солнечным парусом площадью 10 м², разогреваемым лазером до 360 млн км/ч (30% скорости света). Путь займет около 70 лет. Достигнув цели, зонд должен выйти на орбиту и передать данные на Землю.
Экономический фактор: Сегодня мощность требуемых лазеров оценивается в триллионы долларов, но Бамби верит, что прогресс снизит затраты. «Сейчас у нас нет таких технологий, но через 20–30 лет всё может измениться», — отмечает он.
Если проект осуществится, зонд не только приблизит нас к пониманию черных дыр, но и станет тестом для межзвездных путешествий. Ученые уже разрабатывают аналогичные концепции, например, проект Breakthrough Starshot, целью которого является Альфа Центавра. Однако, в отличие от него, миссия Бамби фокусируется на фундаментальной науке, способной перевернуть представления о пространстве-времени.
Возможно, в будущем подобные наноаппараты, оснащенные квантовыми сенсорами, смогут картографировать аккреционные диски и даже проверить гипотезу Хокинга об испарении черных дыр. Пока же астрофизикам остается ждать прорывов в обнаружении «соседей» и лазерных технологиях — двух китах, на которых держится эта дерзкая мечта.
