- Мисия с нанокрафт и лазерни платна при ~0,3c за достигане на близка черна дупка.
- Идеална цел на 20-25 светлинни години; отвъд 40-50 светлинни години би било невъзможно.
- Ключови тестове: хоризонт на събитията, метрика на Кер и възможни вариации във физичните константи.
- Огромни разходи и силен скептицизъм, но паралелен напредък би могъл да го направи правдоподобен след десетилетия.
Това, което звучи като научнофантастичен филм, всъщност е сериозно упражнение по инженерство и физика: изпратете кораб до черна дупка, за да я проучи от първа ръка една от най-екстремните среди в космоса. Предложението, подписано от астрофизика Козимо Бамби и публикувано в списанието iScience, повдига многодесетгодишна мисия за доближаване на микросондите до най-близката черна дупка, която можем да локализираме.
Идеята се основава на разработването на технологии: Ултралек нанопланат с платна, задвижвани от земни лазери способен да достигне около една трета от скоростта на светлината. Ако целта бъде потвърдена на 20-25 años luz, маршрутът би бил от порядъка на 60-75 годинии изпращането на данни до Земята би добавило други 20-25, поставяйки цялата мисия в диапазон от 80-100 години.
Каква ще бъде мисията и нейната технология
Концепцията избягва традиционното химическо задвижване, ограничено от уравнението на Циолковски, и разчита на изтласкване от Земята с лазерни лъчиС мощности от порядъка на теравати, сонда, тежаща само няколко грама може да бъде ускорена за минути до релативистични скорости, нещо невъзможно за конвенционална ракета, заредена с гориво.
Вдъхновен от инициативи като Breakthrough Starshot, планът предвижда свещи от светлина съчетани с микрочипове със сензори и комуникации. След като дестинацията бъде достигната, архитектурата на мисията ще раздели функциите: едно устройство ще действа като часови кораб в безопасни орбити, а друг би се приближил по-близо до гравитационния кладенец, за да извърши фините измервания на пространство-времето.
Пътната карта включва четири основни стъпки: начално лазерно ускорение, междузвезден круиз без активно задвижване, маневра, за да се задържи в орбита (или близка траектория) до целта и накрая, продължителна научна фаза с данни, изпратени до стража и препредадени на Земята.
В груби числа: ако корабът достигне ~0,3°C, той би могъл да покрие 20-25 светлинни години за 6-7 десетилетияЗакъснение в комуникациите, неизбежно поради скоростта на светлината, ще добави две десетилетия да получим резултатите в нашите радиотелескопи.
Целта: да се открие наистина близка черна дупка
Препятствието е не по-малко важно: намерете черна дупка на около 20-25 светлинни години разстояниеВъпреки че много са известни, най-близките са потвърдени, GAIA-BH1, е за 1.560 años luz, очевидно твърде далеч за мисия от едно поколение с предложената технология. Открийте разликите между черна дупка и червеева дупка.
Моделите на звездното население показват, че Според чистата статистика, би трябвало да има поне един на този мащаб на разстояние. Предизвикателството е да се намери, защото черните дупки те не излъчват и не отразяват светлина и разкриват присъствието си чрез косвени ефекти: гравитационно микролещиране, смущения в звездите-спътници или много слаби емисии на материя от междузвездната среда, падаща към тях.
Научни екипи предлагат стратегии за търсене с телескопи като Джеймс Уеб или големи мрежи в радиотои не е изключено, че las ondas gravitacionales да помогнат за идентифицирането на изолирани кандидати. За Бамби е правдоподобно, че изучаването на близките галактики ви позволява да локализирате целта на подходящо разстояние.
Граничното условие е ясно в дизайна на мисията: над 40-50 светлинни години времената и сложността ескалират прекомерно, до степен на връщане проектът е нежизнеспособен с текущите параметри.
Какви експерименти биха били проведени до черната дупка?
Голямото научно предизвикателство е да се подложи гравитацията на най-тежкото ѝ изпитание. Мисията ще провери, с инструменти на място, дали Общата теория на относителността описва вярно екстремната среда на черна дупка или ако се появят отклонения, които сочат към физика отвъд Айнщайн.
Първият тест: Керов показател, който моделира пространство-времето около въртяща се черна дупка. Чрез измерване на орбити, прецесии и червени отмествания на сигнали, излъчвани от сондата, това може да бъде потвърдено. ако прогнозите съвпадат с прецизност, никога преди постигана.
Втори тест: съществуването на хоризонта на събитиятаС две сонди, едната на безопасно разстояние, а другата се приближава, класическата теория очаква, че сигналът от най-близката отслабва и зачервява докато не изчезне асимптотично. Екзотични алтернативи (напр. конфигурации от типа „кълбо от струни“) биха предсказали внезапно затъмнение чрез удар с повърхност.
Трети тест: възможен вариации на фундаментални константи в екстремни гравитационни полета. Сравняването на атомните линии, чувствителни към константата на фината структура, би позволило търсете малки промени това би пренаписало нашето разбиране по физика.
Аз съм технологичен ентусиаст, който е превърнал своите „гийк“ интереси в професия. Прекарах повече от 10 години от живота си, използвайки авангардни технологии и бърникайки с всякакви програми от чисто любопитство. Сега съм специализирал компютърни технологии и видео игри. Това е така, защото повече от 5 години пиша за различни уебсайтове за технологии и видео игри, създавайки статии, които се стремят да ви дадат информацията, от която се нуждаете, на език, разбираем за всички.
Ако имате някакви въпроси, познанията ми варират от всичко свързано с операционната система Windows, както и с Android за мобилни телефони. И моят ангажимент е към вас, винаги съм готов да отделя няколко минути и да ви помогна да разрешите всички въпроси, които може да имате в този интернет свят.