- Nanokoneiden ja laserpurjeiden avulla tehtävä tehtävä noin 0,3 celsiusasteen nopeudella lähellä olevan mustan aukon saavuttamiseksi.
- Ihanteellinen kohde olisi 20–25 valovuoden päässä; yli 40–50 valovuoden päässä se olisi mahdotonta.
- Keskeiset testit: tapahtumahorisontti, Kerrin metriikka ja mahdolliset fysikaalisten vakioiden vaihtelut.
- Valtavat kustannukset ja vahva skeptisyys, mutta rinnakkaiset edistysaskeleet voisivat tehdä siitä uskottavan vuosikymmenten kuluttua.
Se, mikä kuulostaa tieteiselokuvalta, on todellisuudessa vakava tekniikan ja fysiikan harjoitus: lähetä laiva mustaan aukkoon tutkimaan omin silmin yhtä kosmoksen äärimmäisimmistä olosuhteista. Ehdotus, jonka astrofyysikko on allekirjoittanut Cosimo Bambi ja julkaistu iScience-lehdessä, nostaa esiin monivuosikymmenen mittainen tehtävä tuoda mikroluotaimia lähemmäksi lähintä mustaa aukkoa, jonka voimme paikantaa.
Idea perustuu kehittyviin teknologioihin: Ultrakevyt nanoalus, jonka purjeet toimivat maapallon lasereilla kykenevä saavuttamaan noin kolmanneksen valonnopeudesta. Jos kohde varmistettaisiin 20–25 valovuotta, reitti olisi luokkaa 60–75 vuottaja datan lähettäminen Maahan lisäisi muut 20–25, sijoittamalla koko tehtävän alueelle 80–100 vuotta.
Millainen tehtävä ja sen teknologia olisivat
Käsite välttää perinteisen kemiallisen työntövoiman, jota rajoittaa Tsiolkovskyn yhtälö, ja perustuu työntää Maasta lasersäteilläTerawattien luokkaa olevilla tehoilla vain muutaman gramman painoinen anturi voitaisiin kiihdyttää minuuteissa suhteellisuusteoreettinen nopeuteen, mikä on mahdotonta tavanomaiselle polttoaineella kuormitetulle raketille.
Aloitteiden, kuten Breakthrough Starshotin, inspiroimana suunnitelma kaavailee valon kynttilöitä yhdistettynä mikrosiruihin antureilla ja viestintälaitteilla. Kun määränpää on saavutettu, tehtävän arkkitehtuuri jakaisi toiminnot: yksi yksikkö toimisi vartiolaiva turvallisilla kiertoradoilla, ja toinen lähestyisi painovoimaa lähemmäs suorittaakseen aika-avaruuden hienomittaukset.
Etenemissuunnitelma sisältää neljä päävaihetta: alkuperäinen laserkiihtyvyys, tähtienvälinen risteily ilman aktiivista propulsiota, manööveri sulkea itsensä kiertoradalle (tai lähellä kohdetta olevaa lentorataa) ja lopuksi pitkittynyt tieteellinen vaihe tiedot lähetetään sentinelille ja lähetetään edelleen Maahan.
Karkeasti ilmaistuna: jos alus saavuttaa noin 0,3 celsiusasteen lämpötilan, se voisi peittää 20–25 valovuotta 6–7 vuosikymmenessäViestinnän latenssi, joka on väistämätön valonnopeuden vuoksi, lisäisi kaksi vuosikymmentä vastaanottaaksemme tulokset radioteleskooppeihimme.
Tavoite: löytää todella lähellä oleva musta aukko
Pullonkaula ei ole yhtään vähemmän tärkeä: löytää mustan aukon ~20-25 valovuoden päästäVaikka monia tunnetaan, lähimpänä vahvistettuja, GAIA-BH1, on noin 1 560 valovuotta, selvästi liian kaukana yhden sukupolven tehtävälle ehdotetulla teknologialla. Tutustu mustan aukon ja madonreiän eroihin.
Tähtien populaatiomallit viittaavat siihen, että Puhtaan tilaston mukaan pitäisi olla ainakin yksi tuolla etäisyysskaalalla. Haasteena on löytää se, koska mustat aukot ne eivät lähetä tai heijasta valoa ja paljastavat niiden läsnäolon epäsuorien vaikutusten kautta: gravitaatiomikrolinssi, häiriöt seuralaistähdissä tai hyvin himmeät ainepäästöt tähtienvälisestä väliaineesta, jotka putoavat niitä kohti.
Tieteelliset ryhmät ehdottavat hakustrategioita kaukoputket, kuten James Webb, tai suuret radioverkot, eikä ole poissuljettua, että gravitaatioaallot auttaa tunnistamaan yksittäisiä ehdokkaita. Bambin tapauksessa on uskottavaa, että lähigalakseiden tutkimus mahdollistaa kohteen paikantamisen sopivalta etäisyydeltä.
Reunaehto on selvä tehtäväsuunnittelussa: yli 40–50 valovuotta ajat ja monimutkaisuus eskaloituvat kohtuuttomasti, jopa paluupisteeseen asti hanke on kannattamaton nykyisillä parametreilla.
Mitä kokeita mustan aukon vieressä tehtäisiin?
Suuri tieteellinen haaste on asettaa painovoima ankaralle koetukselle. Tehtävässä testattaisiin paikan päällä olevilla laitteilla, Yleinen suhteellisuusteoria kuvaa uskollisesti mustan aukon äärimmäinen ympäristö tai jos ilmenee poikkeamia, jotka viittaavat fysiikkaa Einsteinin jälkeen.
Ensimmäinen testi: Kerrin metriikka, joka mallintaa pyörivän mustan aukon ympärillä olevaa aika-avaruutta. Mittaamalla luotaimen lähettämien signaalien kiertoratoja, prekessioita ja punasiirtymiä tämä voitaisiin varmistaa. jos ennustukset pitävät paikkansa ennennäkemättömällä tarkkuudella.
Toinen testi: tapahtumahorisontin olemassaoloKahden luotaimen, toisen turvallisen etäisyyden ja toisen lähestyessä, tapauksessa klassinen teoria olettaa, että lähimmän luotaimen signaali heikkenee ja punoittaa kunnes se häviää asymptoottisesti. Eksoottiset vaihtoehdot (esim. 'nauhapallo'-tyyppiset konfiguraatiot) ennustaisivat äkillinen sähkökatkos pinnan kanssa osumalla.
Kolmas testi: mahdollista perusvakioiden variaatiot äärimmäisissä gravitaatiokentissä. Hienorakennevakiolle herkkien atomiviivojen vertailu mahdollistaisi etsi pieniä muutoksia joka kirjoittaisi fysiikan ymmärtämyksemme uusiksi.
Olen teknologian harrastaja, joka on muuttanut "nörtti"-harrastuksensa ammatiksi. Olen käyttänyt yli 10 vuotta elämästäni uusinta teknologiaa käyttäen ja kaikenlaisten ohjelmien parissa puhtaasta uteliaisuudesta. Nyt olen erikoistunut tietotekniikkaan ja videopeleihin. Tämä johtuu siitä, että yli 5 vuoden ajan olen työskennellyt kirjoittaen useille teknologiaa ja videopelejä käsitteleville verkkosivustoille ja luonut artikkeleita, jotka pyrkivät antamaan sinulle tarvitsemaasi tietoa kielellä, jota kaikki ymmärtävät.
Jos sinulla on kysyttävää, tietoni ulottuu kaikesta Windows-käyttöjärjestelmään liittyvästä sekä matkapuhelimien Androidista. Ja sitoumukseni on sinulle, olen aina valmis käyttämään muutaman minuutin ja auttamaan sinua ratkaisemaan kaikki kysymyksesi, joita sinulla saattaa olla tässä Internet-maailmassa.