近くのブラックホールに宇宙船を送る計画

SF映画のように聞こえるが、実際には、これは工学と物理学の真剣な実践である。 研究のためにブラックホールに船を送る 宇宙で最も過酷な環境の一つを実際に体験する。天体物理学者が署名した提案書は コジモ・バンビ iScience誌に掲載された論文では、 数十年にわたるミッションで、マイクロプローブを最も近いブラックホールに近づける.

このアイデアは、開発中のテクノロジーに基づいています。 地球ベースのレーザーで駆動する帆を備えた超軽量ナノクラフト 光速の約3分の1に達することができる。もし目標が 20-25 años luzルートは次のようになります 60～75歳地球にデータを送ることで その他 20-25ミッション全体を 80～100歳.

ミッションとその技術はどのようなものになるのか

このコンセプトは、ツィオルコフスキー方程式によって制限される従来の化学推進を回避し、 地球からレーザービームで押し出すテラワット級のパワーを持つ わずか数グラムのプローブ 数分で相対論的な速度まで加速できるが、これは従来の燃料満載のロケットでは不可能なことである。

ブレークスルー・スターショットなどの取り組みに触発されたこの計画では、 光のキャンドル センサーと通信機能を備えたマイクロチップと結合し、目的地に到達すると、ミッションアーキテクチャは機能を分割します。1つのユニットは 哨戒船 安全な軌道で、もう1つは重力井戸に接近して 時空の微細測定.

ロードマップには、次の 4 つの主要なステップが含まれます。 初期レーザー加速、積極的な推進力のない恒星間航行、 軌道上に留まるための操作 （または近い軌道で）目標に到達し、最終的に 長期にわたる科学的段階 データはセンチネルに送信され、地球に再送信されます。

大まかな数字で言うと、宇宙船が約0,3cに到達すれば、 20～25年で6～7光年光の速度によって避けられない通信の遅延は、 20年追加される 電波望遠鏡で結果を受信するためです。

目標：本当に近くにあるブラックホールを見つけること

ボトルネックも同様に重要です。 約20～25光年離れたブラックホールを見つける多くのものが知られていますが、最も確認されているのは、 ガイアBH1、約 1.560 años luz提案されている技術による単一世代ミッションには明らかに遠すぎる。 ブラックホールとワームホールの違いを知る.

恒星集団モデルによれば、 純粋な統計によれば、少なくとも1つは その距離スケールでは、ブラックホールを見つけるのが課題です。 光を放射したり反射したりしない そして、重力マイクロレンズ効果、伴星の擾乱、あるいは星間物質から放出される非常に微弱な物質が星に向かって落下するといった間接的な影響を通じて、その存在を明らかにします。

科学者チームは、次のような探索戦略を提案している。 ジェイムズ・ウェッブのような望遠鏡や、電波の大規模ネットワーク、そしてそれは否定できない las ondas gravitacionales 孤立した候補者を特定するのに役立つ。バンビの場合、 近傍銀河の研究 適切な距離にあるターゲットを見つけることができます。

ミッション設計では境界条件は明確です。 40～50光年以上 時間と複雑さが過度にエスカレートし、 このプロジェクトは実行不可能だ 現在のパラメータを使用します。

ブラックホールの隣ではどのような実験が行われるのでしょうか?

大きな科学的課題は、重力を最も厳しいテストにかけることです。このミッションでは、現場に設置された機器を用いて、 一般相対論は忠実に記述する ブラックホールの極限環境、あるいはそれを示すような逸脱が現れた場合 アインシュタインを超えた物理学.

最初のテスト： カーメトリック回転するブラックホールの周りの時空をモデル化する。探査機から発せられる信号の軌道、歳差運動、赤方偏移を測定することで、これを検証できる可能性がある。 予測が当たれば これまでに達成できなかった精度で。

2番目のテスト： 事象の地平線の存在2つの探査機が安全な距離にあり、もう1つが近づいている場合、古典理論では最も近い探査機からの信号が 弱まり、赤くなる 漸近的に消滅するまで。エキゾチックな代替構成（例えば「糸の玉」型の構成）では、 突然の停電 表面との衝突によって。

3回目のテスト：可能 基本定数の変化 極限の重力場において、微細構造定数に敏感な原子線を比較することで、 小さな変化を探す それは物理学に対する私たちの理解を書き換えることになるでしょう。

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アルベルト・ナバロ

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