근처 블랙홀로 배를 보내는 계획

공상과학 영화처럼 들리지만 실제로는 공학과 물리학을 이용한 진지한 실험입니다. 블랙홀에 우주선을 보내 연구하다 우주에서 가장 극한의 환경 중 하나를 직접 경험했습니다. 천체물리학자가 서명한 제안서에는 코시모 밤비 그리고 iScience 저널에 게재된 우리가 찾을 수 있는 가장 가까운 블랙홀에 미세탐침을 더 가까이 가져오기 위한 수십 년에 걸친 임무.

이 아이디어는 기술 개발에 기초하고 있습니다. 지구 기반 레이저로 구동되는 돛을 갖춘 초경량 나노크래프트 빛의 속도의 약 3분의 1에 도달할 수 있습니다. 목표가 확인되면 20~25광년, 경로는 다음과 같은 순서가 될 것입니다. 60-75 년그리고 지구로 데이터를 보내면 기타 20-25, 전체 임무를 범위에 배치 80-100 년.

임무와 그 기술은 어떤 것인가

이 개념은 Tsiolkovsky 방정식에 의해 제한되는 전통적인 화학 추진을 피하고 다음에 의존합니다. 레이저 빔으로 지구에서 밀어내다. 테라와트 단위의 전력으로, 몇 그램에 불과한 무게의 탐침 몇 분 안에 상대론적 속도까지 가속할 수 있는데, 이는 기존의 연료를 탑재한 로켓에서는 불가능한 일입니다.

Breakthrough Starshot과 같은 이니셔티브에서 영감을 받은 이 계획은 다음과 같습니다. 빛의 촛불 센서와 통신 기능을 갖춘 마이크로칩과 결합됩니다. 목적지에 도착하면 임무 아키텍처는 기능을 분할합니다. 한 유닛은 다음과 같은 역할을 합니다. 초계함 안전한 궤도에 있고 또 다른 하나는 중력 우물에 더 가까이 접근하여 작업을 수행합니다. 시공간 정밀 측정.

로드맵에는 4가지 주요 단계가 포함됩니다. 초기 레이저 가속, 활성 추진 장치가 없는 성간 순항, 궤도에 자신을 가두기 위한 기동 (또는 목표에 가까운 궤적) 그리고 마지막으로, 장기간의 과학적 단계 센티넬에게 데이터를 전송하고 지구로 재전송합니다.

대략적인 숫자로: 만약 우주선이 ~0,3c에 도달한다면, 20~25년 동안 6~7광년. 빛의 속도로 인해 불가피한 통신 지연이 발생합니다. 20년을 더 추가하겠습니다 우리의 전파 망원경으로 결과를 수신합니다.

목표: 아주 가까운 블랙홀을 찾는 것

병목 현상은 그다지 중요하지 않습니다. 약 20~25광년 떨어진 블랙홀을 찾아보세요. 많은 것이 알려져 있지만 가장 가까운 것이 확인되었습니다. 가이아-BH1, 에 관한 것입니다 1.560광년, 제안된 기술을 사용해 단일 세대 임무를 수행하기에는 너무 멀리 떨어져 있습니다. 블랙홀과 웜홀의 차이점을 알아보세요.

별 인구 모델은 다음을 시사합니다. 순수 통계에 따르면 적어도 하나는 있어야 합니다. 그 거리 규모에서. 문제는 그것을 찾는 것입니다. 왜냐하면 블랙홀이기 때문입니다. 그들은 빛을 방출하거나 반사하지 않습니다 그리고 간접적인 효과를 통해 그 존재를 드러냅니다. 즉, 중력 마이크로렌즈, 동반성에서 발생하는 교란, 성간 물질에서 나오는 매우 약한 물질이 그쪽으로 떨어지는 것입니다.

과학팀은 검색 전략을 제안합니다. James Webb와 같은 망원경이나 라디오의 대규모 네트워크, 그리고 그것은 배제되지 않습니다 중력파 고립된 후보자를 식별하는 데 도움이 됩니다. 밤비의 경우 그럴듯합니다. 근처 은하 연구 적절한 거리에 있는 목표물을 찾을 수 있습니다.

경계 조건은 임무 설계에서 명확합니다. 40~50광년 이상 시간과 복잡성이 지나치게 증가하여 다시 돌아갈 지점까지 이르렀습니다. 그 프로젝트는 실행 불가능하다 현재 매개변수를 사용하여.

블랙홀 옆에서는 어떤 실험이 진행될까?

가장 큰 과학적 도전은 중력에 가장 강력한 시험을 가하는 것입니다. 이 임무는 현장 장비를 사용하여 일반 상대성 이론은 충실하게 설명합니다. 블랙홀의 극한 환경이나 그 지점을 가리키는 편차가 나타나는 경우 아인슈타인을 넘어서는 물리학.

첫 번째 테스트: 커 메트릭회전하는 블랙홀 주변의 시공간을 모델링하는 . 탐사선이 방출하는 신호의 궤도, 세차 운동, 적색편이를 측정함으로써 이를 검증할 수 있습니다. 예측이 맞다면 지금까지 달성된 적이 없는 정밀함으로.

두 번째 테스트: 사건의 지평선의 존재안전한 거리에 있는 프로브 하나와 접근하는 프로브 하나가 있는 경우 고전 이론에서는 가장 가까운 프로브에서 나오는 신호가 약해지고 붉어지다 점근적으로 사라질 때까지. 이국적인 대안(예: '끈뭉치' 유형 구성)은 다음을 예측할 것입니다. 갑작스러운 정전 표면에 충격을 가함으로써.

세 번째 테스트: 가능 기본 상수의 변화 극한 중력장에서. 미세 구조 상수에 민감한 원자선을 비교하면 작은 변화를 찾아보세요 그러면 물리학에 대한 우리의 이해가 다시 쓰여질 것입니다.

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알베르토 나 바로

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