- Misija z nanocraftom in laserskimi jadri pri ~0,3°C za dosego bližnje črne luknje.
- Idealna tarča je na 20–25 svetlobnih letih; preko 40–50 svetlobnih let bi bilo neizvedljivo.
- Ključni testi: horizont dogodkov, Kerrova metrika in možne spremembe fizikalnih konstant.
- Ogromni stroški in močan skepticizem, vendar bi lahko vzporedni napredek to čez desetletja naredil verjetnega.
Kar se sliši kot znanstvenofantastični film, je v resnici resna vaja iz inženirstva in fizike: poslati ladjo k črni luknji na preučevanje iz prve roke eno najbolj ekstremnih okolij v vesolju. Predlog, ki ga je podpisal astrofizik Cosimo Bambi in objavljeno v reviji iScience, sproža večdesetletna misija, s katero bi mikrosonde približali najbližji črni luknji, ki jo lahko najdemo.
Ideja temelji na razvoju tehnologij: Ultralahka nanoladja z jadri, ki jih poganjajo zemeljski laserji lahko doseže približno tretjino svetlobne hitrosti. Če bi bil cilj potrjen pri 20–25 svetlobnih let, bi bila pot vrstnega reda 60–75 letin pošiljanje podatkov na Zemljo bi dodalo drugih 20–25, s čimer je celotno misijo postavila v vrsto 80–100 let.
Kakšna bi bila misija in njena tehnologija
Koncept se izogiba tradicionalnemu kemičnemu pogonu, ki ga omejuje Tsiolkovskijeva enačba, in se opira na potiskanje z Zemlje z laserskimi žarkiZ močmi reda teravatov, sonda, ki tehta le nekaj gramov bi ga lahko v nekaj minutah pospešili do relativističnih hitrosti, kar je za konvencionalno raketo, polno goriva, nemogoče.
Navdihnjen z pobudami, kot je Breakthrough Starshot, načrt predvideva sveče svetlobe skupaj z mikročipi s senzorji in komunikacijami. Ko je cilj dosežen, bi arhitektura misije razdelila funkcije: ena enota bi delovala kot stražarska ladja v varnih orbitah, drugi pa bi se bolj približal gravitacijskemu jašku, da bi izvedel fine meritve prostor-časa.
Načrt vključuje štiri glavne korake: začetni laserski pospešek, medzvezdno križarjenje brez aktivnega pogona, manever za samoohranitev v orbiti (ali blizu poti) do cilja in končno, podaljšana znanstvena faza s podatki, poslanimi sentinelu in ponovnim prenosom na Zemljo.
V grobih številkah: če plovilo doseže ~0,3°C, bi lahko prekrilo 20–25 svetlobnih let v 6–7 desetletjihZakasnitev v komunikaciji, neizogibna zaradi svetlobne hitrosti, bi dodal dve desetletji da bi prejeli rezultate v naših radijskih teleskopih.
Cilj: najti resnično bližnjo črno luknjo
Ozko grlo ni nič manj pomembno: najti črno luknjo oddaljeno približno 20–25 svetlobnih letČeprav je veliko znanih, so najbližje potrjeni, GAIA-BH1, gre za 1.560 svetlobnih let, kar je očitno predaleč za enogeneracijsko misijo s predlagano tehnologijo. Odkrijte razlike med črno luknjo in črvino.
Modeli zvezdne populacije kažejo, da Po čisti statistiki bi moral biti vsaj eden na tej razdalji. Izziv je najti ga, ker črne luknje ne oddajajo ali odbijajo svetlobe in razkrijejo svojo prisotnost s posrednimi učinki: gravitacijskim mikrolečenjem, motnjami v spremljevalnih zvezdah ali zelo šibkimi emisijami snovi iz medzvezdnega medija, ki padajo proti njim.
Znanstvene ekipe predlagajo strategije iskanja z teleskopi, kot je James Webb, ali velika omrežja v radiu, in ni izključeno, da gravitacijski valovi pomagajo prepoznati osamljene kandidate. Za Bambija je verjetno, da preučevanje bližnjih galaksij omogoča vam, da najdete cilj na ustrezni razdalji.
Mejni pogoj je v zasnovi misije jasen: več kot 40-50 svetlobnih let časi in kompleksnost se pretirano stopnjujejo, do te mere, da se vrnejo projekt je neizvedljiv s trenutnimi parametri.
Katere poskuse bi izvedli poleg črne luknje?
Veliki znanstveni izziv je podvreči gravitacijo najtežjemu preizkusu. Misija bi z instrumenti na terenu preverila, ali Splošna teorija relativnosti zvesto opisuje ekstremnem okolju črne luknje ali če se pojavijo odstopanja, ki kažejo na fizika onkraj Einsteina.
Prvi preizkus: Kerrova metrika, ki modelira prostor-čas okoli rotirajoče črne luknje. To bi lahko potrdili z merjenjem orbit, precesij in rdečih premikov signalov, ki jih oddaja sonda. če se napovedi ujemajo z natančnostjo, kakršne še nikoli niso dosegli.
Drugi preizkus: obstoj horizonta dogodkovZ dvema sondama, eno na varni razdalji in drugo, ki se približuje, klasična teorija predvideva, da bo signal najbližje oslabi in pordeči dokler asimptotično ne izgine. Eksotične alternative (npr. konfiguracije tipa 'kroglica strun') bi napovedovale nenadna izpad zamračitve z udarcem ob površino.
Tretji preizkus: možen variacije temeljnih konstant v ekstremnih gravitacijskih poljih. Primerjava atomskih linij, občutljivih na konstanto fine strukture, bi omogočila iščite drobne spremembe kar bi na novo napisalo naše razumevanje fizike.
Sem tehnološki navdušenec, ki je svoja "geek" zanimanja spremenil v poklic. Več kot 10 let svojega življenja sem porabil za uporabo vrhunske tehnologije in premleval najrazličnejše programe iz čiste radovednosti. Zdaj sem se specializiral za računalniško tehnologijo in video igre. To je zato, ker že več kot 5 let pišem za različna spletna mesta o tehnologiji in video igrah ter ustvarjam članke, ki vam želijo dati informacije, ki jih potrebujete, v jeziku, ki je razumljiv vsem.
Če imate kakršna koli vprašanja, moje znanje sega od vsega v zvezi z operacijskim sistemom Windows kot tudi Androidom za mobilne telefone. In moja zaveza je vam, vedno sem pripravljen porabiti nekaj minut in vam pomagati razrešiti kakršna koli vprašanja, ki jih morda imate v tem internetnem svetu.