Ang planong magpadala ng barko sa malapit na black hole

Ang parang isang science fiction na pelikula ay, sa katotohanan, isang seryosong ehersisyo sa engineering at physics: magpadala ng barko sa black hole para mag-aral isa sa mga pinaka-matinding kapaligiran sa kosmos. Ang panukala, na nilagdaan ng astrophysicist Cosimo Bambi at nai-publish sa journal iScience, itinaas isang multi-decade na misyon na ilapit ang mga microprobes sa pinakamalapit na black hole na mahahanap natin.

Ang ideya ay batay sa pagbuo ng mga teknolohiya: Ultralight nanocraft na may mga layag na pinapagana ng mga laser na nakabase sa Earth may kakayahang umabot sa halos isang katlo ng bilis ng liwanag. Kung ang isang target ay nakumpirma sa 20-25 light years, ang ruta ay magiging ayon sa pagkakasunud-sunod ng 60 75 años-, at ang pagpapadala ng data sa Earth ay magdaragdag iba pang 20-25, paglalagay ng buong misyon sa hanay ng 80 100 años-.

Ano ang magiging misyon at teknolohiya nito

Iniiwasan ng konsepto ang tradisyonal na chemical propulsion, na limitado ng Tsiolkovsky equation, at umaasa sa itulak mula sa Earth gamit ang mga laser beam. Sa mga kapangyarihan ng pagkakasunud-sunod ng mga terawatt, isang probe na tumitimbang lamang ng ilang gramo ay maaaring mapabilis sa ilang minuto sa relativistic na bilis, isang bagay na imposible para sa isang maginoo na rocket na puno ng gasolina.

Dahil sa inspirasyon ng mga inisyatiba tulad ng Breakthrough Starshot, naiisip ng plano mga kandila ng liwanag kasama ng mga microchip na may mga sensor at komunikasyon. Kapag naabot na ang patutunguhan, hahatiin ng arkitektura ng misyon ang mga function: isang yunit ang magsisilbing bantay barko sa ligtas na mga orbit, at ang isa pa ay lalapit sa gravity nang mas malapit upang isakatuparan pinong mga sukat ng espasyo-oras.

Kasama sa roadmap ang apat na pangunahing hakbang: paunang laser acceleration, interstellar cruise na walang aktibong propulsion, maniobra upang kulungan ang sarili sa orbit (o malapit na trajectory) sa target at, sa wakas, matagal na pang-agham na yugto na may data na ipinadala sa sentinel at muling ipinadala sa Earth.

Sa rough number: kung umabot ang craft sa ~0,3c, maaari itong masakop 20-25 light years sa loob ng 6-7 dekada. Latency sa mga komunikasyon, hindi maiiwasan dahil sa bilis ng liwanag, magdadagdag ng dalawang dekada upang matanggap ang mga resulta sa aming mga teleskopyo sa radyo.

Ang layunin: upang mahanap ang isang talagang malapit na black hole

Ang bottleneck ay hindi gaanong mahalaga: humanap ng black hole ~20-25 light years ang layo. Bagama't marami ang kilala, ang pinakamalapit na nakumpirma, GAIA-BH1, ay tungkol sa 1.560 magaan na taon, malinaw na napakalayo para sa isang solong henerasyong misyon na may iminungkahing teknolohiya. Tuklasin ang mga pagkakaiba sa pagitan ng black hole at wormhole.

Iminumungkahi ng mga modelo ng stellar population na, Sa pamamagitan ng purong istatistika, dapat mayroong kahit isa sa sukat ng distansyang iyon. Ang hamon ay upang mahanap ito, dahil black hole hindi sila naglalabas o sumasalamin sa liwanag at ihayag ang kanilang presensya sa pamamagitan ng mga hindi direktang epekto: gravitational microlensing, mga kaguluhan sa mga kasamang bituin, o napakahinang paglabas ng materya mula sa interstellar medium na bumabagsak patungo sa kanila.

Ang mga siyentipikong koponan ay nagmumungkahi ng mga diskarte sa paghahanap na may teleskopyo tulad ng James Webb o malalaking network sa radyo, at hindi ibinukod iyon gravitational waves tumulong sa pagtukoy ng mga nakahiwalay na kandidato. Para kay Bambi, kapani-paniwala iyon ang pag-aaral ng mga kalapit na kalawakan nagbibigay-daan sa iyo upang mahanap ang isang target sa naaangkop na distansya.

Ang kundisyon ng hangganan ay malinaw sa disenyo ng misyon: higit sa 40-50 light years ang mga oras at pagiging kumplikado ay labis na tumataas, hanggang sa punto ng pagbabalik ang proyekto ay hindi mabubuhay na may kasalukuyang mga parameter.

Anong mga eksperimento ang gagawin sa tabi ng black hole?

Ang malaking pang-agham na hamon ay isailalim ang gravity sa pinakamahirap nitong pagsubok. Susubukan ng misyon, gamit ang mga in-situ na instrumento, kung Matapat na naglalarawan ang pangkalahatang relativity ang matinding kapaligiran ng isang black hole o kung lumilitaw ang mga paglihis sa puntong iyon pisika sa kabila ng Einstein.

Unang pagsubok: ang Kerr metric, na nagmomodelo ng space-time sa paligid ng umiikot na black hole. Sa pamamagitan ng pagsukat ng mga orbit, precession, at redshift ng mga signal na ibinubuga ng probe, maaari itong ma-verify. kung magkasya ang mga hula na may katumpakan na hindi pa nakamit.

Pangalawang pagsubok: ang pagkakaroon ng abot-tanaw ng kaganapanSa dalawang probe, isa sa isang ligtas na distansya at ang isa pa ay paparating, ang klasikal na teorya ay inaasahan na ang signal mula sa pinakamalapit na isa. humihina at namumula hanggang sa mawala ito ng walang sintomas. Mahuhulaan ang mga kakaibang alternatibo (hal., 'ball of strings' type configurations). biglang blackout sa pamamagitan ng epekto sa isang ibabaw.

Pangatlong pagsubok: posible mga pagkakaiba-iba ng mga pangunahing constants sa matinding gravitational field. Ang paghahambing ng mga atomic na linya na sensitibo sa fine structure constant ay magbibigay-daan maghanap ng maliliit na pagbabago na muling isusulat ang ating pang-unawa sa pisika.

Kaugnay na artikulo:

Ang black hole ng Helldivers 2 ay umuusad nang wala sa kontrol at nagbabantang sisirain ang Super-Earth

Alberto navarro

Isa akong mahilig sa teknolohiya na ginawang propesyon ang kanyang mga "geek" na interes. Ako ay gumugol ng higit sa 10 taon ng aking buhay sa paggamit ng makabagong teknolohiya at pag-iisip sa lahat ng uri ng mga programa dahil sa purong kuryusidad. Ngayon ay nagdadalubhasa na ako sa teknolohiya ng kompyuter at mga video game. Ito ay dahil sa higit sa 5 taon na ako ay sumusulat para sa iba't ibang mga website sa teknolohiya at mga video game, na lumilikha ng mga artikulo na naglalayong ibigay sa iyo ang impormasyong kailangan mo sa isang wika na naiintindihan ng lahat.

Kung mayroon kang anumang mga katanungan, ang aking kaalaman ay mula sa lahat ng nauugnay sa Windows operating system pati na rin ang Android para sa mga mobile phone. At ang aking pangako ay sa iyo, lagi akong handang gumugol ng ilang minuto at tulungan kang lutasin ang anumang mga katanungan na maaaring mayroon ka sa mundo ng internet na ito.