向附近黑洞发射飞船的计划

这听起来像一部科幻电影，但实际上却是工程学和物理学的一项严肃的实践： 派一艘船去黑洞进行研究 亲身体验宇宙中最极端的环境之一。这份由天体物理学家签署的提案 科西莫·班比 并发表在《iScience》杂志上，提出 一项耗时数十年的任务，旨在将微探测器送至我们能找到的最近的黑洞.

这个想法基于正在开发的技术： 超轻纳米飞行器，其帆由地球激光驱动 能够达到光速的三分之一。如果目标被确认 20-25光年，路线的顺序为 60-75年，并向地球发送数据将增加 其他 20-25，将整个任务置于 80-100年.

任务及其技术是什么样的

该概念避免了受齐奥尔科夫斯基方程限制的传统化学推进，而是依靠 用激光束从地球推动. 拥有太瓦级的功率， 仅重几克的探针 可以在几分钟内加速到相对论速度，这对于传统的燃料火箭来说是不可能实现的。

受到“突破摄星”等计划的启发，该计划设想 蜡烛光 加上带有传感器和通信设备的微芯片。一旦到达目的地，任务架构将划分功能：一个单元将充当 哨兵舰 在安全轨道上运行，另一个将更接近重力井，以执行 时空的精细测量.

该路线图包括四个主要步骤： 初始激光加速，无需主动推进的星际巡航， 将自己关在轨道上 （或接近轨迹）到目标，最后， 延长的科学阶段 将数据发送到哨兵并重新传输到地球。

粗略地说：如果飞行器达到~0,3c，它可以覆盖 20-25年内增长6-7光年由于光速的原因，通信延迟是不可避免的， 会增加二十年 在我们的射电望远镜中接收结果。

目标：找到一个真正附近的黑洞

瓶颈同样重要： 找到一个距离约 20-25 光年的黑洞。虽然许多已知信息已被证实，但最接近证实的， 盖亚-BH1，是关于 1.560光年，对于采用拟议技术的单代任务来说，显然太过遥远。 探索黑洞和虫洞之间的区别.

恒星种群模型表明， 从纯统计学角度来看，至少应该有一个 在那个距离尺度上。挑战在于找到它，因为黑洞 它们不发射或反射光 并通过间接效应揭示它们的存在：引力微透镜、伴星的扰动或星际介质中坠落的非常微弱的物质发射。

科学团队提出搜索策略 詹姆斯·韦伯望远镜或大型无线电网络，并且不排除 引力波 帮助识别孤立的候选人。对于 Bambi 来说， 对附近星系的研究 允许您在适当的距离定位目标。

任务设计中的边界条件很明确： 超过40-50光年 时间和复杂性过度升级，以至于返回 该项目不可行 使用当前参数。

在黑洞旁边会做什么实验？

最大的科学挑战是让引力经受最严峻的考验。该任务将利用现场仪器测试 广义相对论忠实地描述了 黑洞的极端环境，或者如果出现偏差，指向 超越爱因斯坦的物理学.

第一个测试： 克尔度量它模拟了旋转黑洞周围的时空。通过测量探测器发射信号的轨道、进动和红移，可以验证这一点。 如果预测正确 达到了前所未有的精度。

第二次测试： 事件视界的存在有两个探测器，一个在安全距离，另一个在靠近，经典理论预计，来自最近探测器的信号 虚弱和发红 直到它渐近消失。一些奇特的替代方案（例如，“弦球”类型的配置）会预测 突然停电 通过与表面的撞击。

第三次测试：可能 基本常数的变化 在极端引力场中。比较对精细结构常数敏感的原子线可以 寻找微小的变化 这将改写我们对物理学的理解。