向附近黑洞發射飛船的計劃

這聽起來像是一部科幻電影，但實際上卻是工程學和物理學的一項嚴肅的實踐： 派一艘船到黑洞進行研究 親身體驗宇宙中最極端的環境之一。這份由天文物理學家簽署的提案 科西莫·班比 並發表在《iScience》雜誌上，提出 一項耗時數十年的任務，旨在將微探測器送到我們能找到的最近的黑洞.

這個想法是基於正在開發的技術： 超輕奈米飛行器，其帆由地球雷射驅動 能夠達到光速的三分之一。如果目標被確認 20-25光年，路線的順序為 60-75歲，並向地球發送數據將增加 其他 20-25，將整個任務置於 80-100歲.

任務及其技術是什麼樣的

這個概念避免了受齊奧爾科夫斯基方程式限制的傳統化學推進，而是依靠 用雷射光束從地球推動. 擁有太瓦級的功率， 僅重幾克的探針 可以在幾分鐘內加速到相對論速度，這對於傳統的燃料火箭來說是不可能實現的。

受到“突破攝星”等計劃的啟發，該計劃設想 蠟燭光 加上帶有感測器和通訊設備的微晶片。一旦到達目的地，任務架構將劃分功能：一個單元將充當 哨兵艦 在安全軌道上運行，另一個將更接近重力井，以執行 時空的精細測量.

該路線圖包括四個主要步驟： 初始雷射加速，無需主動推進的星際巡航， 將自己關在軌道上 （或接近軌跡）到目標，最後， 延長的科學階段 將資料傳送到哨兵並重新傳輸到地球。

粗略地說：如果飛行器達到~0,3c，它可以覆蓋 20-25年內成長6-7光年由於光速的原因，通訊延遲是不可避免的， 會增加二十年 在我們的射電望遠鏡中接收結果。

目標：找出一個真正附近的黑洞

瓶頸同樣重要： 求一個距離約 20-25 光年的黑洞。雖然許多已知資訊已被證實，但最接近證實的， 蓋亞-BH1，是關於 1.560光年，對於採用擬議技術的單代任務來說，顯然太過遙遠。 探索黑洞和蟲洞的差異.

恆星族群模型表明， 從純統計學角度來看，至少應該要有一個 在那個距離尺度上。挑戰在於找到它，因為黑洞 它們不發射或反射光 並且透過間接效應揭示它們的存在：引力微透鏡、伴星的擾動或星際介質中墜落的非常微弱的物質發射。

科學團隊提出搜尋策略 詹姆斯韋伯望遠鏡或大型無線電網絡，並且不排除 重力波 幫助識別孤立的候選人。對 Bambi 來說， 附近星系的研究 允許您在適當的距離定位目標。

任務設計中的邊界條件很明確： 超過40-50光年 時間和複雜性過度升級，以至於返回 該項目不可行 使用目前參數。

在黑洞旁邊會做什麼實驗？

最大的科學挑戰是讓重力經受最嚴峻的考驗。該任務將利用現場儀器測試 廣義相對論忠實地描述了 黑洞的極端環境，或如果出現偏差，指向 超越愛因斯坦的物理學.

第一個測試： 克爾度量它模擬了旋轉黑洞周圍的時空。透過測量探測器發射訊號的軌道、進動和紅移，可以驗證這一點。 如果預測正確 達到了前所未有的精度。

第二次測試： 事件視界的存在有兩個探測器，一個在安全距離，另一個在靠近，經典理論預計，來自最近探測器的信號 虛弱和發紅 直到它漸近消失。一些奇特的替代方案（例如，「弦球」類型的配置）會預測 突然停電 通過與表面的撞擊。

第三次測試：可能 基本常數的變化 在極端重力場中。比較對精細結構常數敏感的原子線可以 尋找微小的變化 這將改寫我們對物理學的理解。