В статье, опубликованной в журнале Cell Press iScience, Бамби описывает план, как превратить межзвёздное путешествие к чёрной дыре в реальность. В случае успеха эта столетняя миссия может вернуть данные о близлежащих чёрных дырах, которые полностью изменят наше понимание общей теории относительности и правил физики.
Автор описывает космический корабль не тяжелее скрепки, который приводится в движение лазерным лучом и мчится сквозь пространство со скоростью, сравнимой со световой, к чёрной дыре, чтобы исследовать саму ткань пространства и времени и проверить законы физики. «Сейчас у нас нет такой технологии», — говорит автор исследования Козимо Бамби из Фуданьского университета в Китае. «Но через 20 или 30 лет мы сможем это сделать».
Миссия зависит от двух ключевых задач — найти чёрную дыру достаточно близко к цели и разработать зонды, способные выдержать путешествие.
Предыдущие знания о том, как эволюционируют звёзды, позволяют предположить, что чёрная дыра может скрываться всего в 20-25 световых годах от Земли, но найти её будет нелегко, говорит Бэмби. Поскольку чёрные дыры не излучают и не отражают свет, они практически невидимы для телескопов. Вместо этого учёные обнаруживают и изучают их по тому, как они влияют на близлежащие звёзды или искажают свет.
«Появились новые методы обнаружения чёрных дыр», — говорит Бэмби. «Я думаю, вполне разумно ожидать, что мы сможем найти ближайшую чёрную дыру в течение следующего десятилетия».
После того как цель определена, возникает следующее препятствие — добраться до неё. Традиционные космические корабли, работающие на химическом топливе, слишком громоздки и медлительны, чтобы совершить такое путешествие. В качестве возможного решения Бэмби указывает на нанокрафты — граммовые зонды, состоящие из микрочипа и лёгкого паруса. Лазеры, расположенные на Земле, будут облучать парус фотонами, разгоняя его до трети скорости света.
При такой скорости аппарат сможет добраться до чёрной дыры, находящейся на расстоянии 20-25 световых лет, примерно за 70 лет. Собранные данные вернутся на Землю ещё через два десятилетия, а общая продолжительность миссии составит около 80-100 лет.
Когда аппарат приблизится к чёрной дыре, исследователи смогут провести эксперименты, чтобы ответить на некоторые из самых актуальных вопросов физики. Действительно ли у чёрной дыры есть горизонт событий — граница, за которой даже свет не может избежать её гравитационного притяжения? Меняются ли правила физики вблизи чёрной дыры? Сохраняется ли общая теория относительности Эйнштейна в самых экстремальных условиях Вселенной?
Дополнительные сведения
- iScience, Cosimo Bambi, “An interstellar mission to test astrophysical black holes.” https://www.cell.com/iscience/fulltext/S2589-0042(25)01403-8