یک کاوشگر به اندازه گیره کاغذ می‌تواند ما را به لبه یک سیاهچاله ببرد!

یک ایده فوق‌العاده پیشنهاد می‌کند که یک فضاپیما به اندازه یک گیره کاغذ را به سمت یک سیاهچاله نزدیک بفرستیم که با سرعت تقریبی نور حرکت کند. این فضاپیما که با لیزرهای زمینی کار می‌کند و با نانوتکنولوژی بسیار سبک ساخته شده، می‌تواند در کمتر از یک قرن به مقصد برسد و اطلاعاتی را به زمین بفرستد که ممکن است نظریه نسبیت عام اینشتین را تأیید یا به چالش بکشد.

فضاپیمای کاغذی به سوی سیاهچاله

ممکن است این ایده شبیه فیلم‌های علمی تخیلی به نظر برسد: یک فضاپیما که از یک گیره کاغذ سنگین‌تر نیست، توسط پرتو لیزر به جلو رانده می‌شود و با سرعت نور به سمت یک سیاهچاله در حال حرکت است. هدف آن کاوش در ماهیت فضا و زمان است، در حالی‌که قوانین فیزیک را مورد آزمایش قرار می‌دهد. با این حال، برای کیهان‌شناس و متخصص سیاهچاله، کازیمو بامبی، این دیدگاه اصلاً غیرممکن نیست.

در مقاله‌ای که در مجله iScience منتشر شده، «بامبی» برنامه‌ای را برای تبدیل چنین مأموریتی به واقعیت ارائه می‌کند. اگر این پروژه موفق شود، سفر می‌تواند یک قرن طول بکشد و داده‌هایی را از سیاهچاله‌های نزدیک به زمین ارسال کند که ممکن است درک ما از نسبیت عام و قوانین بنیادی جهان را تغییر دهد.

کازیمو بامبی، نویسنده این مقاله از دانشگاه فودان چین می‌گوید:

ما در حال حاضر این فناوری را نداریم، اما ممکن است در ۲۰ یا ۳۰ سال آینده به آن برسیم.

دو چالش اصلی پیش رو

این ایده بلندپروازانه به غلبه بر دو مانع اصلی بستگی دارد: یافتن یک سیاهچاله به اندازه کافی نزدیک و طراحی کاوشگرهایی که بتوانند کل سفر را تحمل کنند.

بر اساس دانش کنونی از تکامل ستارگان، ممکن است یک سیاهچاله فقط ۲۰ تا ۲۵ سال نوری از زمین فاصله داشته باشد. با این حال، همانطور که بامبی توضیح می‌دهد، پیدا کردن آن ساده نیست. از آنجایی‌که سیاهچاله‌ها هیچ نوری از خود ساطع نمی‌کنند، برای تلسکوپ‌ها نامرئی هستند. در عوض، دانشمندان آنها را با مشاهده تأثیرشان بر ستارگان اطراف یا خم کردن نور عبوری نزدیک به آنها شناسایی می‌کنند.

بامبی می‌گوید:

تکنیک‌های جدیدی برای کشف سیاهچاله‌ها وجود دارد. من فکر می‌کنم منطقی است انتظار داشته باشیم که طی دهه آینده یک سیاهچاله نزدیک را پیدا کنیم.

نانوکاوشگرها: راه‌حل پرسرعت

هنگامی‌که هدف شناسایی شد، مانع بعدی رسیدن به آنجاست. فضاپیماهای سنتی که با سوخت شیمیایی کار می‌کنند، برای این سفر بسیار دست و پا گیر و کند هستند. بامبی به نانوکاوشگرها (کاوشگرهای گرمی‌شکل متشکل از یک ریزتراشه و یک بادبان نوری) به عنوان راه‌حل اشاره می‌کند. لیزرهای زمینی با فوتون‌ها به بادبان برخورد می‌کنند و فضاپیما را تا یک سوم سرعت نور شتاب می‌دهند.

با این سرعت، فضاپیما می‌تواند در حدود ۷۰ سال به یک سیاهچاله در فاصله ۲۰ تا ۲۵ سال نوری برسد. دریافت داده‌ها به زمین حدود دو دهه طول می‌کشد، بنابراین کل مدت مأموریت حدود ۸۰ تا ۱۰۰ سال خواهد بود!

بررسی فیزیک در لبه واقعیت

هنگامی‌که فضاپیما به سیاهچاله نزدیک شود، محققان می‌توانند آزمایش‌هایی را برای پاسخ به برخی از مهم‌ترین پرسش‌های فیزیک انجام دهند. آیا یک سیاهچاله واقعاً دارای افق رویداد است؟ مرزی که حتی نور هم نمی‌تواند از گرانش آن فرار کند؟ آیا قوانین فیزیک در نزدیکی یک سیاهچاله تغییر می‌کنند؟ آیا نظریه نسبیت عام اینشتین در شرایط سخت جهان ثابت می‌ماند؟

بامبی اشاره می‌کند که فقط لیزرها امروز حدود یک تریلیون یورو هزینه دارند و فناوری ساخت یک نانوکاوشگر هنوز وجود ندارد. اما او می‌گوید که در ۳۰ سال آینده، ممکن است هزینه‌ها کاهش یابد و فناوری به این ایده‌های جسورانه برسد.

از داستان علمی تخیلی تا امکانات اثبات شده

بامبی می‌گوید:

ممکن است واقعاً دیوانه‌وار و شبیه داستان‌های علمی تخیلی به نظر برسد، اما مردم می‌گفتند ما هرگز امواج گرانشی را تشخیص نخواهیم داد، چون بسیار ضعیف هستند. اما این کار را ۱۰۰ سال بعد انجام دادیم. مردم فکر می‌کردند که ما هرگز سایه سیاهچاله‌ها را مشاهده نخواهیم کرد. اکنون، ۵۰ سال بعد، تصاویری از دو سیاهچاله داریم.

منبع: Scitechdaily