Вчені знайшли спосіб дістатися до чорної діри: місія займе 100 років
Чорні діри досі залишаються одними з найбільших загадок сучасної фізики. Щоб отримати нові дані, науковці дедалі частіше пропонують не лише спостерігати за ними здалеку, а й відправити до них космічний апарат.
Про це пише РБК-Україна з посиланням на наукову роботу Козімо Бамбі з Фуданського університету (Шанхай), опубліковану на сервері препринтів arXiv.
Невидимі "сусіди" Сонячної системи
Найближчою до нас з відомих людству чорних дір є Gaia BH1, розташована на відстані близько 1 560 світлових років у сузір'ї Змієносця.
Вчені змогли зафіксувати її лише завдяки гравітаційному впливу на зірку-компаньйона. Однак у нашій галактиці можуть існувати мільйони інших, абсолютно невидимих об'єктів.
За оцінками, наведеними у дослідженні, Чумацький Шлях містить близько 100 мільйонів чорних дір зоряної маси:
- Близько 92 відсотків із них є ізольованими - вони не мають супутніх зірок, які б висвітлювали їхню присутність, і поглинають усе світло навколо.
- Статистично на кожні 1 500 кубічних парсеків розміщена щонайменше одна подібна чорна діра.
- Це створює високу ймовірність того, що невідома блукаюча чорна діра може перебувати на відстані всього 20-25 світлових років від Землі.
На такій відстані об'єкт не становить загрози для Сонячної системи, але дає унікальний шанс дослідити його зблизька.
Виявити його пропонують за допомогою випромінювання, яке виникає під час поглинання газу з міжзоряної хмари.
Лазерний вітрильник замість ракет?
Якщо ціль буде знайдена, звичайні хімічні ракети виявляться безпорадними через так звану "тиранію ракетного рівняння" - політ затягнувся б на тисячі років.
Єдиним реалістичним рішенням вважається сонячне вітрило, яке прискорюється потужним лазером.
Конструкція апарата передбачає два ключові елементи:
- Мікрочип вагою 1 грам: на ньому розмістять навігаційні системи, наукові прилади та модулі зв'язку.
- Світлове вітрило: площею 10 квадратних метрів, виготовлене з діелектричного метаматеріалу.
Потужний наземний або орбітальний лазер зможе розігнати такий мініатюрний зонд до третини швидкості світла лише за 17 хвилин.
Місія завдовжки у століття
За такої швидкості шлях до чорної діри на відстані 20-25 світлових років займе від 60 до 70 земних років.
Уповільнити апарат при наближенні буде неможливо, тому місія відбудеться у форматі швидкого прольоту. За лічені хвилини зонд має зібрати максимум даних і відправити їх назад на Землю, а це додатково займе ще 20-25 років.
Загалом космічна експедиція триватиме від 80 до 100 років, тобто вона перевищить тривалість кар'єри вчених та інженерів, які її розпочнуть.
Наразі людство ще не володіє необхідними технологіями: грамові чипи все ще не здатні витримувати десятиліття міжзоряного радіаційного впливу, а необхідні надпотужні лазери та вітрила перебувають на стадії теоретичних розробок.
Втім, вчені вважають ці проблеми суто інженерними. Вже зараз формуються міжнародні робочі групи з розробки потрібного обладнання, а влітку 2027 року планується велика міжнародна конференція, присвячена першому польоту до чорної діри.