Ученые нашли способ добраться до черной дыры: миссия займет 100 лет
Черные дыры до сих пор остаются одними из самых больших загадок современной физики. Чтобы получить новые данные, ученые все чаще предлагают не только наблюдать за ними издалека, но отправить космический аппарат.
Об этом пишет РБК-Украина со ссылкой на научную работу Козимо Бамби из Фуданского университета (Шанхай), опубликованную на сервере препринтов arXiv.
Невидимые "соседы" Солнечной системы
Ближайшая к нам из известных человечеству черных дыр является Gaia BH1, расположенная на расстоянии около 1 560 световых лет в созвездии Змееносца.
Ученые смогли зафиксировать ее только благодаря гравитационному влиянию на звезду-компаньона. Однако в нашей галактике могут существовать миллионы других совершенно невидимых объектов.
По оценкам, приведенным в исследовании, Млечный Путь содержит около 100 миллионов черных дыр звездной массы.
- Около 92 процентов из них изолированы - они не имеют сопутствующих звезд, которые бы освещали их присутствие, и поглощают весь свет вокруг.
- Статистически на каждые 1500 кубических парсеков размещена по меньшей мере одна подобная черная дыра.
- Это создает высокую вероятность того, что неизвестная блуждающая чёрная дыра может находиться на расстоянии всего 20-25 световых лет от Земли.
На таком расстоянии объект не представляет угрозы для солнечной системы, но дает уникальный шанс исследовать его вблизи.
Обнаружить его предлагают с помощью излучения, возникающего при поглощении газа из межзвездного облака.
Лазерный парус вместо ракет?
Если цель будет найдена, обычные химические ракеты окажутся беспомощными из-за так называемой "тирании ракетного уравнения" - полет затянулся бы на тысячи лет.
Единственным реалистичным решением считается солнечный парус, который ускоряется мощным лазером.
Конструкция аппарата предусматривает два ключевых элемента:
- Микрочип весом 1 грамм : на нем разместят навигационные системы, научные приборы и модули связи.
- Световой парус: площадью 10 квадратных метров, изготовлен из диэлектрического метаматериала.
Мощный наземный или орбитальный лазер сможет разогнать такой миниатюрный зонд до трети скорости света всего за 17 минут.
Миссия длиной в век
При такой скорости путь к черной дыре на расстоянии 20-25 световых лет займет от 60 до 70 земных лет.
Замедлить аппарат при приближении невозможно, поэтому миссия состоится в формате быстрого пролета. В считанные минуты зонд должен собрать максимум данных и отправить их обратно на Землю, а это дополнительно займет еще 20-25 лет.
В целом космическая экспедиция будет длиться от 80 до 100 лет, то есть она превысит продолжительность карьеры ученых и инженеров, которые начнут ее.
Пока человечество еще не обладает необходимыми технологиями: граммовые чипы все еще не способны выдерживать десятилетия межзвездного радиационного воздействия, а необходимые сверхмощные лазеры и паруса находятся на стадии теоретических разработок.
Впрочем, учёные считают эти проблемы чисто инженерными. Уже сейчас формируются международные рабочие группы по разработке нужного оборудования, а летом 2027 года планируется крупная международная конференция, посвященная первому полету в черную дыру.