В нова статия се очертава един доста смел план: да се изстреля космически апарат с размерите на чип към най-близката черна дупка и да се позволи той да ни докладва за най-екстремните физични явления в Космоса.

Астрофизикът Козимо Бамби от университета „Фудан“, който е автор на статията, определя идеята като „нещо средно между сериозна инженерна наука и научна фантастика“, но все пак я обвързва с конкретен времеви график. Апаратурата може да бъде готова след двадесет до тридесет години, пътуването ще отнеме още около седемдесет, а сигналът за завръщане ще достигне Земята осемдесет до сто години след изстрелването.

„В момента не разполагаме с необходимата технология“, казва Бамби. „Но след 20 или 30 години може би ще я имаме.“

Черните дупки концентрират гравитацията толкова силно, че нищо — дори и светлината — не може да избяга от тях. Те представляват идеална среда за проверка на общата теория на относителността на Алберт Айнщайн, където нейните уравнения са подложени на най-голямо напрежение. Телескопите и детекторите на гравитационни вълни вече дават основания да се смята, че теорията на Айнщайн все още е валидна, но разпръснатите газови облаци и шумовите данни ограничават точността на тези проверки. Мисия за близко наблюдение би заобиколила този проблем, като изпрати инструменти директно в идеалния вакуум около изолирана черна дупка.

В момента титлата за „най-близката известна черна дупка“ се държи от Gaia BH1 – неактивна черна дупка със звездна маса, намираща се на около 1600 светлинни години в съзвездието Змиеносец. Статистическите данни на Бaмби сочат, че много черни дупки се намират невидими на много по-близко разстояние – вероятно само на 20 до 25 светлинни години. За да се забележи такава, ще са необходими хитри трикове, като например наблюдение на изкривяването на звездната светлина, когато невидим обект преминава през зрителната ни линия, или улавяне на слаби радиовълни от газа, който черната дупка поглъща.

„Има нови техники за откриване на черни дупки“, казва Бамби. „Мисля, че е разумно да очакваме, че ще открием близка такава през следващото десетилетие.“

Химическите ракети се движат бавно в междузвездния мащаб; горивото им е прекалено тежко. Вместо това Бамби залага на нанокораби — чипове с тегло от порядъка на грама, прикрепени към светлинни платна с ширина от един метър. Наземна лазерна система ще обстрелва платното с фотони, ускорявайки кораба до около една трета от скоростта на светлината в рамките на минути.

При тази скорост сондата би могла да прекоси 25 светлинни години за около седемдесет и пет години. Научните данни, излъчени обратно през платното, действащо като антена, биха се нуждаели от още четвърт век, за да достигнат Земята.

Бамби очертава три експеримента, които биха могли да преобразят науката за черните дупки.

За да потвърдят метриката на Кер, учените биха изпратили две сродни сонди, които да обикалят черната дупка на различни височини, и биха сравнили честотата на техните часовници и червеното им отместване. Съвпадението на резултатите би показало дали околното пространство-време наистина следва предсказанието на Айнщайн.

Вторият експеримент, който е и един от най-вълнуващите, ще наблюдава хоризонта на събитията в реално време. Една сонда би могла да се гмурне към невидимата граница и ако сигналът ѝ изчезне точно както предвижда теорията, това ще потвърди наличието на класически хоризонт на събитията. Внезапно прекъсване обаче би могло да подскаже за по-екзотични обекти като „фузболове“.

Мисията ще търси и промени в природните константи. Чрез изследване на атомни преходи, чиято енергия зависи от константата на фината структура, сондите биха могли да разкрият дали това фундаментално число остава фиксирано в рамките на свръхсилно гравитационно поле.

Изграждането на лазерната система днес би струвало около един трилион долара, но самият наноапарат все още фигурира в списъците с желания на инженерите. Бъмби отбелязва обаче, че цените на лазерите бързо падат и че други проекти за дълбокия космос биха могли да използват същата технологична основа. Критиците биха посочили и продължаващото един век чакане на резултати. Историята отговаря с два примера: гравитационните вълни, предсказани през 1916 г. и открити през 2015 г., и силуетите на черните дупки, в съществуването на които се съмнявахма през 70-те години, но които бяха фотографирани едва през 2019 г.

Снимка: Unsplash/iScience

Виж още: Този сгъваем Android телефон попари мечтите на iPhone Fold да стане първото такова устройство без гънка