Первый полёт к ближайшей чёрной дыре: учёные рассчитали миссию в 23 световых года

Косимо Бамби, физик из Фуданьского университета в Шанхае, представил концепт первого в истории человечества межзвёздного полёта к ближайшей чёрной дыре. Согласно результатам его исследования, ближайший одиночный объект такого рода теоретически может располагаться всего в 7 парсеках (порядка 23 световых лет) от Солнечной системы. В случае обнаружения подобного космического тела его удастся изучить в пределах одного человеческого поколения, поскольку суммарная длительность миссии составит от 80 до 100 лет.

Ключевая задача проекта — осуществление прямых замеров в непосредственной близости от горизонта событий, что даст возможность проверить общую теорию относительности Эйнштейна в условиях экстремальной гравитации. По подсчетам исследователя, подобная инициатива позволит верифицировать метрику Керра — математическое описание вращающейся чёрной дыры — с погрешностью до 10-6. Это на несколько порядков превосходит возможности актуальных рентгеновских обсерваторий и детекторов гравитационных волн.

Согласно современным астрономическим оценкам, наша Галактика насчитывает от 100 миллионов до 1 миллиарда звёздных чёрных дыр, причем около 92% из них пребывают в изоляции и остаются практически невидимыми. Поскольку у них отсутствует звезда-партнер, за счет аккреции вещества которой объект мог бы выдать себя в ходе стандартных наблюдений, обнаружение таких тел крайне затруднено. Компьютерное моделирование демонстрирует, что на каждые 1500 кубических парсеков космоса приходится в среднем одна одиночная чёрная дыра, а в радиусе 15 парсеков (около 50 световых лет) может скрываться около десятка подобных объектов.

Обнаруживать их предполагается по слабому свечению, возникающему вследствие захвата газа из локальных межзвёздных облаков при помощи всеволновых космических обзоров.

Традиционные ракетные двигатели совершенно не подходят для столь амбициозного путешествия, ведь на преодоление даже минимальных межзвёздных расстояний у них уйдут тысячелетия. Вместо них ученые предлагают задействовать ультралегкий наноаппарат массой около одного грамма, оснащенный диэлектрическим световым парусом из инновационного метаматериала. Мощнейший наземный лазерный комплекс сможет разогнать зонд до трети световой скорости всего за 17 минут. Непосредственный перелет к цели займет от 60 до 75 лет.

Главным технологическим барьером остается отсутствие эффективной системы торможения в конечной точке маршрута. По этой причине базовый концепт предполагает не выход на орбитальное движение, а стремительный транзитный пролет мимо объекта с максимальным сбором телеметрической информации и ее последующей трансляцией на Землю, на что потребуется еще 20–25 лет. Автор также прорабатывает сценарий запуска целой флотилии зондов: передовой отряд уточнит характеристики цели, а последующие аппараты смогут пройти много ближе к гравитационному рубежу.

В настоящий момент эта инициатива остается делом отдаленного будущего. У человечества пока нет ни миниатюрных датчиков, способных функционировать десятилетиями в глубоком космосе и передавать данные на дистанцию свыше двух десятков световых лет, ни лазеров требуемой мощности. Тем не менее, по мнению исследователя, необходимые технологии могут созреть уже в ближайшие два-три десятилетия. В настоящий момент стартует формирование международных консорциумов для проектирования научной базы, приборной базы, систем лазерного разгона и межзвёздной коммуникации, а первая профильная международная конференция назначена на лето 2027 года.

Источник: iXBT