Материалы ИноСМИ содержат оценки исключительно зарубежных СМИ и не отражают позицию редакции ИноСМИ
В том, чтобы отправить зонд к черной дыре и получить данные еще при жизни наших внуков, нет ничего фантастического, пишет Universe Today. Исследователь Козимо Бамби разработал концепцию миссии, которая бы позволила осуществить подобный "проект века" и узнать больше об окружающей вселенной.
Энди Томасуик (Andy Tomaswick)
Черные дыры — это, пожалуй, самые экстремальные космические объекты. Они порождают мощнейшие устойчивые гравитационные поля. Благодаря черным дырам ученые получают уникальную возможность проверить справедливость общей теории относительности Эйнштейна, — этого не позволяют нам сделать объекты меньших масштабов. Правда, у нас, к сожалению, больше нет возможности изучать черные дыры с больших расстояний, и тем самым получать о них важную информацию. Поэтому различные авторы стали думать над тем, каким же образом можно было бы отправить космический зонд прямо к черной дыре, чтобы вести наблюдения за этим объектом с более близкой дистанции. И здесь среди самых заметных ученых выделяется Козимо Бамби из Университета Фудань в Шанхае, который недавно опубликовал статью, где как раз таки рассматривается вопрос о том, какие ресурсы и технологии нам понадобятся для того, чтобы доставить зонд весом в один грамм к ближайшей черной дыре.
К сожалению, ни о каких "близко" расположенных черных дырах нам не известно, по крайней мере, пока. Ближайшая известная нам черная дыра — это объект Gaia BH1, расположенный в созвездии Змееносца, расстояние до которой примерно 1560 световых лет. Однако мы знаем о местонахождении Gaia BH1 только по той причине, что она оказывает небольшое гравитационное воздействие на ближайшую звезду-компаньона. Вероятно, в окрестностях нашей галактики есть еще много невидимых черных дыр, которые не взаимодействуют столь явно с окружающими космическими объектами.
В своей статье Козимо Бамби, в частности, утверждает, что в Млечном Пути находится, вполне вероятно, около 100 миллионов черных дыр звездной массы. Вам не послышалось: астрономы предполагают, что вблизи нашей галактики может находиться до сотни миллионов черных дыр размером со звезду. При этом, 92% из них являются одиночками, то есть, без звезды-компаньона, свет которой мог бы их выдать или подсветить окружающее их вещество. Из-за этого такие черные дыры остаются полностью невидимыми для телескопов, поскольку поглощают весь свет, направленный в их сторону. Однако, согласно статье Бамби, на каждые 1,5 тысячи кубических парсеков (около 52 тысяч кубических световых лет) должна приходиться одна черная дыра звездной массы (попутно заметим, что предполагаемый общий объем Млечного Пути — около 150 кубических килопарсеков).
Весьма вероятно, что в пределах 20–25 световых лет от нашей планеты существует черная дыра, недоступная для прямого наблюдения. Для ясности добавим, что на таком расстоянии черная дыра не будет представлять никакой угрозы для Солнечной системы, однако в этом случае у нас появился бы реальный шанс отправить зонд к этому космическому объекту еще при жизни современного поколения. Нам просто нужно сначала найти эту черную дыру, и, как полагает Бамби, мы могли бы это сделать, наблюдая за излучением, которое черная дыра испускает, поглощая газ во время своего путешествия через так называемые Местные межзвездные облака. Вероятно, современные астрономические исследования в широком диапазоне электромагнитного спектра позволят уловить этот сигнал.
Допустим, мы найдем черную дыру где-то недалеко от нашей планеты и решим отправить к ней зонд. Как все это надо будет осуществить с инженерной точки зрения? Ракеты исключаются, поскольку из-за "тирании формулы Циолковского" им потребуются несколько тысяч лет для того, чтобы достичь какой-нибудь черной дыры, находящейся расположенной на расстоянии даже в несколько световых лет от нас. С теоретической точки зрения наиболее оптимальным решением выглядит солнечный парус, разгоняемый с помощью лазера.
Лазеры не способны оказывать сильного физического воздействия, поэтому решающее значение имеет конструкция подобной системы. Конструкция будет состоять из двух основных частей: первого элемента — "чипа", представляющего собой микрочип размером в один грамм, в котором размещены навигационные, научные и коммуникационные приборы, и второго элемента — паруса, который, согласно упомянутой выше статье Козимо Бэмби, будет представлять собой световой парус площадью 10 м², который будет изготовлен из диэлектрического метаматериала. Этот парус будет приводиться в движение мощным лазером, который должен будет всего за 17 минут разогнать всю конструкцию до скорости, составляющей треть скорости света.
При такой скорости путь до черной дыры, расположенной на расстоянии в 20–25 световых лет от нас, займет от 60 до 70 лет. К сожалению, при входе в систему замедлить зонд невозможно: ему придется совершить пролет мимо черной дыры, максимально быстро собрать как можно больше данных, а затем передать их на Землю, причем на доставку сигнала уйдет еще 20–25 лет. В конечном итоге, на весь полет ушло бы от 80 до 100 лет, — получается, что эта космическая миссия, скорее всего, переживет инженеров и ученых, которые изначально начали над ней работать.
Проще говоря, у нас пока нет технологий для осуществления этого полета. Чип массой в один грамм, способный выдержать путешествие длиной в десятилетия на экстремальных скоростях и при этом передавать научную информацию на расстояние более 20 световых лет, — такое устройство мы при наших нынешних инженерных возможностях пока что сделать не можем. То же самое относится и к космическому лазеру, способному разогнать такую систему до столь высоких скоростей. Не говоря уже о том, что мы пока не обнаружили саму черную дыру, на которую сейчас можно было бы нацелиться. И, к сожалению, один из наших самых перспективных проектов — "Breakthrough Starshot", в рамках которого разрабатывались подобные технологии, был закрыт в сентябре 2025 года.
Тем не менее, ни одна из этих проблем, в принципе, не является непреодолимой. Нужны более продвинутые инженерные решения. В настоящее время идет формирование рабочих групп, задача которых состоит в создании научных, измерительных и коммуникационных систем, а на лето 2027 года запланирована международная конференция по этой теме. Конечно, к тому моменту полноценный проект системы, безусловно, еще не будет готов, однако каждый шаг в решении этих задач все ближе и ближе приближает нас к реализации проекта по отправке космического аппарата к черной дыре. Единственное, что нам осталось, — найти где-нибудь поблизости хотя бы одну черную дыру.
