Учёные планируют миссию наноаппарата внутрь чёрной дыры

Представить себе путешествие сквозь чёрную дыру до сих пор можно было только в научной фантастике, но теперь это стало предметом серьёзного научного предложения. Козимо Бамби, профессор физики из Фуданьского университета, описал в журнале iScience миссию, которая могла бы проверить фундаментальные законы физики в самых экстремальных условиях Вселенной.

Цель миссии: ответы, скрытые за горизонтом событий

Главные вопросы, на которые может ответить такая миссия, касаются поведения общей теории относительности вблизи сингулярности и природы самого горизонта событий — границы, из-за которой ничто не может вернуться. Современные телескопы наблюдают чёрные дыры лишь косвенно, по их влиянию на окружающее пространство. Чтобы получить прямые данные, нужен зонд, который подойдёт к чёрной дыре вплотную, проведёт измерения и успеет передать информацию на Землю до своего уничтожения.

Сердце миссии — наноаппарат массой в несколько граммов, подобный тем, что разрабатываются для проекта Breakthrough Starshot. Такой зонд, размером со скрепку, не будет использовать традиционное топливо. Вместо этого его будет разгонять до субсветовых скоростей (доли скорости света) мощный лазерный луч с Земли, действующий на световой парус. Это позволит достичь ближайших звёздных систем за десятилетия, а не за тысячелетия.

Три главных вызова, которые нужно преодолеть

1. Технологический барьер. Концепция светового паруса и наноаппаратов находится в активной разработке, но до практической реализации ещё далеко. Ричард Норте из Делфтского технологического университета, работающий над этой технологией, отмечает, что для миссии к чёрной дыре потребуется беспрецедентная точность наведения, так как цель почти невидима.

2. Проблема цели. Для миссии длительностью в человеческую жизнь (до 100 лет) нужна чёрная дыра в пределах 20–25 световых лет от Земли. Однако ближайшая известная на сегодня чёрная дыра находится в 1560 световых годах. Бамби надеется, что новые телескопы, такие как обсерватория Веры Рубин и космический телескоп Нэнси Грейс Роман, откроют близкие чёрные дыры в ближайшие 5–10 лет.

3. Временной и психологический фактор. Миссия, результаты которой увидят лишь следующие поколения, — это вызов для науки и финансирования. Сохранится ли интерес и поддержка на протяжении столетия?

Бамби проводит параллель с гравитационными волнами: Эйнштейн предсказал их в 1916 году, первые эксперименты начались в 1960-х, а прямое обнаружение состоялось лишь в 2015-м. Столетний путь от теории к подтверждению показывает, что амбициозные проекты требуют долгосрочного планирования и веры в научный прогресс.

Даже если конкретная миссия не будет реализована, сама её проработка движет науку вперёд. Она ставит конкретные технологические задачи, расширяет границы возможного и заставляет задуматься о том, как мы изучаем самые загадочные объекты космоса. Как отмечает Ричард Норте, такие предложения «расширяют наше воображение и подчёркивают проблемы, которые нам необходимо решить». Возможно, путешествие к чёрной дыре — это не следующий, но inevitable шаг человечества в космос.