ساخت فضاپیما برای سفر به نزدیک‌ترین سیاه‌چاله!_اصفهانیا

یک اخترفیزیکدان طرحی آینده‌نگرانه برای فضاپیمایی به‌اندازه یک گیره کاغذ را نظر کرده است که قرار است ظرف کمتر از یک قرن به سیاه‌چاله‌های فضایی برسد و یافته‌های خود را به ما انتقال دهد.

به نقل از نشریه ساینس دیلی، انرژی این فضاپیمای زیاد کوچک از طریق لیزرهای زمینی فراهم می‌شود. این پروژه که به رهبری «کوزیمو بامبی»، اخترفیزیکدان ایتالیایی دانشگاه فودان در چین، انجام خواهد شد، تصمیم دارد محدودیت‌های نسبیت عام را آزمایش کرده و اسرار افق اتفاقات را کشف کند.

ساخت فضاپیمایی زیاد کوچک برای رسیدن به نزدیک‌ترین سیاه‌چاله

اگرچه فناوری جاری تا این مدت قادر به انجام این کار نیست، پیشرفت‌ها در طراحی نانو، رانش لیزری و شناسایی سیاه‌چاله‌ها می‌تواند این سفر را در چند دهه آینده ممکن کند و احتمالا حتی علتبازنویسی قوانین فیزیک شود. جزئیات این پروژه در مقاله‌ای در نشریه iScience انتشار شده است.

کوزیمو بامبی طرحی شگفت را برای محقق‌سازی این سفر بین‌ستاره‌ای به‌سوی سیاه‌چاله‌ها اراعه کرده است. اگر این مأموریت صدساله پیروزی‌آمیز باشد، می‌تواند داده‌هایی از سیاه‌چاله‌های نزدیک به ما اراعه دهد که فهمیدن ما از نسبیت عام و قوانین فیزیک را کاملاً تحول خواهد داد.

دو چالش مهم پیشروی این مأموریت است: پیداکردن سیاه‌چاله‌ای به‌قدر کافی نزدیک برای مقصد‌گیری و گسترش کاوشگرهایی است که بتوانند این چنین سفری را تحمل کنند.

دانش قبلی ما درمورد چگونگی تکامل ستارگان مشخص می کند که امکان پذیر یک سیاه‌چاله در فاصله تنها ۲۰ تا ۲۵ سال نوری از زمین وجود داشته باشد، اما یافتن آن آسان نخواهد می بود. به حرف های بامبی، از آنجایی که سیاه‌چاله‌ها نور ساطع یا بازتاب نمی‌کنند، عملاً برای تلسکوپ‌ها نامرئی می باشند. در عوض، دانشمندان آنها را بر پایه تأثیری که بر ستارگان نزدیک می‌گذارند یا نحوه انحراف نور مطالعه و شناسایی می‌کنند.

به حرف های بامبی: «فکر می‌کنم منطقی است انتظار داشته باشیم که بتوانیم در دهه آینده یک سیاه‌چاله نزدیک [زمین] اشکار کنیم.»

بعد از شناسایی مقصد، چالش بعدی رسیدن به مقصد خواهد می بود. فضاپیماهای سنتی که با سوخت شیمیایی کار می‌کنند، زیاد بزرگ و کُند می باشند و برای این سفر مناسب نیستند. اما بامبی به نانوکرفت‌ها اشاره می‌کند، یعنی کاوشگرهای زیاد سبک در مقیاس گِرم که شامل یک ریزتراشه و بادبان نوری می باشند.

لیزرهای زمین پایه با شلیک فوتون‌ها به این بادبان می‌توانند شتاب فضاپیما را تا یک‌سوم شدت نور افزایش دهند. با این شدت، فضاپیما می‌تواند در نزدیک به ۷۰ سال به یک سیاه‌چاله در فاصله ۲۰ تا ۲۵ سال نوری برسد. داده‌های جمع‌آوری‌شده نیز نزدیک به ۲ دهه طول می‌کشد تا به زمین برسند؛ به این علت زمان زمان کل مأموریت نزدیک به ۸۰ تا ۱۰۰ سال خواهد می بود.

هنگامی این فضاپیما به نزدیکی سیاه‌چاله برسد، پژوهشگران می‌توانند آزمایش‌هایی انجام بدهند تا به برخی از با اهمیت ترین سوال‌های فیزیک جواب دهند. آیا یک سیاه‌چاله واقعاً افق اتفاقات دارد؛ یعنی همان مرزی که حتی نور هم نمی‌تواند از جاذبه آن بگریزد؟ آیا قوانین فیزیک در نزدیکی سیاه‌چاله تحول می‌کنند؟ آیا نظریه نسبیت عام اینشتین در شدیدترین شرایط حاضر در کیهان هم چنان برقرار است؟

یقیناً بامبی اشاره می‌کند که فقط هزینه لیزرها امروز نزدیک به یک تریلیون یورو خواهد می بود و فناوری ساخت نانوفضاپیما تا این مدت در دسترس نیست. اما او می‌گوید که در طی ۳۰ سال آینده، امکان پذیر هزینه‌ها افت یابد و سطح فناوری به این ایده‌های جسورانه برسد.