Чёрные дыры — одни из самых загадочных и таинственных объектов во Вселенной, и наше понимание их всё ещё ограничено из-за сложностей их изучения. Однако новое предложение, опубликованное в журнале iScience, от астрофизика Козимо Бамби из Университета Фудань в Китае, может открыть беспрецедентный путь к исследованию этих загадочных явлений.
Чёрные дыры как космические лаборатории
Гравитационное поле чёрной дыры — самое интенсивное во Вселенной, настолько, что даже свет не может вырваться из его хватки. Хотя учёные за годы исследований многое узнали о чёрных дырах, многое ещё остаётся неизвестным, особенно о регионах за горизонтом событий. «Мы не знаем структуры чёрной дыры, а именно области внутри горизонта событий, — отмечает Бамби. — Общая теория относительности даёт чёткие предсказания, но некоторые из них, безусловно, неверны».
Козимо Бамби предлагает отправить космический корабль для детального изучения ближайшей чёрной дыры. По его словам, чёрные дыры — это идеальные условия для проверки общей теории относительности в экстремальных условиях, что может выявить любые потенциальные отклонения от теории. Он считает, что отправка зонда на орбиту чёрной дыры может дать новое понимание этих космических объектов и их поведения.
Препятствия на пути поиска подходящей чёрной дыры
Ключевой задачей в этой предлагаемой миссии будет поиск гравитационной сингулярности, которая находится достаточно близко, чтобы сделать такое амбициозное путешествие возможным. Ближайшая известная чёрная дыра к Земле в настоящее время расположена примерно в 1565 световых годах. Это расстояние делает её нецелесообразной целью для космического корабля, но есть надежда, что астрономы смогут обнаружить чёрную дыру гораздо ближе.
Их обнаружение затруднено, особенно когда они не взаимодействуют активно с другой материей. Однако астрономы добились успехов в идентификации этих объектов, изучая, как их огромные гравитационные поля искажают пространство-время. Как отмечает Бамби: «Если есть чёрная дыра в пределах 20–25 световых лет от Солнечной системы, мы можем разработать технологию для такой миссии».
Поиск тёмной звезды в этом диапазоне значительно снизил бы технологические сложности миссии. Однако всё, что находится дальше 50 световых лет, потребует достижений в космических путешествиях, которые в настоящее время кажутся недостижимыми.
Преодоление трудностей космических путешествий
Бамби представляет космический корабль, способный развивать скорость до трети скорости света. Первоначально приводимый в движение земными лазерами, корабль перейдёт на солнечную или звёздную энергию по мере приближения к месту назначения.
Предлагаемая миссия будет включать несколько зондов, при этом основной космический корабль будет выполнять роль «материнского корабля», а меньшие зонды будут вращаться вокруг чёрной дыры. «Два или более зонда, вращающихся вокруг чёрной дыры, были бы лучшим вариантом, — предлагает Бамби. — Если эти зонды смогут обмениваться электромагнитными сигналами, мы сможем определить их точные траектории вокруг чёрной дыры и то, как электромагнитные сигналы распространяются вокруг чёрной дыры».
Если бы космический вакуум находился на расстоянии около 20 световых лет, потребовалось бы ещё 20 лет, чтобы данные вернулись, в результате чего общая продолжительность миссии составила бы около 100 лет. Бамби признаёт, что предложение может показаться «действительно сумасшедшим» и «ближе к научной фантастике», но он также опирается на историю науки, чтобы показать, что, казалось бы, невозможные начинания могут быть реализованы.
Он ссылается на то, как «люди говорили, что мы никогда не обнаружим гравитационные волны, потому что они слишком слабые. Мы обнаружили — спустя 100 лет. Люди думали, что мы никогда не увидим тени чёрных дыр. Теперь, 50 лет спустя, у нас есть изображения двух из них». Если технологические достижения будут идти в ногу, такая миссия может обеспечить революционные открытия, которые расширят границы нашего понимания Вселенной.