Идея запустить рукотворный аппарат к черной дыре больше не принадлежит исключительно писателям-фантастам. Астрофизик Козимо Бамби из Университета Фудань доказал, что существующие физические законы и технологии ближайших тридцати лет позволяют нам добраться до горизонта событий за человеческую жизнь.
В Млечном Пути прячется от ста миллионов до миллиарда черных дыр звездной массы. Около 92% из них существуют в полном одиночестве, не имея рядом звезды-компаньона.
Если рассчитать объем галактического диска, математика дает неожиданный результат. Один гравитационный объект приходится примерно на 1500 кубических парсек. Это значит, что ближайший бездонный колодец пространства-времени расположен всего в 23 световых годах (около 7 парсек) от Земли.
В нашей Галактике насчитывается от 108 до 109 чёрных дыр звёздной массы, 92% из которых являются одиночными объектами. Ближайшая из них расположена на расстоянии около 23 световых лет (7 парсек), а всего в радиусе 50 световых лет находится порядка 10 подобных объектов.
Но обнаружить одинокий объект крайне сложно, ведь он ничего не излучает и не проявляет себя через звездных соседей. Советский физик Владимир Шварцман еще в 1971 году предложил искать их по излучению захватываемого межзвездного газа.
Примерно 10% объема вокруг Солнечной системы занимают так называемые Местные межзвездные облака. Проходя сквозь них, черная дыра начинает буквально «поедать» вещество, генерируя слабое свечение от радиодиапазона до рентгена. Астрономы уже объединяют данные каталогов CatWISE2020 и NSC DR2, отсеивая коричневые и белые карлики, чтобы сформировать точный список кандидатов.
Классические ракетные двигатели безнадежно устарели для таких путешествий из-за ограничений формулы Циолковского. Самое эффективное жидкое топливо дает скорость истечения газов всего 4,5 км/с, превращая полет к соседним звездам в долгострой на две тысячи лет.
Отправить исследовательский аппарат к черной дыре поможет лазерный парус из легкого метаматериала. Сам зонд весит всего 1 грамм и несет на себе микрочип, навигацию и передатчик. Мощный лазерный массив с Земли или орбиты толкает парус с ускорением 10 000 g в течение 17 минут. Это разгоняет фемтоспутник до 100 000 км/с — трети скорости света.
Полный цикл такой амбициозной миссии затянется примерно на одно столетие. На скорости в треть световой перелет до объекта в 20–25 световых годах займет 60–75 лет, а обратный лазерный сигнал с данными будет идти на Землю еще 20–25 лет.
Тормозить перед гравитационной бездной нанозонду не придется, ведь ученые сделали ставку на пролётную траекторию — flyby concept, миссия без выхода на орбиту или посадки, когда аппарат исследует объект во время пролета. Рой граммовых зондов пройдет вблизи критического радиуса и выпустит сантиметровые датчики. Они измерят искривление пространства с точностью до 10-6, что в 100 000 раз превосходит точность современных рентгеновских методов и позволяет впервые проверить геометрию Керра на практике.
Международное научное сообщество уже формирует рабочий консорциум из четырех исследовательских групп. Они занимаются фундаментальной физикой, микроэлектроникой, лазерными комплексами и дальней космической связью.
Первая глобальная конференция по реализации проекта пройдет уже летом 2027 года. Создаваемые технологии сначала пройдут проверку в Солнечной системе, изучив Пояс Койпера и облако Оорта, после чего человечество совершит первый исторический бросок к гравитационным монстрам Вселенной.
Поддержать нас на Boosty
Поддержать нас на Дзен
Источник: Proceedings of Science. A Space Mission to Earth’s Nearest Black Hole: Reality or Science Fiction? / arXiv:2607.10982
FAQ: Часто задаваемые вопросы
Сколько времени потребуется, чтобы отправить аппарат к черной дыре?
Полный цикл экспедиции продлится от 80 до 100 лет. Перелет до ближайшего объекта на скорости 100 000 км/с займет 60–75 лет, а обратная передача сигнала на Землю — еще 20–25 лет.
Как нанозонд затормозит возле черной дыры?
Аппарату не нужно тормозить: ученые используют пролетный сценарий (flyby). Рой ультралегких зондов пронесется на скорости в треть световой около горизонта событий, успев собрать все данные и отправить их на Землю.
На каком расстоянии находится ближайшая черная дыра от Земли?
Расчеты галактической плотности показывают, что ближайшая одиночная черная дыра может находиться всего в 23 световых годах (около 7 парсек) от Солнца.
Читайте также: Сверхмассивная черная дыра и самая быстрая звезда проверят Эйнштейна на прочность