Ученые рассчитали первую миссию к ближайшей черной дыре

Ученый из Университета Фудань в Шанхае Косимо Бамби представил расчеты первой межзвездной миссии к ближайшей черной дыре, сообщает iXBT.

Согласно опубликованной работе, ближайшая изолированная черная дыра теоретически может находиться всего в 7 парсеках (около 23 световых лет) от Солнечной системы. Если такой объект удастся обнаружить, то его можно будет исследовать в течение одной человеческой жизни, а вся миссия займет 80–100 лет.

Главная научная цель экспедиции — провести прямые измерения вблизи горизонта событий и проверить общую теорию относительности Альберта Эйнштейна в режиме сильнейших гравитационных полей. По расчетам автора, такой полет позволит проверить решение Керра (математическую модель вращающейся черной дыры) с точностью до 10-6 — на несколько порядков лучше, чем это позволяют современные рентгеновские обсерватории и детекторы гравитационных волн.

По современным оценкам, во Млечном Пути существует от 100 млн до 1 млрд черных дыр звездной массы, причем около 92% из них являются изолированными и практически невидимыми, поскольку рядом нет звезды-компаньона, по поглощению вещества которой черная дыра могла бы проявить себя в классических наблюдениях. Моделирование показывает, что в среднем одна изолированная черная дыра приходится на каждые 1500 кубических парсеков пространства, а в пределах 15 парсеков (около 50 световых лет) может находиться примерно 10 подобных объектов.

Искать их предлагается по слабому излучению, возникающему при поглощении газа из местных межзвездных облаков, используя многоволновые обзоры неба.

Для полета к такой черной дыре обычные ракеты непригодны: даже до ближайших звезд они добирались бы тысячи лет. Вместо этого предлагается использовать сверхлегкий нанозонд массой около 1 г с диэлектрическим световым парусом из метаматериала. Мощная лазерная установка должна разогнать аппарат до 1/3 скорости света всего за 17 минут. После этого перелет к ближайшей черной дыре займет 60–75 лет.

Главной технической проблемой остается отсутствие способа затормозить аппарат у цели. Поэтому базовый сценарий предусматривает не выход на орбиту, а сверхбыстрый пролет рядом с черной дырой с максимальным сбором научных данных и их последующей передачей на Землю, что займет еще 20–25 лет. Автор также рассматривает запуск сразу нескольких зондов: первая группа сможет уточнить параметры объекта, а следующая — пройти значительно ближе к горизонту событий.

На сегодня подобная миссия остается проектом на будущее. Не существуют ни компактные зонды, способные десятилетиями работать в межзвездном пространстве и передавать данные на расстояние более 20 световых лет, ни лазерные системы необходимой мощности. Однако автор работы считает, что такие технологии могут появиться в течение ближайших 20–30 лет. Уже формируются международные рабочие группы по разработке научной программы, аппаратуры, систем лазерного разгона и межзвездной связи, а первое крупное международное совещание по проекту запланировано на лето 2027 года.