به گزارش خبرنگار علم و فناوری ایسکانیوز؛ برنامه این است که یک فضاپیمای بسیار کوچک، به اندازه و وزن یک گیره کاغذ، ساخته شود که با لیزرها شتاب بگیرد و به سرعتی نزدیک به سرعت نور برسد. با وجود اینکه ممکن است رسیدن به هدف تا ۱۰۰ سال طول بکشد، دانشمندان می‌گویند این مأموریت جسورانه می‌تواند همه دانسته‌های ما درباره فیزیک را دگرگون کند.

با این حال، این پروژه انقلابی می‌تواند تنها برای لیزرها هزینه‌ای سرسام‌آور تا یک تریلیون پوند به همراه داشته باشد. مشکل دیگر این است که فناوری لازم برای ساخت این فضاپیما هنوز وجود ندارد. با وجود این موانع، پروفسور «کوزیمو بامبی» از دانشگاه فودان شانگهای خوش‌بین است که این کار ظرف چند دهه ممکن شود.

او می‌گوید: این فناوری می‌تواند توسعه یابد؛ مسئله فقط زمان، پول و انگیزه است.

سیاه‌چاله‌ها از شگفت‌انگیزترین و مرموزترین اجرام در جهان شناخته ‌شده‌اند. آنها زمانی شکل می‌گیرند که ستاره‌های بسیار بزرگِ رو به مرگ، در خود فرو می‌ریزند و به نقطه‌ای فوق‌العاده چگال می‌رسند که گرانش آنقدر زیاد است که حتی نور هم نمی‌تواند از آن بگریزد.

در این شرایط شدید، قوانین فیزیکِشناخته‌ شده شروع به فروپاشی و تغییر به شکل‌های عجیب می‌کنند. چالش بزرگ برای دانشمندان این است که از آنجا که سیاه‌چاله‌ها نور یا تابش دیگری از خود منتشر نمی‌کنند، یادگیری درباره رفتارشان بسیار دشوار است.

پیشنهاد پروفسور بامبی که در مجله «آی‌ساینس» منتشر شده، بررسی ساختار خود فضا-زمان با فرستادن یک فضاپیما مستقیم به قلب سیاه‌چاله است.

به گفته دانشمندان، برای عملی شدن این طرح ۲ چیز لازم است:

۱. وجود یک سیاه‌چاله به اندازه کافی نزدیک برای بازدید

۲. فضاپیمایی که بتواند از سفر جان سالم به در ببرد.

پروفسور بامبی پیشنهاد می‌دهد از چیزی به نام «نانوکرافت» استفاده شود.

نانوکرافت چیست؟

نانوکرافت یک فضاپیمای نظری است که برای رسیدن به سرعت‌هایی نزدیک به سرعت نور طراحی می‌شود. این کاوشگرهای بسیار کوچک — تنها چند گرم وزن — به بادبان‌های بزرگ و سبک متصل می‌شوند. لیزرهایی روی زمین یا در مدار، با شلیک فوتون‌ها به بادبان، فضاپیما را شتاب می‌دهند.

در تئوری، این کاوشگرها می‌توانند ظرف چند دقیقه به حداکثر سرعت خود برسند و به بخش قابل توجهی از سرعت نور دست یابند. دانشمندان تخمین می‌زنند که چنین فضاپیماهایی می‌توانند تنها در ۲۰ سال به سامانه ستاره‌ای آلفا قنطورس برسند.

در طرح بامبی، نانوکرافت یک ریزتراشه است که به بادبانی سبک متصل شده. لیزرهای پرقدرت، آن را تا حدود یک‌سوم سرعت نور شتاب می‌دهند. فناوری لازم برای این کار هنوز ساخته نشده است و تأمین انرژی لیزرها هزینه‌ای گزاف دارد.

با این حال، بامبی می‌گوید: اگر از فناوری فعلی استفاده کنیم، هزینه حدود یک تریلیون پوند خواهد بود، که قطعاً فراتر از بودجه هر پروژه علمی است. اما اگر روند پیشرفت ۲۰ سال گذشته را به آینده تعمیم دهیم، هزینه ظرف ۲۰ تا ۳۰ سال به حدود یک میلیارد پوند کاهش می‌یابد — که تقریباً معادل بودجه مأموریت‌های فضایی بزرگ امروزی است. به هر حال، بزرگ‌ترین مانع مأموریت، چیزی است که از کنترل بشر خارج است.

بامبی توضیح می‌دهد: به نظر من، نکته کلیدی این است که باید خوش‌شانس باشیم و یک سیاه‌چاله در فاصله ۲۰ تا ۲۵ سال نوری از منظومه شمسی داشته باشیم.

در این فاصله، نانوکرافت همچنان ۷۰ تا ۸۰ سال برای رسیدن به مقصد زمان نیاز دارد و ارسال داده‌ها به زمین هم ۲۰ تا ۲۵ سال طول خواهد کشید. در مجموع، مأموریت ممکن است یک قرن طول بکشد، که گرچه چالش‌برانگیز است، اما هنوز هدفی دست‌یافتنی به شمار می‌رود.

اگر نزدیک‌ترین سیاه‌چاله در فاصله ۴۰ تا ۵۰ سال نوری باشد، کار سخت‌تر می‌شود، اما همچنان ممکن است. ولی اگر فاصله از این حد بیشتر شود، باید مأموریت را کنار گذاشت.

در حال حاضر، نزدیک‌ترین سیاه‌چاله شناخته‌شده «Gaia-BH1» است که هزار و ۵۶۰ سال نوری با زمین فاصله دارد که حتی در مقیاس کیهانی نزدیک محسوب می‌شود، اما برای فناوری فعلی غیرقابل دسترس است.

امید بامبی این است که به‌زودی سیاه‌چاله‌ای بسیار نزدیک‌تر پیدا شود. مدل‌های تکامل ستارگان می‌گویند باید سیاه‌چاله‌ای در حدود ۲۰ تا ۲۵ سال نوری از زمین وجود داشته باشد، اما چون نور از خود ساطع نمی‌کند، پیدا کردن آن دشوار خواهد بود. او معتقد است در پنج تا ۱۰ سال آینده می‌توانیم بفهمیم که آیا چنین سیاه‌چاله‌ای در همسایگی کهکشانی ما وجود دارد یا نه.

بامبی می‌گوید: اگر چنین سیاه‌چاله‌ای پیدا شود، این مأموریت ارزش هزینه نجومی‌اش را دارد.

گفتنی است که سیاه‌چاله‌ها قوی‌ترین میدان‌های گرانشی طبیعت را ایجاد می‌کنند و بهترین مکان برای آزمودن نظریه نسبیت عام اینشتین‌ هستند. این نظریه پیش‌بینی می‌کند که فضا و زمان در برابر نیروهای گرانشی شدید چگونه باید رفتار کنند. اما بسیاری از دانشمندان فکر می‌کنند نواحی داخل یا اطراف یک سیاه‌چاله واقعی با آن‌چه نظریه می‌گوید تفاوت دارد. با انجام اولین اندازه‌گیری دقیق از این مناطق، دانشمندان می‌توانند بفهمند این تفاوت‌ها چیست.

بامبی می‌گوید: انگیزه چنین مأموریتی، آزمایش میدان گرانشی اطراف سیاه‌چاله، مقایسه اندازه‌گیری‌ها با پیش‌بینی‌های نظریه نسبیت عام و امیدوارانه یافتن انحرافاتی از آن است.

این کار می‌تواند به پاسخ پرسش‌های بزرگی کمک کند. از اینکه آیا قوانین فیزیک در نزدیکی سیاه‌چاله تغییر می‌کنند یا نه، تا اینکه آیا نظریه‌های اینشتین در شدیدترین شرایط جهان نیز پابرجا هستند یا خیر.

انتهای پیام/