黑洞任務或將成為現實,微型納米飛行器助力探索

一位名為 Cosimo Bambi 的天體物理學家提出了一個雄心勃勃的計劃,計畫在未來一百年內發射一個「紙夾大小的納米探測器」前往黑洞,並利用強大的激光束來推進。這項大膽的任務旨在檢驗物理學和廣義相對論的基礎,雖然聽起來理想化,但實際上此計劃面臨著巨大的技術挑戰和數萬億美元的財務成本。Bambi 認為,在未來幾十年內,這個計劃有可能成為現實。他表示:「如果我們運氣好的話,可能會找到距離太陽系20至25光年的黑洞。當然,這並不在我們的控制之中。如果在這個距離範圍內找到一個黑洞,應該不難找到一個社區來支持發送探測器去研究這個天體。」Bambi 目前在中國復旦大學工作,並接受了《Interesting Engineering》的訪問。

這項任務的藍圖圍繞著納米探測器的概念,這是一種配備微型芯片和光帆的克級探測器。光帆將受到來自地球強大激光的光子轟擊,從而將探測器加速至約光速的三分之一。以這樣的速度,一個納米探測器需要大約70年才能到達距離20至25光年的黑洞。整個任務的持續時間將是80至100年,還需要額外20年來將收集到的數據傳回地球。最大的一個挑戰是找到一個附近的黑洞,因為這些宇宙巨獸不會發出光線,通常需要通過觀察其對附近恆星的引力影響或光的扭曲來定位。Bambi 對當前和即將推出的技術持樂觀態度,認為科學家在未來十年內能夠找到合適的候選黑洞。

除了找到黑洞外,這項提議的任務還面臨著其他兩個主要挑戰:當前技術的限制和高昂的成本。Bambi 提到,標準的化學燃料太空船對於這次星際旅行來說速度過慢。這項任務需要的納米探測器是目前尚不存在的技術,而推進它所需的激光目前的成本約為一萬億歐元。然而,隨著科技的快速發展,Bambi 認為在未來30年內,該任務的資金需求大約為十億歐元,這與當前大型太空任務的支出相似。因此,若成本在可承受範圍內,那麼技術本身又能否支持這樣一次長途的星際旅行呢?Bambi 相信可以,他引用了1977年發射的 Voyager 1 探測器,該探測器至今仍在運行。

這項任務的科學目標是其核心所在。Bambi 認為,地面儀器如重力波探測器和強大的望遠鏡十分重要,但它們有一個局限性,即這些儀器在「不潔」環境中解讀數據所需的複雜理論模型可能難以構建。他表示:「我們不清楚它們的確切環境,因此構建正確的理論模型可能根本不可能。」如果能夠發送一個探測器到一個孤立的黑洞,則可以提供一個更為清晰的系統進行研究,實現直接、精確的測量和實驗。一旦任務成功,可能會回答一些物理學中最深刻的問題,比如黑洞是否存在事件視界,以及愛因斯坦的廣義相對論在宇宙極端條件下是否依然成立。目前這個項目還是一篇「前瞻性文章」,旨在激發科學界的討論,而科學本身就是不斷挑戰不可能的過程。該研究結果已發表在《iScience》期刊上。


Henderson
Henderson 主要擔任「炒稿記者」的職責,以翻譯最新科技,手機 電動車等消息為每天的工作。