Průlomový teoretický rámec navrhuje dlouhotrvající mezihvězdnou misi k prozkoumání fundamentální povahy černých děr, využívající pokročilé miniaturní kosmické lodě poháněné výkonnými pozemními lasery. Toto ambiciózní úsilí, podrobně popsáno v nedávné studii, si klade za cíl posunout hranice obecné teorie relativity Alberta Einsteina přímým zkoumáním těžko uchopitelných vlastností horizontů událostí v jednom z nejextrémnějších prostředí vesmíru. Ačkoli je koncept vysoce spekulativní, načrtává cestu k potenciálnímu odemknutí hlubokých poznatků o kosmických jevech, které zůstávají mimo dosah současné observační astronomie.
- Mise navrhuje vyslat „nanoprůzkumníky“ poháněné pozemními lasery k černým dírám.
- Cestovní doba k cíli (20-25 světelných let) se odhaduje na 60-75 let, s celkovou dobou mise kolem století.
- Hlavním cílem je experimentálně ověřit existenci a charakteristiky horizontů událostí černých děr.
- Technologické výzvy zahrnují nalezení dostatečně blízké černé díry a vývoj robustních laserových pohonů.
- Počáteční náklady se odhadují na 1,1 bilionu USD, s projekcí snížení na zhruba 1 miliardu EUR během tří dekád.
- Návrh byl publikován 7. srpna v časopise iScience.
Koncept mise a její generace
Koncept mise se soustředí na vypouštění takzvaných „nanoprůzkumníků“ – sond o hmotnosti v řádu gramů, vybavených senzory a světelnými plachtami – které by byly urychleny na téměř jednu třetinu rychlosti světla obrovskými pozemními laserovými soustavami. Při takových rychlostech by nanoprůzkumník mohl potenciálně dosáhnout černé díry vzdálené 20 až 25 světelných let od Země během 60 až 75 let. Následný přenos dat zpět na Zemi by přidal dalších 20 až 25 let, což by prodloužilo celkovou dobu mise na zhruba jedno století. Tento dlouhodobý závazek podtrhuje generační rozsah takového vědeckého podniku.
Vědecké cíle: Horizonty událostí a „fuzzballs“
Primárním vědeckým cílem této navrhované mise je experimentálně určit existenci a přesné charakteristiky horizontů událostí černých děr. Obecná relativita předpokládá tyto neviditelné hranice, z nichž nic, ani světlo, nemůže uniknout. Přímé empirické potvrzení však zůstává nepolapitelné. Studie naznačuje pozorování jednoho nanoprůzkumníka, jak se přibližuje k černé díře, zatímco druhý by monitoroval z bezpečné vzdálenosti. Podle Einsteinových předpovědí by signál z padající sondy měl zaznamenat postupný rudý posuv a slábnutí. Naopak, pokud jsou černé díry „fuzzballs“ (rozmazané koule) – teoretická alternativa postrádající horizont událostí – zmizení signálu by mohlo být náhlejší, což by potenciálně naznačovalo novou fyziku nad rámec standardního modelu. Taková pozorování by poskytla nenahraditelné informace, nedosažitelné jinými prostředky.
Technologické a astronomické výzvy
Realizace této futuristické mise závisí na dvou monumentálních vědeckých a technologických pokrocích. Za prvé, kritické je objevení dostatečně blízké černé díry v navrhovaném dosahu 20 až 25 světelných let; v současné době je nejbližší známá černá díra, Gaia BH1, vzdálena přes 1 500 světelných let. Nicméně, modely hvězdné evoluce naznačují, že dosud nezjištěný kandidát by mohl být výrazně blíže. Za druhé, vývoj robustních laserových pohonných systémů a miniaturních kosmických lodí schopných vydržet mezihvězdné cestování představuje obrovskou inženýrskou výzvu.
Finanční implikace a budoucí vyhlídky
Finanční a technologický rozsah takového podniku je nesmírný. Odhaduje se, že výstavba potřebného laserového pole by dnes stála v řádu 1,1 bilionu dolarů. Nicméně, projekce založené na současných technologických trajektoriích naznačují, že během tří dekád by se tyto náklady mohly snížit na přibližně jednu miliardu eur, což je částka srovnatelná s rozpočty současných vlajkových vesmírných misí. Toto dlouhodobé snížení nákladů, spolu s očekávanými pokroky v pohonu a miniaturizaci, naznačuje, že to, co se v současnosti jeví jako vědecká fantazie, by se mohlo během několika desetiletí proměnit v hmatatelný, byť náročný, vědecký podnik. Návrh, publikovaný 7. srpna v časopise iScience, představuje odvážnou vizi pro budoucnost astrofyziky a mezihvězdného průzkumu.