黑洞探秘新构想:用纳米探测器飞向遥远太空!
近日,《iScience》期刊发表了一项前瞻性的构想,提出或可向黑洞发射微型探测器,前往探取相关的科学数据。
提出这一方案的意大利科学家Bambi,设想制造一种名为“纳米探测器”(nanocraft)的微型航天器,整体重量仅约一克。该探测器将配备一张轻质光帆,利用地面或近地轨道上的高功率激光阵列进行加速,目标是将其推进至光速的三分之一。
发射以后,探测器将沿着预定轨道飞向目标黑洞,在接近黑洞的过程中,可实时传回关于引力场、时空弯曲及事件 horizon 附近物理环境的数据,有望验证广义相对论在极端条件下的表现,并深化人类对黑洞本质的理解。
Bambi 估计,理想情况下需在距地球20至25光年范围内发现一个黑洞。目前人类已知最近的黑洞位于1500光年外,因此这一设想依赖于未来对微型黑洞或暗物质相关天体的探测突破。即便成功发射,整个任务周期预计长达80至100年,其中最后20到25年为信号从黑洞附近传回地球所需的时间。
其实,Bambi提出的这个很科幻的构想,并不是首创。当年霍金早就提出了纳米光帆航天器的设想,一度引起科学界热议。
当时科学家们认为,这样的光帆小飞船在技术上面临三大难题:一是材料问题,现有材料无法承受激光加速时产生的高温和高能量冲击;二是推进控制问题,激光束难以持续精准追踪并加速这么小、这么快的飞行器;三是通讯问题,这么小的飞行器如何在几十光年外把数据发回地球,目前几乎无解。
所以,这种迷你小飞船的设想其实是一种“还没造出来、也暂时飞不了”的星际探测器,但它代表了人类对星辰大海的浪漫想象。
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