黑洞探測計劃，用超輕型宇宙飛船驗證愛因斯坦的一般相對論

8月13日(水) 18:00發(fā)布

Forbes JAPAN

描繪恒星質(zhì)量黑洞的想象圖( European Space Agency，NASA and Felix mirabel ( the French atomic energy commission & the institute for astronomy and spabel )

只有夾子那么重的超輕量探測器將踏上用激光束發(fā)射，以接近光速的速度向已知的最近的黑洞飛行的100年之旅。 如果能順利到達(dá)，就從事件的地平線(無法返回的邊界線)本身附近開始觀測數(shù)據(jù)把水發(fā)射到地球。 一旦經(jīng)過這里，就會被黑洞的重力永久吸引。【圖片】用于黑洞探測的超輕型探測器這是“阿爾伯特·愛因斯坦是對的嗎？”這位追求科學(xué)根本問題答案的天體物理學(xué)家提出的令人吃驚的探測計劃。 ■黑洞探測:驗證愛因斯坦理論中國復(fù)旦大學(xué)的黑洞專家科齊莫·班比解釋說，該探測計劃是“基于推測”且“伴隨著困難”的，而且費用高達(dá)約1萬億美元(約148萬億日元)，但在人類壽命范圍內(nèi)可以制定能夠到達(dá)黑洞的探測計劃的日子 在學(xué)術(shù)雜志iScience日刊登的論文中說明的班比的構(gòu)想中，使用以從地球照射的激光為推力的主體重量1g的納米牛皮(超輕量宇宙飛船)作為探測器。 探測器的任務(wù)是驗證1915年發(fā)表的愛因斯坦廣義相對論的極限。 一般相對論認(rèn)為，質(zhì)量存在時時空會發(fā)生扭曲，質(zhì)量會沿著該扭曲移動。 甚至預(yù)言了黑洞的存在。 班比主張，探測器收集的數(shù)據(jù)可能會給科學(xué)家關(guān)于廣義相對論和物理定律的理解帶來變革。 黑洞探測:目的地黑洞是由引力強大到包括光在內(nèi)的一切事物都無法逃脫的天體產(chǎn)生的時空區(qū)域。 銀河系(銀河系)的中心有超大質(zhì)量黑洞的射手座A*(Sgr A* )。 直徑約為3500萬km，距離太陽系約2萬7000光年。 2024年3月，新公開了捕捉到從射手座A的端部呈螺旋狀擴散的強磁場引起的偏振光(偏振波)的圖像。 該偏光圖像是繼捕捉到遙遠(yuǎn)銀河M87中心的黑洞的2019年公開的劃時代圖像和2022年公開的獅子座A的圖像之后的。

調(diào)查25光年內(nèi)未發(fā)現(xiàn)的黑洞

這次最新探測計劃的目的地不是射手座A*，而是還沒有發(fā)現(xiàn)的另一個黑洞。 這個黑洞被認(rèn)為很有可能存在于距離地球約2025光年以內(nèi)。 班比表示:“發(fā)現(xiàn)黑洞的新方法有多種。”“我們期待著在未來10年內(nèi)發(fā)現(xiàn)地球附近的黑洞。” 黑洞的檢測之所以困難，實質(zhì)上是因為用望遠(yuǎn)鏡看不見。 只能根據(jù)通過附近的光和對恒星的影響來推測其存在。 ■黑洞探測:漫長的等待時間；距離太陽系最近的黑洞的位置確定沒有必要著急。 目前來看，這種探測器因為沒有發(fā)射的方法。 班比表示:“目前人類還沒有那個技術(shù)?！?該構(gòu)想是以從地球照射的激光為推進(jìn)力，使由1枚微芯片和光帆(光池)構(gòu)成的納米工藝以光速的三分之一的速度在宇宙空間飛行。 按照這個速度，移動2025光年大約需要70年。 到達(dá)黑洞后，納米牛皮將調(diào)查事件的地平線是否存在，以及在黑洞附近物理定律是否發(fā)生變化。 收集到的觀測數(shù)據(jù)雖然會發(fā)送到地球，但由于這個過程需要20年，因此整個探測計劃總共需要約80~100年。 班比表示:“從某種意義上說，這是一個非常接近科幻小說的故事。”但是，雖然有人說引力波太弱了，所以無法檢測到，但100年后還是被檢測到了。 他說:“人們曾認(rèn)為黑洞的陰影(因黑洞重力而彎曲的光在事件地平線周圍呈環(huán)狀邊緣中作為陰影可見的部分)無法觀測到，但在50年后的今天，獲得了捕捉到兩個的圖像?！?/p>

Jamie Carter