گجت نیوز آخرین اخبار تکنولوژی، علم و خودرو 
خودتان را برای یک ماموریت فضایی 100 ساله از مبدا زمین به مقصد سیاه چاله آماده کنید. این پروژه بلندپروازانه، بزرگ‌ترین چالش فضایی بشر در آینده محسوب می‌شود.
سیاه چاله‌ها از مرموزترین اجرام کیهان به شمار می‌آیند و از آنجا که این اجرام فوق‌العاده چگال هیچ نوری که بتوانیم آشکار کنیم ساطع نمی‌کنند، بررسی آن‌ها ناگزیر بر پایه تأثیری است که بر فضای پیرامون خود از فواصل دور در گستره فضا-زمان می‌گذارند. با این حال، ممکن است راه دیگری نیز برای دستیابی به اطلاعات درباره این غول‌های کیهانی وجود داشته باشد.
ماموریت فضایی 100ساله به سیاه چاله
همانطور که می‌دانید سیاه چاله‌ها قوی‌ترین میدان‌های گرانشی شناخته‌شده در جهان را ایجاد می‌کنند؛ به اندازه‌ای نیرومند که حتی نور نیز نمی‌تواند با سرعت لازم برای گریز از میدان آن‌ها فرار کند. اگرچه ما تا حدی از رفتار آن‌ها آگاهی داریم، اما میزان نادانسته‌هایمان به مراتب بیش از دانسته‌هاست.
علاوه بر این، حوزه گرانشی سیاه چاله‌ها یکی از بهترین مکان‌ها در کیهان برای آزمون نسبیت عام است، زیرا شرایطی را فراهم می‌کند که در هیچ جای دیگری یافت نمی‌شود و نظریه را به شدیدترین شکل به چالش می‌کشد. یک کاوشگر در مدار سیاه چاله می‌تواند آزمایش‌ها و اندازه‌گیری‌هایی انجام دهد که از زمین ممکن نیست.
کاسمیمو بامبی، اخترفیزیکدان دانشگاه فودان در چین می‌گوید:
ما ساختار درونی سیاهچاله به‌ویژه ناحیه داخل افق رویداد را نمی‌شناسیم. نسبیت عام پیش‌بینی‌های دقیقی ارائه می‌دهد، اما برخی از آن‌ها قطعاً نادرست هستند. بنابراین سیاهچاله‌ها آزمایشگاه‌های ایده‌آلی برای یافتن انحرافات احتمالی از پیش‌بینی‌های نسبیت عام محسوب می‌شوند.
بامبی در طرح پیشنهادی خود، امکان‌پذیری فیزیکی یک مأموریت اکتشاف سیاهچاله را تشریح کرده و بر دو مانع که باید برطرف شوند تمرکز دارد: نخست، شناسایی هدف مناسب و دوم، فناوری مورد نیاز. این برنامه‌ریزی در بازه بلندمدت مطرح شده است. فناوری فعلی برای چنین مأموریتی آماده نیست و فاصله‌ها به معنای زمان سفر چندین دهه‌ای خواهد بود. اما هر سفر با یک گام آغاز می‌شود و بدون آن، آغاز راه ممکن نیست.
- در صورت برخورد سیاه چاله و سفیدچاله چه اتفاقی رخ می‌دهد؟
- امکان زنده ماندن انسان در سیاه چاله وجود دارد؛ بررسی راه‌های مختلف
- اولین رصد مستقیم از شکل گیری یک سیاه چاله ابرپرجرم در کیهان
- چرخش دیوانه‌وار این سیاه چاله غول پیکر قوانین فیزیک را به چالش می‌کشد
چگونه سیاه چاله مناسب برای ماموریت فضایی خود پیدا کنیم؟
یافتن سیاه چاله مناسب برای سفر نخستین مانع بزرگ است. در حال حاضر، نزدیک‌ترین سیاهچاله شناخته‌شده به زمین در فاصله‌ای حدود 1565 سال نوری قرار دارد که بسیار دور است. با این حال، احتمال وجود سیاهچاله‌هایی بسیار نزدیک‌تر وجود دارد.
سیاه چاله‌های بدون فعالیت آشکار دشوارتر شناسایی می‌شوند، اما ستاره‌شناسان در یافتن آن‌ها با رصد اثر انحراف گرانشی‌شان بر فضا-زمان مهارت بیشتری پیدا کرده‌اند. کشف یک سیاهچاله نزدیک در یک دهه آینده غیرممکن نیست. بامبی می‌گوید:
فقط باید خوش‌شانس باشیم و سیاهچاله‌ای در فاصله 20 تا 25 سال نوری وجود داشته باشد. این موضوع البته تحت کنترل ما نیست. اگر سیاهچاله‌ای در این بازه فاصله‌ای از منظومه شمسی باشد، می‌توانیم فناوری لازم را برای چنین مأموریتی توسعه دهیم. اگر در فاصله 40 تا 50 سال نوری باشد، الزامات فنی دشوارتر می‌شوند. اگر فاصله بیش از 40 تا 50 سال نوری باشد، متأسفانه باید از آن صرف‌نظر کنیم.»
گام بعدی، یافتن راه رسیدن به آن خواهد بود. این امر مستلزم توسعه یک فضاپیماست که بتواند با سرعتی تا یک‌سوم سرعت نور حرکت کند؛ ابتدا با استفاده از لیزرهای زمینی و سپس با بهره‌گیری از انرژی خورشیدی یا ستاره‌ای در ادامه مسیر، طی سفری حدود 70 ساله. بامبی افزود:
بهترین حالت، اعزام دو یا چند کاوشگر مداری به دور سیاهچاله است. در حالت کلی، لازم است کاوشگر اصلی تا حد ممکن به سیاهچاله نزدیک شود، سپس به یک فضاپیمای مادر و چند کاوشگر کوچک‌تر تقسیم گردد. اگر این کاوشگرها بتوانند از طریق تبادل سیگنال‌های الکترومغناطیسی با یکدیگر ارتباط داشته باشند، می‌توانیم مسیر دقیق آن‌ها و نحوه انتشار این سیگنال‌ها در اطراف سیاهچاله را تعیین کنیم.
هر داده‌ای که از کاوشگر ارسال شود با سرعت نور به زمین خواهد رسید؛ در فاصله 20 سال نوری، این یعنی 20 سال دیگر تا دریافت داده‌ها، که مجموع زمان مأموریت را به حدود یک قرن می‌رساند. این بازه زمانی طولانی است، اما باید از همین حالا و حتی پیش از کشف یک سیاهچاله نزدیک به آن اندیشید، چرا که چنین مأموریتی به برنامه‌ریزی بسیار دقیق نیاز دارد و نتایج آن ارزشمند خواهد بود. بامبی گفت: «امیدوارم انحرافاتی از پیش‌بینی‌های نسبیت عام و سرنخ‌هایی برای توسعه نظریه‌ای فراتر از آن بیابم.»
او افزود:
ممکن است بسیار عجیب و تا حدی نزدیک به داستان علمی-تخیلی به نظر برسد، اما زمانی گفته می‌شد که آشکارسازی امواج گرانشی غیرممکن است چون بسیار ضعیف‌اند۷ ما این کار را پس از 100 سال انجام دادیم. زمانی فکر می‌کردند که مشاهده سایه سیاهچاله‌ها هرگز ممکن نخواهد بود، اکنون پس از 50 سال، تصاویر دو سیاهچاله را داریم.
این پیشنهاد بامبی برای ماموریت فضایی 100 ساله از زمین به مقصد سیاه چاله، در نشریه iScience منتشر شده است.