به گزارش خبرگزاری ایمنا و به نقل از ساینس دیلی، کوزیمو بامبی (Cosimo Bambi) از دانشگاه فودان یک طرح مفهومی ارائه کرده که میگوید میتوان با فرستادن یک یا چند «نانوکرافت» (فضاپیمای میلیگرمی شامل یک میکروچیپ و بادبان نوری) و شتابدهی آنها با شبکهای از لیزرهای زمینی، probeهایی بهسرعت کسری از نور فرستاد و در حدود چند دهه تا یک قرن به یک سیاهچاله نزدیک رسید، این ایده برگرفته از مفاهیم مشابه پروژههایی چون Breakthrough Starshot است، اما هدفِ نهایی بررسیِ مستقیمِ خواص فضا-زمان در نزدیکی افقرویداد است.
چرا سیاهچاله؟ چه چیزی باید اندازهگیری شود؟
سیاهچالهها محیطهایی منحصربهفرد برای آزمون نسبیت عام و احتمالاً نشانههایی از فیزیک فراتر از آناند، پرسشهایی که این مأموریت میتواند به آنها پاسخ دهد شامل اینهاست: آیا افقرویداد کلاسیک وجود دارد یا ساختار متفاوتی دارد؟ آیا قوانین گرانشیِ اینشتین در شدیدترین میدانها پابرجاست؟ چنین اندازهگیریهایی که امروز با تلسکوپها یا آشکارسازهای موج گرانشی غیرمستقیم انجام میشوند، با دادههای نزدیکِ مأموریتِ نانوکرافت میتوانند بیسابقه شوند.
فناوریِ کلیدی: نانوکرافت و پیشران لیزری
نانوکرافت پیشنهادی گرموزن است: یک ورقه نازک با میکروچیپ، حسگرها و آنتن ارتباطی، متصل به بادبانی فوقالعاده سبک که فوتونهای لیزر را به تکانه تبدیل میکند. با شلیک پالسهای لیزریِ متمرکز از زمین، این بادبان میتواند نانوکرافت را تا حدود یکسوم سرعت نور شتاب دهد؛ در این سرعت، سفرِ بینستارهای به مقیاس چند ده سال امکانپذیر میشود. اما دستیابی به چنین توانِ لیزری و پایداری بادبان، چالشی تکنولوژیک و مهندسی عظیم است.
چالشِ اول: یافتنِ هدف مناسب
برای اینکه مأموریت معنا داشته باشد، باید سیاهچالهای نسبتاً نزدیک (مثلاً در فاصلهٔ ~۲۰–۲۵ سال نوری) شناسایی شود، این فاصله براساس برخی مدلهای تکامل ستارهای و تخمینهای آماری ممکن بهنظر میرسد، اما تاکنون نمونه قطعی بسیار نزدیک شناسایی نشده است. سیاهچالهها خود نور تولید نمیکنند؛ آنها تنها از طریق اثرات گرانشیشان روی ستارههای اطراف یا اعوجاج نور قابل شناساییاند؛ بنابراین یک برنامه رصدی بلندمدت برای کشف و تأیید هدف ضروری است.
چالشِ دوم: هزینه و زیرساختِ لیزری
بخش اعظم قیمتِ این رؤیا مربوط به زیرساختِ لیزریِ زمینی است: یک شبکه لیزریِ با توان فوقالعاده، متمرکز و قابل تکرار که بتواند دهها یا صدها گیگاوات پالس را بهصورت کنترلشده تولید کند. برآوردهای اولیه و تحلیلهای رسانهای حتی از مقیاسِ «تریلیون یورو / دلار» برای توسعهٔ کامل و عملیاتی شدن زیرساختها سخن گفتهاند؛ رقمی که نشان میدهد بدون مشارکت بینالمللی و کاهش هزینههای فناوری، اجرای پروژه در مقیاس کامل دشوار خواهد بود. با این حال، تاریخچه علم نشان داده که بسیاری از پروژههای «غیرممکنِ امروز» با زمان و نوآوری ممکن میشوند.
جدولِ زمانیِ پیشنهادی و واقعگرایی
بامبی و تحلیلهای دنبالکننده یک مسیر چنددههای را فرض میکنند:
- یک دهه برای جستجوی هدف مناسب و تأیید آن
- ۱۰–۲۰ سال برای توسعه فناوری نانوکرافت، بادبان و آزمایشهای شتابدهی
- پرتاب و سفر حدود ۷۰ سال (برای اهداف در ~۲۰ سال نوری)
- ارسال دادهها ظرف ۲۰ سال پس از رسیدن، در مجموع مأموریتی در محدوده ۸۰–۱۰۰ سال. این برنامه ماهیتی بیننسلی دارد و نتایج عملیاش بیش از یک قرن بعد بهطور کامل بازمیگردند.
پیامدهای علمی و اجتماعی
اگر روزی بتوان چنین مأموریتی را اجرا کرد، اثراتش فراتر از آزمون نسبیت عام خواهد بود: فناوری بادبانهای لیزری و ساخت میکروسیستمهای پرتوان میتواند کاربردهای زمینی در ارتباطات و سنجش از راه دور بیافریند؛ سرمایهگذاری بینالمللی در پروژهای اینچنینی میتواند شکل جدیدی از همکاری علمی-فرهنگی ایجاد کند؛ و مهمتر از همه، پاسخ به پرسشهای بنیادین درباره فضا-زمان ممکن است نظریههای جدید یا اصلاحات لازم روی چارچوبهای فعلی را آشکار سازد.
چه چیزی اکنون ممکن است و چه چیز رؤیایی است؟
واقعبین باشیم: امروز فناوری لازم را نداریم اما پژوهشِ بامبی در مقام طرح مفهومی اهمیت دارد، او یک مسیر فنی-علمی روشن پیشنهاد میدهد و چالشها را صراحتاً فهرست میکند. همانطور که ادعاهای عجیبِ گذشته (تصویر افق سیاهچاله، آشکارسازی امواج گرانشی) با همکاری و سرمایهگذاری به واقعیت تبدیل شدند، این طرح نیز میتواند محرکی باشد برای پروژههای تحقیقوتوسعه در حوزه فوتونیک، مواد فوقسبک و آشکارسازهای کوچک.
طرحِ ارسال نانوکرافتِ «وزنِ گیرهکاغذ» به یک سیاهچاله، اگرچه امروز بلندپروازانه و پرهزینه است، اما چشماندازی شفاف برای آزمونِ مستقیمِ نسبیت عام و کاوش ساختارِ افقرویداد ارائه میدهد.
پژوهشگران و نهادهای علمی علاقهمند میتوانند با تمرکز بر شناسایی اهداف نزدیک و سرمایهگذاری در فناوریهای لیزری و میکروالکترونیک، این ایده را از سطح کاغذ به فضا نزدیکتر کنند، برای دنبالکنندگان علم و فناوری: این همان نوع طرحی است که اگر بهدرستی پیگیری شود، چندین نسل بعدی را متحول خواهد کرد.
نظر شما