مركبة فضائية ليزرية صغيرة تستهدف ثقبًا أسودًا قريبًا: تفاصيل مشروع طموح

أظهرت دراسة حديثة أن التكنولوجيا المتطورة قد تمكن مركبة فضائية ليزرية صغيرة، بحجم مشبك ورق، من الوصول إلى ثقب أسود قريب، تهدف هذه المهمة الجريئة إلى استكشاف حدود نظرية النسبية العامة لأينشتاين في بيئة كونية قاسية، قد تبدو الفكرة وكأنها مقتبسة من الخيال العلمي، إلا أنها، بالنسبة لعالم الكونيات كوزيمو بامبي، تستند إلى أسس فيزيائية واقعية وقابلة للتحقيق في المستقبل القريب،

صرح بامبي، الباحث في قسم الفيزياء بجامعة فودان في الصين، لموقع “space” قائلاً: “قد يبدو الأمر ضربًا من الجنون، وشبيهًا بالخيال العلمي”، وأضاف: “لكن قيل سابقًا أن رصد موجات الجاذبية مستحيل لضعفها الشديد، ومع ذلك، نجحنا في ذلك بعد 100 عام، وتوقع البعض أننا لن نتمكن من رؤية ظلال الثقوب السوداء، واليوم، بعد 50 عامًا، لدينا صور لثقبين أسودين”،

إمكانية إطلاق مهمة بين النجوم

أكد بامبي في ورقة بحثية أن “إطلاق مهمة بين النجوم لدراسة ثقب أسود ليس أمرًا مستحيلًا، رغم التحديات الكبيرة”، تتضمن الخطة إرسال مركبة فضائية نانوية أو أكثر، تدور حول ثقب أسود قريب، سيتم تزويد كل مسبار، لا يتجاوز حجمه جرامًا، بأجهزة استشعار وشراع ضوئي، ثم يتم دفعه بواسطة ليزر أرضي قوي بسرعة تقارب ثلث سرعة الضوء،

الوصول إلى الثقب الأسود خلال عقود

وفقًا لتقديرات الدراسة، يمكن لمركبة نانوية، بهذه السرعة، الوصول إلى ثقب أسود يقع على بُعد 20 إلى 25 سنة ضوئية في غضون 60 إلى 75 عامًا تقريبًا، وستحتاج البيانات التي تجمعها المركبة من 20 إلى 25 عامًا إضافية للوصول إلى الأرض، مما يجعل إجمالي مدة المهمة قرنًا تقريبًا،

التحقق من آفاق الحدث

يهدف المشروع بشكل أساسي إلى تحديد ما إذا كانت الثقوب السوداء تمتلك بالفعل آفاق حدث، وهي الحواجز غير المرئية التي لا يمكن لأي شيء، حتى الضوء، الإفلات منها، تتوقع النسبية العامة وجود هذه الظواهر، ولكن لم يتم تأكيدها بشكل مباشر، في هذه المهمة المقترحة، ستراقب مركبة نانوية أخرى وهي تتجه نحو الثقب الأسود، إذا كان هناك أفق حدث، فمن المتوقع أن يتحول لون إشارة المسبار الساقط تدريجيًا نحو الأحمر ويتلاشى، بما يتماشى مع تنبؤات أينشتاين، أما إذا كان الثقب الأسود مجرد جسم افتراضي بدون أفق حدث، كما تفترض بعض النماذج البديلة، فقد تختفي الإشارة فجأة، مما قد يدل على وجود فيزياء جديدة،

معلومات قيمة حول الثقوب السوداء

أوضح بامبي في بحثه: “سنتمكن من الحصول على معلومات قيمة للغاية حول الثقوب السوداء والنسبية العامة، والتي قد يصعب الحصول عليها بطرق أخرى”، تتطلب المهمة تحقيق إنجازين رئيسيين: اكتشاف ثقب أسود قريب بما فيه الكفاية، وتطوير أنظمة دفع ليزرية ومركبات فضائية مصغرة قادرة على السفر بين النجوم،

اكتشاف ثقب أسود قريب غير مكتشف

على الرغم من أن أقرب ثقب أسود معروف، جايا BH1، يبعد عن الأرض حوالي 1500 سنة ضوئية، تشير نماذج تطور النجوم إلى أن هناك ثقبًا أسود لم يتم اكتشافه بعد قد يقع على بُعد 20 إلى 25 سنة ضوئية فقط من الأرض، وفقًا للدراسة الحديثة،

تكلفة المهمة المستقبلية

تشير التقديرات إلى أن بناء مصفوفة الليزر اللازمة سيكلف حوالي 1,1 تريليون دولار، وهو مبلغ يتجاوز القدرات الحالية لميزانيات العلوم، ومع ذلك، يتوقع بامبي أنه إذا استمرت التوجهات التكنولوجية، فقد تنخفض التكلفة إلى حوالي مليار يورو خلال 30 عامًا، مما يجعلها أقرب إلى ميزانيات مهمات الفضاء الرائدة الحالية،