Tham vọng phóng tàu tí hon bằng kẹp giấy khám phá hố đen gần Trái Đất

Trong báo cáo đăng trên tạp chí iScience của Cell Press, Bambi phác thảo kế hoạch biến chuyến đi liên sao tới một hố đen thành hiện thực. Nếu thành công, sứ mệnh kéo dài một thế kỷ này có thể mang về dữ liệu từ các hố đen gần Trái Đất, đủ sức thay đổi hoàn toàn hiểu biết của chúng ta về thuyết tương đối rộng và các quy tắc vật lý.

“Hiện giờ chúng ta chưa có công nghệ,” ông Cosimo Bambi thuộc Đại học Phúc Đán (Trung Quốc) nói. “Nhưng trong 20 hoặc 30 năm nữa, chúng ta có thể sẽ có”.

Sứ mệnh phụ thuộc vào hai thách thức then chốt: tìm một hố đen đủ gần để làm mục tiêu và phát triển được các tàu thăm dò có thể chịu đựng được chuyến đi.

Theo ông Bambi, kiến thức hiện tại về sự tiến hóa của sao gợi ý rằng có thể tồn tại một hố đen cách Trái Đất chỉ khoảng 20 đến 25 năm ánh sáng, nhưng việc tìm ra nó sẽ không dễ dàng. Vì hố đen không phát ra hay phản xạ ánh sáng, chúng gần như vô hình với kính thiên văn. Thay vào đó, các nhà khoa học phát hiện và nghiên cứu chúng dựa trên cách chúng ảnh hưởng đến các ngôi sao gần đó hoặc làm biến dạng ánh sáng.

Ông Bambi nhận định: “Hiện đã có những kỹ thuật mới để phát hiện hố đen. Tôi nghĩ có cơ sở hợp lý để kỳ vọng rằng chúng ta có thể tìm được một hố đen gần đây trong vòng thập kỷ tới”.

Khi mục tiêu đã được xác định, thử thách tiếp theo là tới được đó. Tàu vũ trụ truyền thống, sử dụng nhiên liệu hóa học, quá cồng kềnh và chậm để thực hiện chuyến đi. Bambi chỉ ra rằng các “nanocraft” - tàu thăm dò cỡ gram, gồm một vi mạch và cánh buồm ánh sáng - có thể là giải pháp khả thi. Các tia laser đặt trên Trái Đất sẽ bắn vào cánh buồm bằng photon, gia tốc tàu tới 1/3 tốc độ ánh sáng.

Với tốc độ đó, tàu có thể tới một hố đen cách 20 đến 25 năm ánh sáng trong khoảng 70 năm. Dữ liệu thu được sẽ mất thêm hai thập kỷ để truyền về Trái Đất, khiến tổng thời gian sứ mệnh khoảng 80 đến 100 năm.

Khi tàu tiếp cận hố đen, các nhà nghiên cứu có thể tiến hành những thí nghiệm để trả lời một số câu hỏi cấp bách nhất trong vật lý: hố đen thực sự có "chân trời sự kiện", ranh giới mà không gì, kể cả ánh sáng, có thể thoát ra ? Các định luật vật lý có thay đổi gần hố đen ? Thuyết tương đối rộng của Einstein có còn đúng trong những điều kiện khắc nghiệt nhất của vũ trụ ?

Bambi lưu ý rằng riêng hệ thống laser hiện tại sẽ tiêu tốn khoảng 1.000 tỷ euro, và công nghệ chế tạo tàu nanocraft vẫn chưa tồn tại. Nhưng trong vòng 30 năm, ông cho rằng chi phí có thể giảm và công nghệ sẽ bắt kịp những ý tưởng táo bạo này.

“Nghe có vẻ rất điên rồ, và ở một mức nào đó thì giống khoa học viễn tưởng,” Bambi nói. “Nhưng từng có người nói rằng chúng ta sẽ không bao giờ phát hiện được sóng hấp dẫn vì chúng quá yếu. Chúng ta đã làm được sau 100 năm. Người ta từng nghĩ rằng sẽ không bao giờ quan sát được bóng hố đen. Giờ đây, chỉ 50 năm sau, chúng ta đã có hình ảnh của hai hố đen”.

Công trình này nhận được tài trợ từ Quỹ Khoa học Tự nhiên Quốc gia Trung Quốc.

Theo TTXVN