一项前所未有的科学探险计划正由复旦大学的科研团队酝酿中,他们梦想着派遣一艘重量轻于回形针的微型航天器,借助激光的强劲推力,以接近光速的速度向黑洞进发,执行一项旨在验证物理定律极限的挑战。
该计划的蓝图由复旦大学的意大利天体物理学家柯斯莫·班比揭示,并在Cell Press旗下的《iScience》期刊上发表。研究指出,此次探险面临两大核心难题:一是如何精确定位距离地球约20至25光年处可能存在的黑洞,尽管科学家们已通过观测黑洞对周围环境的微妙影响来推测其存在,但直接探测黑洞仍是未来十年内的目标;二是开发能够耐受极端航行的微型探测器。
面对这些挑战,传统的化学燃料航天器显然力不从心。科学家们转而寄希望于克级纳米探测器,这些微小的设备内置微型芯片,并搭载光帆,可以通过地面激光发射的光子冲击获得动力,理论上可达到光速的三分之一。在这样的速度下,探测器预计将在约70年后抵达黑洞,而数据的传回还需额外20年,整个任务周期可能长达80至100年。
此次探险的科学目标极为宏大,旨在验证黑洞的“事件视界”是否存在,探索极端条件下物理定律的变化,并对广义相对论的普适性进行检验。然而,高昂的成本和技术难题成为摆在科学家面前的巨大障碍。据估算,仅激光系统的造价就高达1万亿欧元,而纳米探测器技术也尚未取得突破性进展。尽管如此,科学家们仍对未来充满信心,认为技术进步有望在未来30年内缩小现实与梦想之间的差距。
回顾科学发展的历程,引力波的探测和黑洞的成像都曾被视为遥不可及的梦想,但最终都被科学家们一一实现。如今,复旦大学的这项探险计划或许将为人类认识宇宙开启全新的篇章,引领我们探索未知的宇宙奥秘。