ब्लॅक होल प्रोब अजूनही कल्पितच, पण संशोधक त्याच्या गरजा मांडत आहेत

विचारप्रयोगातून मोहिमेच्या आराखड्याकडे

एखादे अंतराळयान ब्लॅक होलकडे पाठवणे हे विज्ञानकथेपुरते राखून ठेवलेले कल्पनासदृश वाटू शकते, पण दिलेल्या स्रोत मजकुरात या प्रश्नाचे अधिक तांत्रिक रूप आता संशोधनात आकार घेत असल्याचे वर्णन केले आहे. Universe Today ने अधोरेखित केलेला अलीकडील प्रीप्रिंट, जवळच्या एका तारकाभाराच्या ब्लॅक होलकडे ग्राम-स्तरीय प्रोब पाठवण्यासाठी काय आवश्यक असेल याचा अभ्यास करतो; उद्या नाही आणि सध्याच्या प्रक्षेपण प्रणालींसहही नाही, तर दीर्घकालीन मोहिमेच्या आराखड्याच्या मर्यादांमध्ये.

शांघायमधील Fudan University येथील Cosimo Bambi यांच्या कामाप्रमाणे स्रोतामध्ये वर्णन केलेला हा पेपर एका सोप्या वैज्ञानिक प्रेरणेतून सुरू होतो. ब्लॅक होल ज्ञात असलेल्या सर्वात मजबूत स्थिर गुरुत्वीय क्षेत्रांपर्यंत प्रवेश देतात, ज्यामुळे ते सामान्य सापेक्षता तपासण्यासाठी अद्वितीय मूल्याचे वातावरण बनतात. खगोलशास्त्रज्ञांनी दूरस्थ निरीक्षणातून आधीच बरेच काही शिकले आहे, पण काही प्रश्नांसाठी हा दृष्टिकोन त्याच्या मर्यादांजवळ पोहोचत असावा, असा स्रोताचा युक्तिवाद आहे. अगदी अतिशय लहान असलेला थेट प्रोबही तत्त्वतः पृथ्वीवरून मिळू न शकणारी मोजमापे देऊ शकतो.

त्याचा अर्थ असा नाही की मोहीम जवळ आली आहे. लेख स्पष्ट करतो की ही कल्पना अत्यंत तर्काधारितच राहते आणि सर्वप्रथम योग्य लक्ष्य शोधणे, त्यानंतर आजच्या पारंपरिक रॉकेट्सपेक्षा उपयुक्त कालमर्यादेत अंतरतारकीय प्रवासासाठी देऊ शकतील त्यापेक्षा खूप पुढची propulsion आणि instrumentation विकसित करणे यावर अवलंबून आहे.

पहिली समस्या म्हणजे जवळचे लक्ष्य शोधणे

स्रोत मजकुरानुसार, सर्वात जवळचा ज्ञात ब्लॅक होल Gaia BH1 आहे, जो Ophiuchus तारकासमूहात सुमारे 1,560 प्रकाश-वर्षे दूर आहे. त्या अंतरावर, कोणतीही प्रोब मोहीम आजच्या अभियांत्रिकीच्या आवाक्याबाहेरच आहे. पण प्रीप्रिंटचा व्यापक मुद्दा सांख्यिकीय आहे: Milky Way मध्ये सुमारे 100 दशलक्ष तारकाभाराचे ब्लॅक होल असू शकतात, आणि त्यांपैकी सुमारे 92% तेजस्वी साथीच्या ताऱ्यांसोबत जोडलेले नसून एकाकी आहेत.

हे महत्त्वाचे आहे कारण एकाकी ब्लॅक होल दिसणे कठीण आहे. जवळपासचा तारा त्यांना द्रव्य पुरवत नसेल किंवा कक्षीय हालचालींद्वारे त्यांचा गुरुत्वीय प्रभाव दाखवत नसेल, तर ते बहुतेक अदृश्य राहू शकतात. स्रोत नमूद करतो की अशी वस्तू सहज ओळखता येण्याजोगी चिन्हे उत्सर्जित करण्याऐवजी येणारा प्रकाश शोषून घेतील. प्रत्यक्षात, याचा अर्थ असा की आकाशगंगेत सध्याच्या ज्ञात नोंदीपेक्षा पृथ्वीच्या खूप जवळ अनेक ब्लॅक होल असू शकतात, पण ते मानक निरीक्षणापासून लपलेले असतील.

स्रोतामध्ये वर्णन केलेल्या प्रीप्रिंटनुसार, सुमारे प्रत्येक 1,500 घन पार्सेकमागे एक तारकाभाराचा ब्लॅक होल असू शकतो. त्या आधारावर, लेखात म्हटले आहे की पृथ्वीपासून 20 ते 25 प्रकाश-वर्षांच्या आत एक अद्याप न सापडलेला ब्लॅक होल असण्याची शक्यता आहे. ते अद्याप कोणत्याही नियमित मोहिमेपेक्षा खूप दूरच असेल, पण त्यामुळे ही संकल्पना मानवी दृष्टिकोनातून अशक्य या वर्गातून किमान चर्चनीय होईल. काही डझन प्रकाश-वर्षांवरील लक्ष्याची मोहीम, 1,000 पेक्षा जास्त प्रकाश-वर्षे दूरच्या मोहीमेपेक्षा मूलतः वेगळी असते.

महत्त्वाचे म्हणजे, लेख सांगतो की इतक्या जवळचे असे वस्तू त्या अंतरावर सौरमंडळासाठी कोणताही धोका ठरणार नाही. त्याचे महत्त्व वैज्ञानिक असेल, अस्तित्वात्मक नाही.

अशा वस्तूचा शोध संशोधक कसा घेऊ शकतील

स्रोत मजकूर एका संभाव्य शोध-रणनीतीकडे निर्देश करतो: ब्लॅक होल स्थानिक अंतरतारकीय ढगांतून जाताना आणि आजूबाजूचा वायू साठवताना उत्सर्जित होणाऱ्या किरणांचे निरीक्षण करणे. एकाकी तारकाभाराचे ब्लॅक होल तेजस्वी साथीच्या ताऱ्यांद्वारे स्वतःची घोषणा करत नसल्याने, संशोधकांना वस्तूऐवजी त्याच्या पर्यावरणीय परिणामांकडे पाहणाऱ्या अप्रत्यक्ष पद्धतींची गरज असेल.

लेखानुसार, सध्याचे बहु-तरंगलांबी खगोलीय सर्वेक्षण अशा प्रकारचा सिग्नल कदाचित शोधू शकतील. ते खरे असल्यास, भविष्यातील ब्लॅक होल प्रोबसाठी पहिला सक्षम टप्पा propulsion नसून खगोलशास्त्र आहे. अभियंते payload mass, communications, किंवा flyby trajectory याबद्दल बोलण्यापूर्वी, खगोलशास्त्रज्ञांना पुरेसा जवळचा लक्ष्य ओळखावे, खात्री करावी, आणि त्याची वैशिष्ट्ये निश्चित करावी लागतील.

हे framing उपयुक्त आहे कारण ते दिसायला विलक्षण असलेल्या मोहिमेला आधीपासून सुरू असलेल्या अधिक परिचित वैज्ञानिक कामात आधार देतो. sky surveys, transient detection, आणि multi-band observation campaigns ही सक्रिय क्षेत्रे आहेत. म्हणून ब्लॅक होल प्रोब ही संकल्पना काही अंशी अशा प्रगतीवर अवलंबून आहे जी टप्प्याटप्प्याने पुढे जाते, केवळ तर्काधारित नाही.

प्रोब इतका लहान का असावा

अशा प्रकारच्या मोहिमेसाठी रॉकेट्स उत्तर नाहीत, हे स्रोत मजकूर स्पष्ट करतो. दिलेला उतारा संपूर्ण रचना मांडण्याआधीच थांबतो, तरी ग्राम-आकाराच्या प्रोबवरचा भर तर्क स्पष्ट करतो. जर एखाद्या अंतराळयानाला मानवी आयुष्यात अंतरतारकीय अंतर पार करायचे असेल, तर वस्तुमान हेच केंद्रस्थानी बंधन बनते. मोठी, जास्त ऊर्जा खाणारी अंतराळयाने अवास्तव आहेत; अति-हलके प्रोब्सच एकमेव संकल्पना राहतात ज्याचा आराखडा करता येतो.

हे जड अंतराळयानांऐवजी किमान payloads ठेवून, अत्यंत वेगवान acceleration संकल्पना आणि हलक्या instrumentation वर अवलंबून असलेल्या advanced mission studies मधील व्यापक प्रवृत्तीशी जुळते. लाभ स्पष्ट आहे: कमी mass मुळे propulsion गरजा कमी होतात. खर्चही तितकाच स्पष्ट आहे: प्रोबचे वजन kilograms किंवा tons ऐवजी grams मध्ये मोजले गेले की communications, radiation shielding, attitude control, आणि data return हे सर्व अधिक कठीण होतात.

तरीही, वैज्ञानिक लाभ प्रचंड असू शकतो. ब्लॅक होलजवळून जाणारा flyby त्याच्या गुरुत्वीय वातावरणाची थेट मोजणी, अन्यत्र उपलब्ध नसलेल्या परिस्थितींमध्ये relativistic effects ची चाचणी, आणि event horizon जवळ पदार्थ व किरणे कशी वागतात यावरील उत्तम मर्यादा देऊ शकतो. स्रोत ही कल्पना दूरस्थ निरीक्षणातून एकट्याने पुनरुत्पादित न करता येणाऱ्या ज्ञानाकडे नेणारा मार्ग म्हणून मांडतो.

हे आत्ताच का महत्त्वाचे आहे

प्रीप्रिंटचे मूल्य हे नाही की तो मोहिमेचे आश्वासन देतो, तर हे की तो धूसर महत्त्वाकांक्षेला प्रत्यक्ष गरजांच्या मालिकेत संकुचित करतो. प्रथम, जवळचा एकाकी तारकाभाराचा ब्लॅक होल शोधा. दुसरे, तो इतका जवळ आहे का की आयुष्यकाल-स्तरीय मोहीम अर्थपूर्ण ठरेल, याची खात्री करा. तिसरे, त्याच्यापर्यंत पोहोचू शकेल अशी अति-हलकी प्रोब रचना तयार करा. त्या टप्प्यांनंतरच instruments, communications, किंवा trajectory details याबद्दल गंभीरपणे बोलण्यात अर्थ आहे.

हे साधे वाटू शकते, पण महत्त्वाकांक्षी अंतराळ प्रकल्प विज्ञान आणि अभियांत्रिकी समुदायांसाठी समजण्यासारखे कसे होतात, हे याच प्रकारे. ते fantasy मधून roadmap कडे जातात तेव्हा नाही की ते सोपे होतात, तर dependencies इतक्या स्पष्ट होतात की त्यांचे मूल्यमापन करता येते. त्या दृष्टीने, स्रोतामध्ये वर्णन केलेले काम उपयुक्त संक्रमण दर्शवते. ते ब्लॅक होल प्रोबला spectacle म्हणून नव्हे, तर सोडवता येणाऱ्या आणि अजूनही न सुटलेल्या समस्यांच्या मालिकेप्रमाणे पाहते.

सध्या सर्वात मोठा अडथळा discoveryच आहे. जवळपास कोणतेही लक्ष्य नसेल, तर मोहिमेची संकल्पना academicच राहते. काही डझन प्रकाश-वर्षांच्या आत एक सापडले, तर चर्चा लगेच बदलते. त्यामुळे लेखाचा सर्वात मनोरंजक अर्थ तांत्रिकपेक्षा निरीक्षणात्मक असू शकतो: आकाशगंगेत वैज्ञानिकदृष्ट्या अमूल्य गंतव्ये सध्याच्या कॅटलॉगमध्ये दिसतात त्यापेक्षा खूपच जवळ लपलेली असू शकतात.

ती शक्यता एकटीच ही कल्पना जिवंत ठेवण्यासाठी पुरेशी आहे. मानवजातीला ब्लॅक होल प्रोब प्रक्षेपित करण्याची तयारी आहे म्हणून नाही, तर विश्वातील सर्वात टोकाच्या प्रयोगशाळांपैकी एक आपण अपेक्षा केली त्यापेक्षा जवळ असू शकते, हे खगोलशास्त्र अजून उघड करू शकते म्हणून.

हा लेख Universe Today च्या रिपोर्टिंगवर आधारित आहे. मूळ लेख वाचा.