В течение многих столетий астрономы предполагали, что Солнечная система содержит не открытые планеты, которые вращаются в отдаленных темных областях солнечного царства. Время от времени они замечали гравитационные эффекты неизвестных тел. И Нептун, и Плутон были обнаружены таким образом.
Головоломка Черной дыры
Теперь у астрономов похожая головоломка на руках. Некоторое время они собирали доказательства того, что огромная планета должна вращаться вокруг Солнца на расстоянии около 500 астрономических единиц или 70 миллиардов километров. Доказательство исходит от орбит ледяных тел в поясе Койпера за Нептуном. Похоже, что эти объекты объединяются вместе, и это можно объяснить только в том случае, если их «загоняет» какой-то массивный объект.
Этот объект – Планета Девять (как ее называют) – должен быть в 5-10 раз больше массы Земли, но на таком далеком расстоянии, что его трудно увидеть с Земли, несмотря на многочисленные продолжающиеся поиски.
Но есть и другая причина, по которой Планету Девять трудно увидеть: потому что это вовсе не планета. Вместо этого астрономы говорят, что одна из теорий может заключаться в том, что это может быть черная дыра, оставшаяся после Большого взрыва, но захваченная Солнцем.
Хотя эта черная дыра в 5-10 раз массивнее Земли, она будет крошечной – около 5 сантиметров в поперечнике. Следовательно, ее почти невозможно обнаружить с помощью телескопа. Существует небольшая вероятность того, что такая черная дыра может наблюдаться через ее взаимодействие с темной материей, но это не дает никакой гарантии. Таким образом, астрономы ломают голову, чтобы придумать другой способ отыскать ее.
Сегодня у них есть ответ, благодаря работе Эдварда Виттена, физика из Института перспективных исследований в Принстоне, штат Нью-Джерси. Идея Виттена состоит в том, чтобы искать гравитационные силы, которые эта черная дыра должна оказывать на все, что проходит поблизости. Поэтому он предлагает отправить флот нанокосмических кораблей в том направлении, а затем искать любые неожиданные отклонения от ожидаемой траектории.
«Если дальнейшее изучение пояса Койпера укрепит аргумент в пользу существования Планеты 9, но обнаружения с помощью телескопических поисков или сигнала уничтожения темной материи не последует, то прямой поиск с флота миниатюрных космических кораблей может стать непреодолимым», - говорит он.
Виттен не первый, кто представляет потенциал нанокосмического корабля. Различные ученые и провидцы изучали идею использования мощных наземных лазерных лучей для продвижения к звездам крошечных космических аппаратов на чипах.
Мощный лазер
Большим преимуществом является то, что такие космические корабли не должны везти свое собственное топливо, а вместо этого они будут находится на кончике лазерного луча, генерируемого с Земли. Лазерный луч сможет непрерывно ускорять их в течение длительных периодов времени, позволяя им достигать огромных скоростей, возможно, на 1 или 2 % скорости света.
«Чтобы найти Планету Девять, хотелось бы, чтобы скорость космических кораблей составляла (по крайней мере) сотни километров в секунду», - говорит Виттен, добавляя, что такие скорости позволят космическому кораблю путешествовать на 500 АЕ (астрономических единиц) в 10-летнем масштабе времени. Более того, возможно, будет запуск космических аппаратов сразу сотней или даже тысячей прямо к Планете Девять.
Это важно, потому что, по оценкам Виттена, такой космический корабль должен находиться в пределах нескольких десятков АЕ от черной дыры, чтобы любые изменения его траектории можно было наблюдать. А поскольку астрономы еще точно не знают, где может быть Планета Девять, единственный вариант – это подход с использованием дробовика.
Такая миссия может стать серьезной проблемой. Виттен указывает на предыдущие и текущие проекты по разработке и запуску космических аппаратов. Самым известным из них является Breakthrough Starshot (научно-исследовательский проект по разработке концепции флота межзвездных космических кораблей, использующих световой парус), инициатива стоимостью 100 миллионов долларов США, направленная на разработку и тестирование технологии, способной отправлять лазерные космические аппараты на космические корабли в ближайшие звездные системы. Цель проекта – «заложить основу для полета в Альфу Центавра в течение одного поколения».
Миссия к внешним границам Солнечной системы может быть полезным демонстратором технологий. Расчеты британского ученого-ракетчика Кевина Паркина показывают, что стоимость такой миссии не будет превышать миссии в 1 миллиард долларов, которые NASA выполняли много раз. Тем не менее, почти каждая часть такой миссии будет проблемой: от разработки лазера, способного обеспечить движение до разработки чипа, способного передавать данные о местоположении обратно на Землю. Для этого космический корабль должен нести высокоточные бортовые часы с нагрузкой, измеряемой в граммах.
«Достаточно точный хронометраж в миниатюрном космическом корабле может быть самым большим препятствием для этого проекта», - говорит Виттен. Но есть определенная мотивация, чтобы попробовать. Открытие черной дыры, вращающейся вокруг Солнца, было бы хорошим призом для тех, кто взял бы на себя такую задачу. Действительно, это может быть последним шансом открыть новое существенное тело, вращающееся вокруг нашей звезды.
[pt_view id="7986c4eb3w"]