Det høres ut som en science-fiction-drøm: En sonde som utforsker nærområdet rundt et sort hull.
Disse ekstreme objektene kan nemlig være nøkkelen til å komme videre i vår forståelse av universet, argumenterer den italienske fysikeren Cosimo Bambi i en ny vitenskapelig artikkel.
Utforskning av sorte hull kan være nøkkelen til å utforske relativitetsteorien i ekstreme tyngdefelt, argumenterer fysikeren.
Forskeren argumenterer for at det er en bitte liten, realistisk sjanse for å sende en slik sonde om kanskje 30 år. Han har tegnet opp et tankeeksperiment i tidsskriftet iScience.
– Det er prinsipielt mulig, sier Øyvin Grøn til forskning.no. Han er professor emeritus i fysikk og har forelest om Einsteins relativitetsteori i mange år.
Grøn sier han tviler på verdien av et slikt prosjekt og har mange innvendinger mot forslaget, men det skal vi komme tilbake til.
Uansett hva vi kan finne ut av i nærheten av et sort hull, er det to store problemer med det å dra til et sort hull: Avstanden og hvordan vi skal komme oss dit i rimelig tid.
Giga-sort hull i midten av M87-galaksen. Dette er altså det første bildet av «skyggen» av et sort hull.(Foto: Event Horizon Telescope/CC BY 4.0)
Men først: Hva er et sort hull?
Albert Einstein trodde ikke selv på at sorte hull kunne eksistere i virkeligheten, men at de var en matematisk feiltolkning som kom ut av hans egen teori, ifølge BBC.
Det var fysikeren Karl Schwarzchild som oppdaget at sorte hull fantes i Einsteins teorier i 1915.
Karl Schwarzchild, fysikeren som "fant" sorte hull i Einsteins teorier. Han døde i 1916, så han fikk dessverre aldri oppleve at sorte hulls eksistens ble bevist.(Foto: Ukjent)
Inne i det sorte hullet finnes det som kalles en singularitet og her bryter teorier som beskriver universet vårt sammen. Ingen vet hva som skjer i singulariteten, og det går ikke an å måle heller. Ingenting kan unnslippe derfra. Ikke engang lys.
Det tok mange tiår før eksperter begynte å mistenke at sorte hull faktisk fantes. Og forskerne bak de første og mer håndfaste bevisene for at sorte hull faktisk eksisterer ute i rommet, vant Nobelprisen i fysikk i 2020.
Dette sorte hullet er rundt 1.500 lysår unna og er dermed relativt nærme i vår galakse – den er nemlig 105.000 lysår bred. Et lysår er avstanden lys reiser på ett år.
Lyset går i omtrent en milliard kilometer i timen.
1.500 lysår er altså ufattelig langt unna. Den raskeste sonden som noen gang er bygget og sendt ut med rakett kalles Parker solar probe. Den var oppe i en maksfart på 690.000 kilometer i timen, ifølge NASA.
Om denne sonden kunne reist til det nærmeste, kjente sorte hullet i denne farten, ville det tatt 2,4 millioner år før den var framme.
Å bruke en variant av sonden som Breakthrough Starshot-prosjektet la fram i 2016.
Ideen er å bygge en bitte liten sonde på noen titalls gram med et seil som dyttes av lys. Den lille sonden kan i teorien akselereres opp i en betydelig del av lysets hastighet ved hjelp av en kraftig, fastmontert laser som dytter på seilet.
I det nye forslaget ser den italienske forskeren for seg at sonden kan reise i en tredjedel av lysets hastighet. For å få til en kraftig nok laser vil prisen være på en trillion Euro i dag, men han satser på at prisen vil gå kraftig ned i tiårene framover.
Men en tredjedel av lysets hastighet er ikke fort nok hvis det nærmeste sorte hullet er 1.500 lysår unna. Da vil reisen fortsatt ta 4.500 år.
Forskeren bak det nye tankeeksperimentet hevder at det sannsynligvis finnes sorte hull mye nærmere solsystemet. Vi har bare ikke funnet det enda.
Basert på antagelser og en statistisk øvelse, mener han at det er sannsynlig med et sort hull som finnes 20-25 lysår unna oss. Vi må altså bare finne det først.
Da vil hele oppdraget, hvor vi også venter på signal som sendes tilbake, ta rundt 80-100 år.
Slik ser en kunstner for seg at en liten sonde med solseil drevet av laser kan se ut.(Illustrasjon: By Kevin M. Gill - Laser Sail, CC BY 2.0)
Tviler på verdien
– Det er jo et prosjekt som vil ta flere generasjoner, sier Øyvind Grøn til forskning.no.
Annonse
Vi har spurt Grøn om han mener det er en god idé å sende en sonde til et sort hull.
– I den nåværende situasjonen synes jeg ikke det er noen vits å prioritere en sonde. For det første må vi finne et sort hull som er mye nærmere.
– Det vet vi ikke om vi kommer til å gjøre.
Han tror den største verdien av et sånt forsøk vil være å kunne se om relativitetsteorien stemmer.
Da kan vi nemlig regne ut hva som kommer til å skje med radiosignaler fra sonden, og så se om det avviker fra hva teoriene sier.
Forskeren skisserer flere tester som kan gjøres rundt et sort hull, blant annet testing av Einsteins relativitetsteori rundt i ekstreme tyngdefelt rundt et sort hull.
Det vil også være interessant å gjøre best mulig målinger av grenseområdet rundt det sorte hullet, kalt hendelseshorisonten.
Det handler for eksempel om å undersøke om hvordan fundamentale konstanter påvirkes i rommet tett på det sorte hullet.
Øyvind Grøn trekker fram at Einsteins teorier i nettopp ekstreme tyngdefelt har blitt grundig testet og bekreftet det siste tiåret med oppdagelsen av gravitasjonsbølger.
Men den italienske fysikeren bak den nye artikkelen argumenterer også for at dette kanskje er veien framover for å finne noe nytt, og at kanskje forskere nå må være forberedt på at prosjekter og eksperimenter kommer til å ta veldig mye tid og krefter.
