إمكانية إرسال مركبة فضائية إلى ثقب أسود خلال القرن المقبل: تحديات علمية وتكنولوجية رئيسية

ثقب أسود قريب من الأرض قد يصبح وجهة قابلة للزيارة بمجرد تطوير مركبات فضائية نانوية مزودة بأشرعة ضوئية، قادرة على الانطلاق بسرعة كبيرة عبر الفضاء. لازلنا لا نستطيع إرسال مركبة فضائية إلى هذه الأجرام المذهلة، رغم تمكننا من تصويرها لأول مرة، لكن الأبحاث الحديثة تقترح اقتراب إمكانات السفر إلى ثقوب سوداء قريبة ضمن العقود القادمة.

إمكانية اكتشاف ثقب أسود قريب من الأرض وتحقيق أول رحلة فضائية إليه

في أبريل 2019، أذهلت البشرية بنشر أول صورة لثقب أسود، وهو ثقب أسود ضخم في مركز مجرة مسييه 87، عبر تلسكوب أفق الحدث، قبل أن يلتقط التلسكوب ذاته صورة ثقب القوس A في مجرتنا بعد ثلاث سنوات، مؤكداً قدرتنا على رؤية هذه الأجرام. غير أنه، حتى الآن، لا يمكن إرسال مركبة فضائية إلى هذه الثقوب. لكن عالم الفيزياء الفلكية كوزيمو بامبي من جامعة فودان الصينية يتصور إمكانية زيارة ثقب أسود في القرن المقبل؛ شريطة تطوير مركبة فضائية خفيفة تُدفع بواسطة شعاع ليزري. بالرغم من أن ثقب القوس A يبعد 26 ألف سنة ضوئية عن الأرض، وأن أقرب ثقب أسود نجم متاح معروف يقع على بعد 1560 سنة ضوئية، يعتقد بامبي بوجود ثقب أسود أصغر يختبئ على مسافة 20 إلى 25 سنة ضوئية، أي في مدى يمكن الوصول إليه.

دلالات البحث العلمي حول وجود ثقب أسود قريب من الأرض في عنقود الثريا

يدعم فريق من جامعتي بادوفا وبرشلونة احتمال وجود ثقوب سوداء نجمية الكتلة على بعد 150 سنة ضوئية فقط، فيما لو صحّت رؤية بامبي. ويُحتمل أن تكون هذه الثقوب في تجمع نجمي مفتوح يعرف بعنقود الثريا؛ وهو مجموعة من النجوم المتقاربة في العمر والتركيب الكيميائي، مرتبطة بجاذبيتها. وأثناء محاكاة العلماء لكتلة العنقود وحجمه، لم تطرأ النتائج المتوقعة إلا بإدخال فرضية وجود ثقوب سوداء ضمن الحسابات. إلا أن إثبات وجود هذه الثقوب السوداء لا يزال تحديًا؛ بسبب عدم انبعاث الضوء منها، وضعف أقراص التراكم التي تميز الثقوب الأكبر مثل مسييه 87 والقوس A*، الأمر الذي يصعّب رصدها باستخدام التلسكوبات.

مقترحات تقنية حديثة للسفر نحو ثقب أسود قريب من الأرض وتحديات الإنجاز

حتى مع وجود ثقب أسود على بعد أقل من 25 سنة ضوئية، تتطلب رحلة فضائية بسرعة تقارب سرعة الضوء بناء مركبة فائقة الصغر وخفيفة الوزن، تُدفع بواسطة أشعة الليزر. المقترح يرتكز على مركبات فضائية نانوية مزودة بأشرعة ضوئية، تشبه مشروع بريكثرو ستارشوت، الذي يهدف لإرسال أسراب من المركبات النانوية إلى نظام ألفا قنطورس. تمتاز هذه المركبات بأنها لا تزيد في وزنها عن مشبك ورق، وتحمل شرائح إلكترونية دقيقة تُدار بواسطة ليزر أرضي ضخم، مع هدف سرعة تصل إلى 100 مليون ميل في الساعة، أي حوالي ثلث سرعة الضوء.

الخصوصيةالوصف
الوزنلا يتعدى وزن مشبك ورق
السرعة المتوقعةثلاثة أجزاء من سرعة الضوء
مدة الوصولحوالي 70 عامًا إلى ثقب أسود يبعد 20-25 سنة ضوئية
مدة إرسال البياناتحوالي 20 عامًا إلى الأرض
  • تطوير مركبة سهلة الإطلاق وخفيفة الوزن
  • إطلاقها بواسطة شعاع ليزري قوي من الأرض
  • إدارة الاتصالات ونقل البيانات عبر مسافات ضوئية شاسعة
  • تجاوز تحديات تبدد الإشارة وانخفاض الكفاءة

إذا لم يتم العثور على ثقوب سوداء بهذا القرب، فسيتوجب استهداف الأجرام الأكثر بعدًا مثل عنقود الثريا، الذي يتطلب رحلة استكشاف تمتد لأكثر من 400 عام. ويقتضي هذا المستقبل التقني جهودًا ضخمة في مجال تطوير أشرعة ضوئية ومركبات نانوية، وهو ما يبدو متاحًا في غضون 30 عامًا مع تراجع تكاليف التكنولوجيا وتقدم البحث العلمي. هذا يعني أن مواجهة التحدي الأكبر في إرسال مركبة إلى ثقب أسود قريب من الأرض ترسله نحو عصر جديد من استكشاف الفضاء، يجمع بين التفاؤل العلمي والتصميم الهندسي الدقيق.