¿Enviar una sonda espacial cerca de un agujero negro a mediados de siglo?

ASTRONÁUTICA / ASTROFÍSICA.-

Parece ciencia-ficción: una nave espacial, no más pesada que un clip, propulsada por un rayo láser y que viaja por el cosmos a una velocidad cercana a la de la luz, hasta llegar a las inmediaciones de un agujero negro, con la misión de explorar allí la distorsión del espacio-tiempo ejercida por el agujero y poner a prueba las leyes de la física.

Pero para el astrofísico y experto en agujeros negros Cosimo Bambi, la idea no es tan descabellada.

Un agujero negro, rodeado de un vórtice de materia muy caliente en proceso de caer a él. Foto: Event Horizon Telescope Collaboration. CC BY-SA

Bambi, del Centro de Astronomía y Astrofísica de la Universidad Fudan en Shanghái, China, ha completado una investigación sobre las bases teóricas de esta misión y ha elaborado el plan general para hacer realidad este viaje interestelar a un agujero negro. De tener éxito, esta misión de un siglo de duración podría proporcionar datos valiosísimos sobre los agujeros negros y quizá revolucionar la física.

El estudio ha sido financiado por la Fundación Nacional de Ciencias Naturales de China.

Aunque actualmente no existe la tecnología necesaria para emprender esta misión, podría estar disponible dentro de 20 o 30 años.

El éxito de la misión depende de superar dos retos clave: encontrar un agujero negro lo bastante cerca de la Tierra como para viajar a él en un plazo razonable; y desarrollar una micronave capaz de resistir el viaje, de realizar las observaciones científicas necesarias y de enviar la información a la Tierra, todo ello pese al minúsculo tamaño de tan singular sonda interestelar.

Lo que se sabe hoy en día sobre la evolución de las estrellas sugiere que podría haber un agujero negro de masa estelar reposando discretamente a tan solo 20 o 25 años-luz de la Tierra. Pero encontrarlo no será fácil. Dado que los agujeros negros no emiten ni reflejan luz, son prácticamente invisibles para los telescopios. Solo se les puede detectar y estudiar por cómo influyen en las estrellas cercanas o por cómo distorsionan la luz que pasa cerca de ellos.

Una vez identificado el objetivo, el siguiente obstáculo a superar es llegar hasta él. Las naves espaciales tradicionales, impulsadas por combustible químico, son demasiado lentas y pesadas para realizar el viaje en un plazo razonable y con un consumo energético que no resulte inviable.

Bambi considera que la opción más viable es una nanonave. Por nanonaves se entiende sondas espaciales con un peso del orden de gramos que consisten básicamente en un microchip y una vela lumínica ligera.

Ya hay algunas ideas teóricas de esta clase, como la del proyecto internacional Breakthrough Starshot, que consiste en diseñar una nave espacial con un peso de gramos y equipada con una vela lumínica que debería permitirle recorrer en unos 20 años la distancia de 4,2 años-luz que hay entre la Tierra y el sistema de la estrella Próxima Centauri, la más cercana al Sol.

Una vela de este tipo funciona de manera similar a como lo hace una vela de barco, pero en vez de recibir la presión del viento recibe la de los fotones de la luz. Gracias a la vela, una sonda sujeta a ella puede viajar con una velocidad sin precedentes, pero para ello debe tener una masa tan pequeña como sea posible, muy inferior a un kilogramo.

El viento fotónico que impulsaría a la sonda hacia el agujero negro sería artificial, generado por láseres terrestres. Los chorros de fotones disparados contra la vela acelerarían la nave hasta un tercio de la velocidad de la luz.

A ese ritmo, la nave podría llegar a un agujero negro situado a entre 20 y 25 años-luz de distancia en unos 70 años. Los datos recolectados allí por la nave tardarían otras dos décadas en llegar a la Tierra, lo que elevaría la duración total de la misión a entre 80 y 100 años. Puede parecer un plazo demasiado largo, pero no olvidemos que la misión de las naves espaciales Voyager 1 y 2 de la NASA lleva activa casi medio siglo ya.

Una vez que la nave estuviera cerca del agujero negro, podrían realizarse experimentos para responder algunas de las preguntas más acuciantes de la física. ¿Tiene un agujero negro realmente un horizonte de sucesos, el límite más allá del cual ni siquiera la luz puede escapar de su atracción gravitatoria? ¿Cambian las leyes de la física cerca de un agujero negro? ¿Se cumple la teoría de la relatividad general de Einstein en un espacio-tiempo tan distorsionado?

El estudio se titula “An interstellar mission to test astrophysical black holes”. Y se ha publicado en la revista académica iScience.

Por: Redacciónn.

Sitio Fuente: NCYT de Amazings