Một ý tưởng đột phá vừa được đề xuất: phóng một tàu vũ trụ siêu nhỏ, không lớn hơn chiếc kẹp giấy, tới một hố đen gần Trái Đất với vận tốc bằng một phần ba tốc độ ánh sáng. Tàu được chế tạo bằng công nghệ nano siêu nhẹ, sử dụng buồm ánh sáng và được đẩy đi bằng tia laser từ mặt đất. Nếu thành công, hành trình sẽ kéo dài chưa đến một thế kỷ và có thể mang về dữ liệu đủ sức xác nhận — hoặc thách thức — thuyết tương đối rộng của Einstein.
Hình ảnh một con tàu chỉ vài gram, lao vun vút trong không gian nhờ chùm tia laser nghe như viễn tưởng, nhưng với nhà vật lý thiên văn Cosimo Bambi (Đại học Fudan, Trung Quốc), đây là kế hoạch hoàn toàn khả thi. Trong nghiên cứu đăng trên tạp chí iScience, ông đề xuất lộ trình hiện thực hóa nhiệm vụ này, với tiềm năng cách mạng hóa hiểu biết của nhân loại về không–thời gian và các định luật vật lý cơ bản.
“Chúng ta chưa có công nghệ hiện tại,” Bambi cho biết, “nhưng 20–30 năm nữa, mọi thứ có thể khác.”
Hai thách thức lớn
Kế hoạch phụ thuộc vào việc trước tiên là xác định một hố đen đủ gần. Các tính toán cho thấy có thể tồn tại hố đen cách Trái Đất 20–25 năm ánh sáng. Tuy nhiên, do không phát sáng, chúng gần như vô hình. Các nhà khoa học buộc phải lần theo dấu vết từ chuyển động của sao lân cận hoặc sự bẻ cong ánh sáng khi đi ngang. Bambi dự đoán trong thập kỷ tới, nhờ kỹ thuật mới, việc phát hiện hố đen gần sẽ khả thi.
Thach thức thứ hai là thiết kế tàu chịu được hành trình dài. Tàu dùng nhiên liệu hóa học sẽ quá chậm. Giải pháp là tàu nano: vi mạch gắn trên buồm ánh sáng, được tia laser từ Trái Đất gia tốc lên 1/3 tốc độ ánh sáng.
Với tốc độ này, tàu mất khoảng 70 năm để đến hố đen gần nhất, và dữ liệu cần thêm 20 năm để truyền về, tổng thời gian nhiệm vụ vào khoảng 80–100 năm.
Khám phá ở rìa chân trời sự kiện
Khi tiếp cận hố đen, tàu nano có thể giúp trả lời những câu hỏi then chốt: Hố đen thực sự có chân trời sự kiện? Các định luật vật lý có thay đổi trong môi trường cực đoan? Thuyết tương đối rộng có còn đứng vững?
Hiện nay, riêng hệ thống laser cho một kế hoạch như vậy đã tiêu tốn khoảng 1.000 tỷ euro, và công nghệ chế tạo tàu nano vẫn chưa xuất hiện. Dù vậy, Bambi tin rằng vài thập kỷ tới chi phí sẽ giảm và công nghệ sẽ theo kịp ý tưởng.
“Nghe có vẻ điên rồ,” ông nói, “nhưng từng có lúc người ta cho rằng việc phát hiện sóng hấp dẫn là bất khả thi — và chúng ta đã làm được sau 100 năm. Hay việc chụp ảnh bóng hố đen, nay cũng đã thành hiện thực.”
Các nhà khoa học đang nghiên cứu tàu nano chạy bằng laser có thể tiếp cận hố đen trong vài thập kỷ, mở ra tiềm năng thay đổi hiểu biết về không-thời gian. Ảnh: SciTechDaily.com
