En un nuevo artículo publicado en la revista científica iScience, el cosmólogo italiano Cosimo Bambi propuso una interesante idea para desafiar la teoría de la relatividad de Albert Einstein: enviar una nano nave en una misión espacial interestelar para estudiar agujeros negros.
Los agujeros negros son las fuentes de los campos gravitacionales más intensos que se conocen, lo que los convierte en laboratorios ideales para probar la teoría de Einstein en un régimen de campo fuerte.
Hasta hace una década, esta área estaba casi inexplorada. Aunque los avances recientes con ondas gravitacionales, rayos X e imágenes de agujeros negros permitieron realizar pruebas, las complicaciones del entorno astrofísico y las simplificaciones de los modelos teóricos limitan la precisión de las mediciones actuales.
Una misión directa, por el contrario, podría ofrecer datos de un valor incalculable que, de otro modo, serían difíciles de obtener, de acuerdo con el profesor de física en la Universidad de Fudan en Shanghai, China.
Exploración de agujeros negros: el reto tecnológico para una misión espacial
Actualmente, el agujero negro conocido más cercano es GAIA-BH1, a 1.560 años luz de la Tierra. Sin embargo, se estima que podría haber un agujero negro mucho más cerca, quizás a solo 20 o 25 años luz, aunque esta es una estimación aproximada con grandes incertidumbres.
“Si el agujero negro más cercano no está dentro de los 20-25 años luz, sino dentro de los 40-50 años luz, sería más difícil alcanzar los requisitos tecnológicos necesarios para la misión, pero aún sería posible”, comentó el profesor Bambi en diálogo con Daily Mail.
La Vía Láctea podría albergar alrededor de mil millones de agujeros negros de masa estelar. Descubrir y localizar con precisión este objeto cercano es el primer paso crítico para que la misión sea viable.
De acuerdo con el artículo de Bambi, la detección podría lograrse con el estudio del movimiento de una estrella compañera, a través de microlentes —la única técnica actual para agujeros negros aislados—, o mediante nuevas técnicas que involucren radiación electromagnética.
La emisión de ondas gravitacionales transitorias es otro de los caminos para descubrir un agujero negro más cercano.
Para alcanzar velocidades fraccionales de la velocidad de la luz, los cohetes de propulsión química son inviables. La solución más prometedora son los nanocraft, pequeñas naves espaciales a escala de gramos, del tamaño de un clip de papel.
Un nanocraft consta de una oblea a escala de gramos, la cual contiene procesador, propulsores, paneles solares, equipo de navegación y comunicación, y una vela de luz, una membrana dieléctrica extremadamente delgada y de tamaño métrico.
La idea de Bambi es acelerarlos mediante láseres de alta potencia basados en tierra, utilizando la presión de radiación sobre la vela de luz para alcanzar rápidamente velocidades de una fracción de la velocidad de la luz, como 1/3 de la velocidad de la luz.
Iniciativas como Breakthrough Starshot ya buscan desarrollar nanocraft capaces de viajar a 1/5 de la velocidad de la luz.
“Si usamos la tecnología actual, el costo sería de más de un billón de dólares, por lo que definitivamente está más allá del presupuesto de cualquier experimento científico”, comentó Bambi.
Misión interestelar podría ofrecer datos clave sobre agujeros negros
Si un nanocraft viaja a un tercio de la velocidad de la luz hacia un agujero negro a 20 o 25 años luz de distancia, el viaje duraría entre 60 y 75 años, más 20 o 25 años para recibir los resultados de los experimentos en la Tierra, la misión completa podría extenderse por 80 o 100 años.
Si se logra alcanzar una velocidad del 90 por ciento de la velocidad de la luz, el tiempo total de la misión podría reducirse a 40 o 50 años, incluso para un objetivo más lejano.
La misión se dividiría en cuatro fases: la aceleración del nanocraft duraría aproximadamente 17 minutos; luego seguiría la fase del viaje interestelar hasta el agujero negro.
La ambiciosa misión que busca probar la teoría de Einstein en el espacio profundo. Foto: Event Horizon Telescope Collaboration/NASA.En la tercera fase, el nanocraft debe cambiar su trayectoria para orbitar el agujero negro, por lo que podría separarse en dos o más nanocraft más pequeños: uno orbitando lejos (Nanocraft A) y otro más cerca (Nanocraft B).
Finalmente, los experimentos científicos. Los nanocraft orbitan y realizan las pruebas planificadas, enviando los datos a la Tierra
“La motivación de tal misión sería probar el campo gravitacional alrededor de un agujero negro, comparar las mediciones con las predicciones teóricas de la Relatividad General y, con suerte, encontrar algunas desviaciones”, señaló Bambi.
